EDUCAÇÃO E SUSTENTABILIDADE UM PROJETO DE ESCOLA EM TERESINA-PI by Daniela Andrade

2011

EDUCAÇÃO E SUSTENTABILIDADE: UM PROJETO DE ESCOLA EM TERESINA-PI

EDUCAÇÃO E SUSTENTABILIDADE

UM PROJETO DE ESCOLA EM TERESINA-PI Daniela Santana Andrade

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO FACULDADE DE ARQUITETURA E URBANISMO TRABALHO FINAL DE GRADUAÇÃO

EDUCAÇÃO E SUSTENTABILIDADE

UM PROJETO DE ESCOLA EM TERESINA-PI

Autora_Daniela Santana Andrade Orientadora_ Prof.ª Dr.ª Denise Duarte

São Paulo, novembro de 2011.

EDUCAÇÃO E SUSTENTABILIDADE: UM PROJETO DE ESCOLA EM TERESINA-PI

“Veja-se, pois, em que círculo vicioso se meteu a Nação. Improvisa escolas de todo o jeito porque não acredita em escolas senão formalidade social e, para preencher formalidade, de mais nada se precisa do que funcionários que conheçam as fórmulas – e porque só tem escolas improvisadas e inadequadas não acredita que escolas possam ser formadoras eficientes de uma ordem social. (...) Em volta de si, vê escolas improvisadas ou desorganizadas, sem vigor nem seriedade, alinhavando programas e distribuindo, de qualquer modo, diplomas mais ou menos honoríficos. Como acreditar em escola? Tem razão o povo brasileiro.” Anísio Teixeira, 1950.

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AGRADEÇO à professora Denise Duarte pelo comprometimento, pela dedicação, pelas conversas e por sua sempre disponibilidade durante a orientação nesse ano. À minha família pelo apoio incondicional e pela credibilidade em todas as minhas iniciativas de formação. À familia que escolhi pela contribuição do meu amadurecimento pessoal e profissional e pelos preciosos conselhos sobre o trabalho.

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SUMÁRIO

INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA DO TEMA

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

CONTEXTO AMBIENTAL, ECONÔMICO, POLÍTICO x SUSTENTABILIDADE

Nacional Parâmetros de conforto nacional EDUCAÇÃO E SUSTENTABILIDADE

REFERÊNCIAS PROJETUAIS

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NACIONAIS

INTERNACIONAIS

SOBRE TERESINA

ENSAIO PROJETUAL

ATENÇÃO AO CLIMA

PROGRAMA

EXIGÊNCIAS DE CONFORTO TÉRMICO

APRESENTAÇÃO DO TERRENO

Analysis Bio 2.1.5.

EXIGÊNCIAS, DIRETRIZES E ESTRATÉGIAS

Climaticus.4.2

PARTIDO

Quadros de Mahoney

DESEMPENHO TÉRMICO

Conclusões sobre as exigências climáticas

O PROJETO

EDIFÍCIOS ESCOLARES PÚBLICOS

BIBLIOGRAFIA

109

Síntese histórica e Avaliação térmica

REFERENCIADA

110

Visita e Situação atual

CONSULTADA

112

E o Código de Obras e Edificações Municipal

PROGRAMAS COMPUTACIONAIS

113

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INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA DO TEMA

As consequências da exploração descontrolada dos recursos do meio ambiente são amplamente discutidas e evidenciadas no cotidiano da vida contemporânea. Cenários para a próxima geração apontam para ar irrespirável, água não potável, resíduos impossíveis de administrar, combustíveis fósseis esgotados e um planeta inabitável.1 Esses cenários para a geração futura pode e deve ser alterado com o uso de tecnologias, com a aceitação de que alguns dos recursos naturais são esgotáveis e com as práticas autossuficientes que criem uma relação saudável entre natureza, edificações e território das cidades, onde metade da população mundial e 81% da brasileira habita. O fato de que metade dos recursos mundiais são consumidos pela construção civil prova a responsabilidade de arquitetos, engenheiros e designers em mudar esse quadro, tendo em vista a incapacidade do planeta em abastecer a demanda. O projeto arquitetônico é capaz e deve contribuir para a sustentabilidade. Em geral, as edificações da região nordeste do Brasil, inclusive na cidade de Teresina, de clima rigoroso, não oferecem ao usuário o conforto térmico adequado. O uso de recursos artificiais de refrigeração nessa região do país são excessivamente empregados a fim de tornar vivenciável o ambiente. Levando, assim, ou a um consumo exacerbado de energia elétrica com o uso de aparelhos de ar condicionados e ventiladores ou , quando 1 EDWARDS: 2008, p.5.

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não se paga por esse consumo pelas complicações políticas e econômicas nacionais, o conforto do usuário deixa de ser uma prioridade. O estudo e a realização consequente de um projeto arquitetônico que coloque como prioridade a qualidade do conforto do usuário por meio de práticas sustentáveis, é um exercício em que projeto e construção levam ao desenvolvimento que atende a sociedade contemporânea, sem prejudicar as futuras gerações de conseguirem suprir as suas necessidades.2 O objetivo deste trabalho não é somente projetar com eficiência térmica, mas também com eficiência energética através de um projeto experimental escolar na cidade de Teresina. A opção de empregar e exemplificar essa linha de estudo em unidades de ensino é de fácil justificativa. A importância da escola na sociedade em que vivemos é indiscutível. O seu papel é cultivar na população uma base para o alargamento intelectual e moral da sociedade. Segundo Ornstein e Borelli (1995) 3, os problemas dominantes das edificações escolares se referem aos atributos de conforto térmico e funcionalidade. Iluminação, ruído, mobilidade, conforto e ergonomia são fatores que influem diretamente sob o rendimento de atividades de trabalho. Fazer uso de uma arquitetura eficiente é necessário nos edifícios escolares para a 2 A primeira definição de desenvolvimento sustentável foi citada por Brundtland no relatório Our Common Future: The World Commission on Environment and Developmente, 1987. “Development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs”.Disponível em: < http://worldinbalance.net/ intagreements/1987-brundtland.php >. Acesso em 23 jun 2011. Esta definição é utilizada por diversos autores que t ratam de temas sustentáveis.

obtenção do conforto do usuário sem prejudicar o meio ambiente. Retomando a discussão da necessidade de aplicar a sustentabilidade na sociedade atual, o tema escolhido para esse trabalho é o projeto de um edifício escolar municipal na cidade de Teresina com enfoque no uso eficiente das questões sustentáveis em projeto e construção. A pesquisa, em uma primeira etapa, se iniciou com um levantamento e estudo bibliográfico sobre conceitos e discussões dos ramos da sustentabilidade, contextualizando o tema no mundo e no Brasil. Também fez parte desse levantamento o papel do projeto e da construção sustentável e o do edifício escolar, além da retomada de conceitos do conforto ambiental. Com essa fase se pode abranger a compreensão geral do significado do projeto de arquitetura pensado sob a ótica da sustentabilidade, dando ênfase ao estudo do conforto ambiental. A segunda etapa englobou pesquisa da cidade de Teresina e sua consequente escolha do terreno. Nesse momento, foram coletados os dados projetuais exigidos pelas normas e prefeitura. Entende-se que o arquiteto deve responder a todas as expectativas do usuário e do cliente, atendendo o programa solicitado, sem deixar de propor soluções inovadoras e eficientes. Pesquisas em escolas municipais fazem parte desta etapa, juntamente com as pesquisas de campo no terreno para o fechamento do programa da unidade a ser feita, unido com o estudo macroclima e mesoclima do local do projeto. Em um terceiro momento, realizou-se a parte projetual, chegando a um projeto legal com estudos que concretizem uma avaliação do desempenho térmicodas salas de aula.

3 ORNSTEIN; BORELI: 1993.

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O NOVO MUNDO URBANO -

IMAGEM PUBLICADA NO THE GUARDIAN EM JUNHO / 2007.

DISPONÍVEL EM: <HTTP://ARCHIVE.OXHA.ORG/KNOWLEDGE/PUBLICATIONS/ GUARDIANURBANISATIONGRAPHIC.PDF>. ACESSO EM MAIO 2011.

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

CONTEXTO AMBIENTAL,ECONÔMICO, POLÍTCO x SUSTENTABILIDADE MAPA DA DESIGUALDADE SOCIAL

FONTE: <HTTP://WWW.URBAN-AGE.NET/10_CITIES/_ DATA/_FSAC/WLD.HTML>. ACESSO EM OUTUBRO 2011.

O aumento mundial do grau da riqueza juntamente com o do grau da pobreza é um reflete de como o crescimento das cidades e da economia foi algo meramente quantitativo e relacionado somente com a idéia de modernização. O aspecto da qualidade, principalmente a social, tem sido deixado de lado, como também o uso desenfreado dos recursos do ecossistema. 4 Rogers aponta que o maior agente ameaçador à sobrevivência humana é a cidade, chamada pelo autor de “habitat da humanidade”, devido à excessiva aplicação equivocada da tecnologia desenvolvida sem o uso de conceitos sustentáveis. Um aspecto antieconômico é exemplificado através da necessidade de expansão do sistema de transporte público: quanto maior for a cidade, maior será o custo de implantação dessa expansão. Concomitante com esse fato, metade da população mundial vive no meio urbano. O equilíbrio entre meio ambiente, população e recursos naturais é essencial para a sobrevivência da comunidade. Rogers comenta que a sociedade tem o seu futuro determinado pela cidade e dentro dela, hoje elas consomem três quartos de toda a energia do mundo, 4 ROGERS:2001.

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sendo as responsáveis de, pelo menos, três quartos da poluição global. A definição de sustentabilidade vem passando por um processo de evolução esclarecido nas discussões de encontros, de simpósios e de congressos mundiais. O conceito envolve a construção civil e todos os recursos que as atividades humanas utilizam. O projeto sustentável, resumido por Edwards5, basicamente se apóia no equilíbrio entre o capital inicial investido e os capitais fixos, na criação de espaços saudáveis, viáveis e sensíveis às necessidades sociais e no respeito dos sistemas naturais decorrentes da aprendizagem dos processos ecológicos. Mascaró, através dos dados informados, deixa claro que a construção sustentável, apoiada no projeto também sustentável, é a base para um desenvolvimento eficiente da humanidade: 20% a 30% da energia consumida seriam suficientes para o funcionamento da edificação; 30% a 50% da energia consumida são desperdiçados por falta de controles adequados da instalação, por falta de manutenção e também por mau uso; 25% a 45% da energia são consumidos indevidamente por má orientação da edificação e por desenho inadequado de suas fachadas, principalmente.6

NACIONAL O Brasil, nas últimas décadas, passou por diversos progressos na área energética. A qualidade do abastecimento é crescente, assim como também a eficiência dos materiais empregados, tanto na área da construção como nos outros campos que fazem uso de energia. O emprego de cobogós, brises-solei e clarabóias exemplificam os atributos bioclimáticos que a arquitetura brasileira moderna apresentou. Esses elementos associados à adaptação climática somaram-se �� à �� influência corbusiana também com uma preocupação estética. Em alguns casos, a preocupação estética sobressaiu-se e esses elementos eram empregados mais por formalidade do que por preocupação com o conforto dos usuários.7 Decorrente da primeira crise energética, a questão ambiental veio à tona no cenário internacional depois da década de 70. As consequências de uma crise energética mundial, do impacto ambiental gerado pelo consumo de energia de origem fóssil, das previsões a respeito do crescimento da população mundial e do inevitável crescimento das cidades e suas demandas por recursos eram os principais tópicos das discussões internacionais. A aplicação dessas discussões sustentáveis abrangeu aspectos desde o impacto ambiental da construção como da busca de sistemas prediais mais eficientes. Com o intuito de encontrar meios de conciliar o desenvolvimento sócio-econômico com a conservação e proteção do ecossistema, a Rio-92 (IIConferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente e o Desenvolvimento ocorrida no Rio de Janeiro em 1992) reviu as metas e a elaboração

5 EDWARDS: 2008. 6 MASCARÓ: 1992 apud MEIRIÑO: 2004, p.2.

7 GONÇALVES; DUARTE: 2006, p.52.

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de protocolos internacionais, o melhoramento do nível de consumo da população pobre e a diminuição do impacto ambiental dos assentamentos humanos mundiais. Em 2008, inspirado no selo francês HQE8, foi apresentado o primeiro referencial técnico brasileiro para construções sustentáveis: o AQUA Alta Qualidade Ambiental, elaborado pelo Departamento de Engenharia de Produção da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. O selo aponta que as principais metas são levar qualidade de vida ao usuário do edifício, gerar economias de água, de energia, da disposição de resíduos e manutenção, e contribuir para o desenvolvimento sócio econômico ambienta da região.

PARÂMETROS DE CONFORTO NACIONAL No Brasil, os principais parâmetros para o desempenho de edifícios são focados no conforto, não englobando todos os conceitos da bioclimatologia e da sustent abilidade. Normas técnicas e legislações nacionais devem ser aplicadas obrigatoriamente, de acordo com o projeto que estas especificam. A NBR 6401: 1980 – Instalações Centrais de Ar Condicionado para Conforto: Parâmetros Básicos de Projeto (ABNT, 1980) atua apontando a taxa de renovação de ar para casos de ambientes com ar condicionado. Para salas de aula, por exemplo, o valor mínimo é de 40m³/hora por pessoa e o recomendável é de 50. Nessa norma também se limita o valor da velocidade do vento (0, 025 a 0,25m/s), inviabilizando a adoção dos valores de renovação de ar para ambientes com ventilação natural. No caso de Teresina, como será apontado adiante, o vento predominante vem do sudeste com velocidade média de 1,45m/s.

8 HQE (Haute Qualité Environnementale) selo francês conferido pela Association pour la Haute Qualité Environnementale, utilizado no Brasil.

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O que norteia parâmetros de conforto luminoso, no Brasil, é a norma NBR 5413 de Iluminância de interiores (ABNT, 1992). Porém, trata-se apenas de níveis de iluminância considerando o uso de iluminação artificial. Para escolas, são recomendados os seguintes valores mínimo/médio/superior em lux9: Salas de aulas........................................ 200 - 300 - 500 Quadros negros.....................................300 - 500 – 750 Salas de trabalhos manuais................. 200 - 300 – 500 Laboratórios Geral....................................... 150 - 200 - 300 Local ........................................ 300 - 500 - 750 Anfiteatros e auditórios Platéia ...................................... 150 - 200 - 300 Tribuna .................................... 300 - 500 – 750 Sala de desenho ..................................... 300 - 500 – 750 Sala de reuniões ..................................... 150 - 200 – 300 Salas de educação física ......................... 100 - 150 – 200 Costuras e atividades semelhantes ....... 300 - 500 – 750 Artes culinárias ............................................150-200-300 As legislações nacionais que apontam para o conforto acústico são: NBR 10151; NBR 10152; NBR 5335; NBR 5480; NBR 8433; NBR 7731. Elas seguem as orientações da Organização Mundial de Saúde e recomendam para escolas: Salas de aula e área para uso público: 40 a 50 dB (A) Bibliotecas, salas de música e de desenhos: 35 a 45 dB (A) Serviços: 45 a 55 dB (A)

9 �� Lux (no Sistema Internacional de Unidades) é a unidade de iluminamento. Corresponde à incidência perpendicular de 1 lúmen em uma superfície de 1 metro quadrado.

A aplicação das normas exigidas em território nacional não é suficiente para garantir o conforto do usuário em um projeto. Elas são limitadas a algumas condições e devem ser adicionadas a outros requisitos decorrentes de avaliação. Avaliações do desempenho térmico, luminoso e acústico devem ser feitas para verificar a eficiência energética do projeto proposto e a qualidade ambiental do mesmo, para se confirmar ou se corrigir as estratégias utilizadas.

EDUCAÇÃO E SUSTENTABILIDADE O papel da escola é cultivar na população uma base para o alargamento intelectual e moral da sociedade. O espaço se torna educativo a partir da apropriação pelos usuários.10 A qualidade ambiental de um espaço escolar afeta diretamente o ensino e a aprendizagem dos ocupantes. As causas principais dos edifícios escolares nacionais precários são os ambientes mal adaptados, com o projeto mal desenvolvido e/ou obra mal construída, e com a falta de manutenção. Algumas adaptações e soluções, às vezes pequenas, seriam de grande ganho qualitativo no uso dos edifícios em questão. Iluminação, ruído, ambiente físico, cores do ambiente, segurança com relação a marginais, condicionamento dos ambientes de trabalho e mobilidade influenciam diretamente no nível de aprendizagem.

Esses benefícios estão comprometidos com a situação atual da maioria das escolas públicas nacionais. Uma pesquisa realizada na rede estadual de ensino da grande São Paulo concluiu que os problemas dominantes nessas edificações se referem a atributos de conforto térmico e funcionalidade. A má orientação das aberturas em salas de aula e a inadequação dos elementos de proteção solar levam a maioria das escolas a se considerarem quentes no verão e com ventilação inadequada.12 Neutra13 defendia a idéia de que edifícios educativos não precisariam ser imponentes. Com a pré-fabricação de elementos da construção em um ponto estratégico, a padronização de moldes de concreto e do seu transporte é possível baratear o custo da obra com qualidade. A tipologia das suas escolas rurais em Porto Rico representa um estudo racional da sala de aula e um projeto completo e eficiente. As salas, com implantação adequada, possuíam aberturas para pátio interno, flexibilidade na disposição dos móveis e portas grandes que se abriam horizontalmente, garantindo ventilação necessária e aumentando á área sombreada. Nesse trabalho, o objeto é o projeto de uma escola com qualidade ambiental, que deve ser saudável e confortável; energicamente eficiente; termicamente, visualmente e acusticamente agradável; bem inserida no sítio, de forma planejada e eficiente; responsável ambientalmente pelo sítio que ocupa; construída com materiais eficientes; de fácil operação; bem pensada no seu sistema de transporte e deslocamento interno; utilizada como ferramenta de ensino; segura; envolvente à comunidade local e estimulante arquitetonicamente.14

Müller11 aponta que uma escola com qualidade ambiental traz como benefícios: melhor desempenho; aumento da média diária de frequência dos alunos; aumento da satisfação e retenção dos professores na escola; redução do custo de operação; redução da exposição a dívidas e responsabilidades legais; e redução dos impactos ambientais. 12 �� ORNST EIN; BORELLI: 1993. 10 �� LIMA: 1995. 11 �� MUELLER, 2007.p. 18 a 22.

13 �� NEUTRA: 1948. 14 �� Essas são, resumidamente, as características de uma escola com qualidade ambiental segundo MUELLER:2007, p. 7 a 17.

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REFERÊNCIAS PROJETUAIS

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NACIONAIS Ginásio de Guarulhos – Escola Estadual Conselheiro Crispiniano Vilanova Artigas,1960

O programa engloba sala de aulas, um pequeno auditório e uma biblioteca. Está abrigado sob uma única cobertura ao longo de um bloco 115x41m. O pátio central, juntamente com os vestiários e a cantina, situa-se em cota intermediária e diferente dos outros usos. Nele se faz uso da iluminação zenital. As salas de aula, alinhadas e com portas de acessos desencontradas, estão na fachada nordeste e são protegidas da insolação pelo amplo beiral. Na fachada oposta se tem um grande corredor parcialmente protegido por elementos vazados de concreto. Nos pisos, alvenarias e estruturas há um jogo de cores primárias em oposição com panos de concreto.

ESCOLA ESTADUAL CONSELHEIRO CRISPINIANO.

1PLANTA 2ELEMENTOS VAZADOS NA FACHADA SUDOESTE 3PÁTIO CENTRAL

DISPONÍVEL EM: < HTTP://WWW.ARQUITETURABRUTALISTA.COM.BR/FICHAS-TECNICAS/DW%201960-43/1960-43-FICHATECNICA. HTM >. ACESSO EM JUNHO 2011.

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Escola EPG Jardim Ipê Décio Tozzi e Luiz Carlos Ramos,1967

O partido deste edifício procura integrar os espaços de recreação e estar. Há um grande espaço central que faz uso da iluminação natural zenital por meio de enormes sheds, protegidos internamente para evitar a excessiva entrada da radiação solar direta, e suas aberturas, junto com as das janelas, propiciam uma ventilação cruzada em todo o prédio. As fachadas leste/oeste são cegas e as norte/sul protegidas por anteparos solares.

Biblioteca Pública do Estado – Rio de Janeiro Glauco Campello,1994

A luz natural é aproveitada por meio da iluminação zenital tipo shed e com brises de proteção, evitando a entrada solar direta. A setorização dos ambientes é feita com divisórias a meia altura de modo a permitir a ventilação natural. Os ambientes são construídos com peças pré-fabricadas em concreto e abertos.

ESCOLA EPG JARDIM IPÊ 1CORTE

FONTE: CORBELLA; YANNAS:2003.

BIBLIOTECA PÚBLICA DO ESTADO - RIO DE JANEIRO

2BRISES NA FACHADA EXTERNA 3 e 4APROVEITAMENTO DA ILUMINAÇÃO NATURAL

FONTE: GLAUCO CAMPELLO ARQUITETOS. DISPONÍVEL EM : <HTTP://WWW.GLAUCOCAMPELLO.COM.BR/ PROJETO/370. ACESSO EM MARÇO 2011.

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Obras de João Filgueiras Lima Nos projetos de Lelé, é importante fazer um estudo do ponto de vista do conforto ambiental a fim de ilustrar as vantagens dos sistemas concebidos para produzir sensações agradáveis nos ocupantes de seus edifícios. A conjugação das variáveis luz e vento e sua consideração desde a concepção do edifício são fundamentais para garantir uma eficiente ventilação e iluminação natural.

É notória, em suas obras, a disposição de suas prioridades: o recurso passivo é utilizado sempre que possível. Nos locais onde o verão é mais rigoroso e a ven�� tilação é pequena, Lelé utiliza de recursos ativos menores nos vãos dos sheds. E nos casos mais extremos, onde a ventilação é inexistente, ele opta pela refrigeração central, com equipamentos que utilizam água para resfriamento, no lugar do gás. O Tribunal de Contas da União (TCU) de Cuiabá, de 1997, faz uso da iluminação e ventilação natural, através de sheds e elementos vazados, nas áreas de circulação e sanitários. Esses elementos, combinados a um jardim interno, propiciam um microclima agradável. Nas áreas de longa permanência utiliza-se o ar condicionado central.

TCU TERESINA

1AMBIENTE DE TRABALHO 2PÁTIO INTERNO 3CROQUI

CROQUI- FONTE: LATORRACA: 2000. FOTOS: ABRIL DE 2011

TCU CUIABÁ

4USO DE ELEMENTOS VAZADOS 5PÁTIO INTERNO

FONTE: LATORRACA: 2000.

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O TCU de Teresina, do mesmo ano, apresenta o mesmo partido de Cuiabá. O uso passivo de iluminação e ventilação, associados a um jardim interno, é o recurso utilizado nos locais de pouca/média permanência. Os brises horizontais, na fachada norte, permitem contato com o exterior. Os setores técnicos, administrativos e o auditório, localizados em outro bloco, foram projetados e executados para refrigeração central tipo fan-coil. Porém, recentemente esse sistema central foi desativado e substituído por condicionamentos independentes com splits. A justificativa dessa mudança foi a manutenção custosa e a demora na substituição de peças do antigo aparelho. Também foi constatado um decréscimo de 40% na conta de energia mensal, segundo os funcionários.

CESA (Centro Educacional Santo André) Jd. Santo André

Brasil

Arquitetura, 2006

O projeto da escola pública, idealizada para receber alunos de quatro a dez anos, conta com o emprego de lajes-jardins, aberturas zenitais com sheds, paredes internas coloridas, áreas internas vazadas, grandes caixilhos nas salas de aula e paredes externas com cobogós na fachada N/S e empena cega na fachada L/O. Esses elementos bem empregados permitem o uso da iluminação natural bem capturada e bem refletida para diversos ambientes e diferentes pavimentos. As salas de aula possuem ventilação natural abundante e controlada com os seus caixilhos protegidos da insolação pelos cobogós. O programa da escola é bem completo. Abrange pátio coberto e descoberto, auditório com camarim, refeitório interno e externo, jardim/horta dos alunos (no teto jardim) e informática.

CESA JD. SANTO ANDRÉ 1ELEMENTOS VAZADOS NAS FACHADAS N/S 2ILUMINAÇÃO NATURAL REFLETIDA POR MEIO DOS SHEDS 3CROQUI 4SALA DE AULA FONTE: BRASIL ARQUITETURA DISPONÍVEL EM:< HTTP://WWW.BRASILARQUITETURA.COM/PROJETO> ACESSO EM: MARÇO 2011

FDE Votoratin

Grupo SP, 2008

O acesso ao edifício �� é feito de �� modo que a quadra coberta tenha autonomia em relação às demais instalações, atendendo as exigências da FDE de que a quadra sirva a comunidade. As salas de aula alinhadas e com portas de acessos desencontradas na fachada norte são protegidas por quebra-sóis e pela distancia entre a parede externa e a caixilharia, garantindo boa luminosidade e evitando a radiação solar direta. O uso de elementos vazados no edifício e áreas de circulação abertas sem vedação, juntamente com coberturas em níveis desencontrados, eleva o potencial de ventilação e iluminação natural em todos os ambientes. 7

FDE VOTORANTIN

5PROTEÇÃO DA CAIXILHARIA DAS SALAS DE AULA 6REFEITÓRIO 7CORTE

FONTE: GRUPOSP. DISPONÍVEL EM:<HTTP://WWW.GRUPOSP.ARQ.BR/> ACESSO EM MARÇO 2011.

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INTERNACIONAIS Australian Technical College Sunshine Associate Spowers Architects, 2007

O projeto do edifício, feito para abrigar 350 alunos para área tecnológica, teve a participação de alunos em sua idealização e ganhou prêmio australiano de edifícios públicos sustentável no ano de 2008. O Prédio faz uso de clarabóias para se minimizar o uso de iluminação artificial e da ventilação natural. Existe um canal subterrâneo que ajuda na circulação de brisas no edifício.

AUSTRALIAN TECHNICAL COLLEGE SUNSHINE

DISPONÍVEL EM:< HTTP://WWW.WORLDARCHITECTURENEWS.COM > ACESSO EM MARÇO 2011.

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FOTOS ROY LEE WALKER ELEMENTARY SCHOOL

DISPONÍVEL EM :< HTTP://WWW.DESIGNSHARE.COM/> ACESSO EM MARÇO 2011.

Roy Lee Walker Elementary School Texas, 2000 O pátio interno potencializa ventilação e iluminação natural nas salas de aula, juntamente com a prateleira de luz, a esquadria em profundidade e os sheds.

Zhangde Primary School Singapura,2005.

Os elementos (vegetação local, uso de água, diferentes texturas e cores) no�� pátio interno criam um �� microclima diferenciado, proporcionando benefícios climáticos, visuais e acústicos para os ocupantes.

FOTOS ZHANGDE PRIMARY SCHOOL.

DISPONÍVEL EM:< HTTP://WWW.SCHOOLDESIGNER.COM> ACESSO EM MARÇO 2011.

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PANORAMA DE TERESINA VISTA DA PONTE JOÃO ISIDORO FRANÇA SOB O RIO POTI FOTOS: JULHO 2011

SOBRE TERESINA

Teresina foi fundada em 1852 para ser a capital da Província do Piauí à margem do rio Parnaíba, na confluência com o rio Poti, devido a navegabilidade e facilidade de transporte e comunicação fluvial, em substituição à cidade de Oeiras.

SÃO LUÍS FORTALEZA TERESINA

PALMAS

A cidade foi planejada com um modelo de ocupação através de uma malha ortogonal sem hierarquização de ruas. Esse modelo, proposto por seu fundador, conselheiro José Antônio Saraiva, abrigava toda a população até 1900, ocorrendo inicialmente um crescimento para o Norte, extrapolando o limite do contorno da via férrea, e somente depois de desobstruções do afloramento rochoso, para o Sul. O crescimento para a zona Leste se deu somente a partir de 1957 com a criação da primeira ponte. Esse traçado regular em xadrez se manteve até o anel circular da estrada de ferro. Teresina é uma cidade de porte médio, mas tem grande influência regional devido a sua localização estratégica, situada num dos maiores entrocamentos rodoviários do Nordeste. No eixo leste-oeste liga Ceará, Maranhão e Pará, e no eixo sul liga-se à capital federal, Brasília, e ao estado do Tocantinhs, rescebendo assim, muitos imigrantes.15

BRASÍLIA

LOCALIZAÇÃO DE TERESINA EM REGIÃO DO BRASIL FONTE: GOOGLE EARTH. MODIFICADA PELA AUTORA.

15 LIMA:2001, p.80.

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ATÉ 1900 1900 A 1940

814.230 habitantes residem em Teresina e 94,3% dessa população é urbana. Um quarto dos habitantes municipais possui entre 5 a 19 anos e 75% dos estudantes da cidade estão matriculados no ensino público e dependem do mesmo.16 A climatização artificial foi recentemente mal implantada em toda rede pública de ensino.

ATUAL ÁREA URBANA LINHA FÉRREA Rio Poti

LIMITE BAIRROS

NÚMERO DE ESCOLAS EM TERESINA NO ANO DE 2009. FONTE:IBGE

PRIVADA PRIVADA MUNICIPAL MUNICIPAL ESTADUAL ESTADUAL FEDERAL FEDERAL TOTAL TOTAL

ENSINO PRÉESCOLAR ENSINO PRÉESCOLAR 132 132 176

ENSINO FUNDAMENTAL ENSINO FUNDAMENTAL 147 147 151

ENSINO MÉDIO ENSINO MÉDIO 64 64 0

176 5 50 0 313 313

151 110 110 0 0 408 408

0 105 105 2 2 171 171

ENSINO EM PRÉENSINO NÚMERO DE MATRÍCULAS TERESINA NO ANO DE 2009 FONTE:IBGE

PRIVADA PRIVADA MUNICIPAL MUNICIPAL ESTADUAL ESTADUAL FEDERAL FEDERAL TOTAL TOTAL

ESCOLAR ENSINO PRÉESCOLAR 9102

FUNDAMENTAL ENSINO FUNDAMENTAL 31922

9102 14594 14594 303 303 0

31922 63006 63006 30879 30879 0

0 23999 23999

0 125807 125807

37,92658027 37,92658027

25,37378683 25,37378683

Rio Paranaíba

ENSINO MÉDIO ENSINO MÉDIO 11990 11990 0 0 2459 2459 47790 47790 62239 62239 19,26444834 19,26444834

53014

53014BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. 16 �� IBGE – INSTITUTO IBGE Cidades. Disponível em: <http://www.ibge.gov.br/cidadesat/topwindow. htm?1>. Acesso em: 10 maio 2011.

EVOLUÇÃO URBANA DE TERESINA DE SUA FUNDAÇÃO ATÉ 1940

FONTE:LIMA.2001,P.43 MODIFICADA PELA AUTORA.

EDUCAÇÃO E SUSTENTABILIDADE: UM PROJETO DE ESCOLA EM TERESINA-PI

ATENÇÃO AO CLIMA Teresina situa-se a latitude 5°05’ S e longitude 42°49’O, em uma altitude de 72m. Localiza-se a 300 km do litoral, entre dois volumosos rios (Parnaíba e Poti). Está inserida em uma floresta decidual mista, de transição entre floresta, cerrado e caatinga. Na classificação de Köppen17 a cidade enquadra-se como Tropical Megatérmico (Awi), por todos os meses do ano apresentarem temperatura média maior que 18°C, pela estação invernosa ser ausente, pela forte precipitação anual concentrada entre janeiro a abril, e pela amplitude térmica anual ser menor que 5°C. Caracteriza-se por ser um clima tropical continental, com duas estações bem definidas, uma seca e outra úmida. De acordo com a classificação de Nimer18, o clima é tido como Quente e Semi-árido brando, por apresentar período seco durante seis meses do ano. Mas o Atlas do Piauí (IBGE, 1990) considera o clima do município Sub-úmido seco devido à altura das precipitações anuais na região. A cidade está na Zona Bioclimática 7 de acordo com a NBR-15220 (ABNT, 2005). A parte 3 dessa norma, intitulada de Zoneamento Bioclimático Brasileiro e Diretrizes Construtivas para Habitações Unifamiliares de Interesse Social, aponta para Teresina as seguintes diretrizes: aberturas para ventilação pequenas e com sombreamento; paredes e coberturas pesadas; uso de resfriamento evaporativo; massa térmica para resfriamento; e ventilação seletiva nos períodos quentes, em que a temperatura interna

seja superior à externa. Através do banco de dados do programa computacional Climaticus19, gerou-se os seguintes gráficos que serviram de base para a análise do clima de Teresina. Os dados de velocidade20 e direção predominante dos ventos21 foram conseguidos em outras fontes. As médias mensais são elevadas o ano inteiro e a média anual está em torno de 26,5°C. A variação da mesma durante o ano não ultrapassa 3°C. As máximas ocorrem nos meses de agosto a novembro e atingem 36,4°C. As médias mínimas variam em torno dos 21°C e ocorrem nos meses de junho, julho e agosto. A amplitude térmica média anual é de 11°C. São mais intensas no período de agosto a outubro. As amplitudes menores coincidem com o período mais chuvoso e de temperaturas mais amenas. As chuvas dividem o ano em dois períodos, um chuvoso úmido e outro seco. Estão concentradas de janeiro a maio, época em que são frequentes, intensas e acompanhadas de ventos fortes. De julho a setembro as chuvas são escassas. A média anual da umidade relativa é 70%, chegando a quase 85% no período mais chuvoso e a quase 55% no período mais seco, período este que coincide com o das temperaturas mais elevadas.

19 �� ALLUCI, M. P. Climaticus v.4.2. São Paulo, 2005. 17 �� Sistema de classificação global dos tipos climáticos proposta pelo climatologista alemão Wladimir Köppen. 18 �� Utilizada nas publicações do Instituto Brasileiro de Geografia e EstatísticaIBGE,1989

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20 �� Departamento de Hidrometeorologia da Secretaria de Agricultura, Abastecimento e Irrigação do Estado do Piauí (período de 1977 a 1997) apud SILVEIRA: 2007. 21 �� MACIEL; MEDEIROS: 2010.

Os ventos são fracos o ano inteiro, com elevadas calmarias (entre 30 a 40% do ano), e direção predominante sudeste. “Em trinta anos de observação as direções predominantes com maiores valores de freqüências de entrada foram: Sudeste com 269,6 vezes; a direção de Este (E) com 179,5 vezes e a direção Nordeste com 113,7 vezes, em relação às outras direções ocorre com uma menor intensidade quando comparada às citadas.”.22 A insolação média varia entre 5,57h diárias no mês de janeiro a 9,57h no mês de julho. Os valores mais baixos ocorrem no período chuvoso, de janeiro a março. Nos métodos de avaliação do desempenho térmico, os dados climáticos são caracterizados pelos dias típicos de projeto, para os períodos de inverno e verão. Esses dias são determinados em função da freqüência dos dados climático’igência em uma avaliação. As características climáticas de Teresina, onde as temperaturas mensais são sempre elevadas, levam a uma possível representação de seu clima através de um dia no mês de março, com menor amplitude térmica e temperatura, e com umidade relativa e precipitações típicas de clima quente e úmido. O outro dia é no mês de outubro, mês que apresenta maiores valores de temperatura, maiores amplitu es e menor valor de umidade precipitação, caracterizando-o como mês de clima quente e seco.

22 �� MACIEL; MEDEIROS: 2010.

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JAN

FEV MAR ABR MAI JUN

JUL AGO SET OUT NOV DEZ

TEMPERATURA MÁXIMA (°C) TEMPERATURA MÉDIA (°C) TEMPERATURA MÍNIMA(°C)

TEMPERATURAS MÁXIMAS, MÉDIAS E MÍNIMAS (C°)

PRECIPITAÇÃO TOTAL (mm)

350

300

12 38 38 32 14 38 36 11 36 30 36 13 34 10 34 28 34 32 12 9 32 26 32 30 11 8 30 24 30 28 10 28 7 22 28 26 9 JAN FEV MAR ABR 26 20 26 24 JAN FEV MAR ABR MAI 24 JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ 8 24 22 22 7 22 TEMPERATURA MÁXIMA (°C) 20 TEMPERATURA MÉDIA (°C) 20 JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET JAN OUT FEV NOV MAR DEZ ABR 20 JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ TEMPERATURA JAN FEV MARMÍNIMA(°C) ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT(°C) NOV DEZ TEMPERATURA MÁXIMA TEMPERATURA MÁXIMA (°C) TEMPERATURA MÁXIMA (°C) TEMPERATURA MÉDIA (°C) TEMPERATURA MÉDIA (°C) 350 TEMPERATURA MÉDIA (°C) TEMPERATURA MÍNIMA(°C) 85 TEMPERATURA MÍNIMA(°C) TEMPERATURA MÍNIMA(°C) 300 80 AMPLITUDE TÉRMICA (C°)350 250 350 75 14 350 300 200 85 300 13 70 300 250 150 80 250 12 250 65 200 100 75 200 11 200 150 50 60 150 70 10 150 100 0 55 100 9 65 JAN FEV MAR ABR 100 JAN FEV MAR ABR MAI50 JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ 50 8 50 60 0 0 JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ 70 JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO55SET OUT NOV DEZ JAN FEV MAR ABR MAI JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUN JUL JUL AGO AGO SET SET OUT OUT NOV NOV DEZ DEZ JAN FEV MAR ABR

1,8

1,1 1,4 75 1 1,3 70 1,2 1,1 65 1 60 55

1,6 1,5

UMIDADE RELATIVA (%) 1,4 85 1,385 80 1,280 75 1,1 75 1 70 70 JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ 65 65 MAI60 JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ 60 55 55 JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

INSOLAÇÃO MÉDIA (h) 10,00 8,00 10,00 1,7 10,00 1,7 9,00 1,6 7,00 9,00 1,6 9,00 1,5 8,00 6,00 1,5 8,00 8,00 1,4 7,00 1,4 5,00 7,00 1,3 7,00 1,3 6,00 1,2 4,00 6,00 JAN FEV MAR ABR MAI 1,2 JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ 6,00 JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ 5,00 1,1 5,00 1,1 5,00 1 4,00 1 JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ 4,00 JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO4,00 SET OUT NOV DEZ JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ JAN FEV MAR ABR MAI JUN

1,7

9,00

1,8 VELOCIDADE DOS VENTOS 1,8(m/s)

1,5 1,8 1,4 1,7 85 1,3 1,6 1,2 1,5 80

1,8

10,00

1,7 1,6

250 14 14 200 13 13 150 12 12 100 11 11 1050 10 90 9 JAN MAI JUN JUL FEV AGOMAR SET ABR OUTMAI NOVJUN DEZJUL AGO SET OUT NOV DEZ 8 8 7 7 JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

JUL AGO SET OUT NOV DEZ

EDUCAÇÃO E SUSTENTABILIDADE: UM PROJETO DE ESCOLA EM TERESINA-PI

85 80 75 70 65 60 55 JAN FEV MAR ABR MAI JUN

JUL

JAN

JUL

10,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 FEV MAR ABR MAI JUN

DADOS CLIMÁTICOS DE TERESINA

FONTE: CLIMATICUS 4.2 E DEPARTAMENTO DE HIDROMETEOROLOGIA DA SECRETARIA DE AGRICULTURA, ABASTECIMENTO E IRRIGAÇÃO DO ESTADO DO PIAUÍ (PERÍODO DE 1977 A 1997) APUD SILVEIRA: 2007.

Pressão Atmos (hPA) Temperatura Média (°C) Temperatura Máxima (°C) Temperatura Mínima (°C) Amplitude Média (°C) Temp Máx Absoluta (°C) Temp Mín Absoluta (°C) Precipitação Total (mm) Precip-Máx em 24h (mm) Evaporação Total (mm) Umidade Relativa (%) Insolação Total (horas) Insolação Média (horas) Nebulosidade (0-10) Velocidade dos ventos (m/s)

JAN 1001,1 26,7 32,2 22,5 9,7 38,4 20 248,3 167,1 89,2 75 166,5 5,37 6,8 1,2

FEV 1001,2 23,6 30,1 22,4 7,7 36,6 19,2 261 123 61,3 83 151 5,39 6,7 1,2

MAR 1001,4 25,9 30,1 22,4 7,7 36,8 20,2 286,3 134,5 67,3 83 167,8 5,41 6,9 1,3

ABR 1001,5 26,3 31,6 22,7 8,9 34,6 19,9 267,9 130,8 58,5 84 175,9 5,86 6,7 1,1

MAI 1002,2 26,1 31,8 22,4 9,4 35 19,4 109,5 109,7 76,6 81 231 7,45 4,6 1.2

JUN 1003,3 24 32,4 21,2 11,2 35,9 16,4 25,4 33,4 111,2 72 264,1 8,80 3,3 1,5

JUL 1003,7 26 33,3 20,4 12,9 37,2 15 12,7 38,3 167,2 65 296,7 9,57 2,9 1,7

AGO 1003,3 25,7 33,5 20,5 13 38,6 15,8 11,6 33 192,3 59 287,2 9,26 2,9 1,7

SET 1002,4 28,4 35,8 22 13,8 39,6 16,4 16,9 57,8 206,5 56 248,9 8,30 3,3 1,7

OUT 1001,4 29 36,4 22,8 13,6 40,3 18,8 18 138,2 251,5 58 249,9 8,06 4,3 1,7

NOV 1000,7 28,7 35,4 23 12,4 39,7 19,4 64,8 123 183,8 60 232,6 7,75 4,9 1,6

DEZ 1005,8 28 34,2 23,1 11,1 39,5 20 126,1 48,6 141,1 64 201,3 6,49 5,8 1,5

ANO 1002,3 26,5 33,1 22,1 11 40,3 15 1678,9 167,1 1606,5 70 2672,9 7,31 4,9 1,45 20%

Rio Poti

32%

Rio Parnaíba

INTERPRETAÇÃO DOS VENTOS DOMINANTES

FONTE:MACIEL.2010,P.4 MONTAGEM GRÁFICA: PRÓPRIA AUTORA

48% EDUCAÇÃO E SUSTENTABILIDADE: UM PROJETO DE ESCOLA EM TERESINA-PI

EXIGÊNCIAS DE CONFORTO TÉRMICO Para a formulação das estratégias bioclimáticas na cidade de Teresina, obtendo- se ambientes termicamente confortáveis, através das exigências de conforto térmico local, utilizou-se dos softwares Analysis Bio 2.1.5. e Climaticus 4.2 e das Tabelas de Mahoney. Analysis Bio 2.1.5. Software desenvolvido pelo Laboratório de Eficiência Energética em Edificações- LabEEE/UFSC- com última atualização de 2009. Usa-se da carta de Givoni (1992) adaptada ao Brasil por Goulart (1994) juntamente com os arquivos climáticos TRY23 ou com os dados das Normais Climatológicas24, para avaliação das condições de conforto térmico de ambientes internos utilizando uma carta psicrométrica. Neste trabalho, usou-se apenas das Normais Climatológicas por falta de arquivos climáticos TRY para Teresina. A carta bioclimática de Teresina, segundo o Analysis Bio, indica que o conforto térmico no municipio está presente em 36,81% das horas do 23 �� Test Reference Year, traduzido como Ano Climático de Referência, é uma série de dados climáticos formados através de uma metodologia baseada na eliminação de anos cujos dados contêm temperaturas médias mensais extremas (altas ou baixas) até que se obtenha apenas um ano de dados médios (GOULART [et al]., 1997). 24 �� As “Normais Climatológicas” são obtidas através do cálculo das médias de parâmetros meteorológicos, obedecendo a critérios recomendados pela Organização Meteorológica Mundial (OMM). Essas médias referem-se a períodos padronizados de 30 (trinta) anos, sucessivamente. Como, no Brasil, somente a partir de 1910 a�� atividade de observação meteorológica passou a ser feita de forma sistemática, o primeiro período padrão possível de ser calculado foi o de 1931 a 1960. Software disponibiliza dados climáticos do INMET para principais cidades brasileiras, no período 1961 a 1990

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ano e o desconforto em 63,19% das horas restantes do ano. A estratégia mais recomendada é a ventilação (48,55% do tempo) muitas vezes associada a outras estratégias como resfriamento evaporativo e massa térmica para resfriamento, estratégias presentes principalmente no segundo semestre. Climaticus.4.2 O Programa foi desenvolvido por Marcia Alluci juntamente ao Laboratório de Conforto Ambiental e Eficiência Energética- FAUUSP e tem sua ultima atualização datada de 2005. Através do banco de dados das Normais Climatológicas25 de 58 cidades brasileiras, disponibiliza ferramentas para o diagnóstico climático, tais como a Carta Bioclimática de Givoni, a classificação do clima segundo Mahoney e diagramas de geometria ótima. Também gera gráficos de temperatura e umidade, radiação solar por fachada, ventos, precipitação e nebulosidade. De acordo com Climaticus, o conforto em Teresina se manifesta em apenas 9% do tempo por ano, e está concentrado praticamente nos meses de agosto e setembro. A estratégia mais presente durante o ano é o condicionamento artificial, que é preciso em metade do tempo anual, durante todos os meses do ano. A ventilação é a estratégia subsequente mais presente (34,4%) aparecendo também conjugada com outras táticas. Em seguinte está o resfriamento evaporativo (10,4%), nos meses de julho a novembro, que também aparece muitas vezes conjugado a outras estratégias.

25 �� Software também disponibiliza dados climáticos do INMET para principais cidades brasileiras, no período 1961 a 1990.

180,00

100,00

160,00 140,00

80,00

120,00

60,00

100,00

AR CONDICIONADO 80,00 MASSA TÉRM. P/ RESFR. 60,00 MASSA TÉRM. + RESFR. EVAPORATIVO

40,00

180,00 160,00 140,00

100,00

20,00

120,00

JAN

60,00 40,00

FEV

MAR

ABR

MAI

JUN

JUL

AGO

SET

FREQUÊNCIA DAS ESTRATÉGIAS BIOCLIMÁTICAS ASSOCIADAS PARA TERESINA SEGUNDO ANALYSIS BIO 2.1.5.

OUT

NOV

60,00

VENTILAÇÃ

CONFORTO 0,00

CONFORTO JAN

DEZ

FEV

MAR

ABR

MAI

JUN

FREQUÊNCIA DAS ESTRATÉGIAS BIOCLIMÁTICAS DISSOCIADAS PARA TERESINA SEGUNDO ANALYSIS BIO 2.1.5.

AR CONDICIONADO MASSA TÉRM. P/ RESFR. 40,00 RESFR. EVAPORATIVO

20,00

RESFR. EVA

VENTILAÇÃO 20,00

0,00

80,00

MASSA TÉR

40,00+ RESFR. EVAPORATIVO + VENT. MASSA TÉRM.

80,00

100,00

AR CONDIC

JAN

FEV

MAR

ABR

MAI

JUN

JUL

AGO

SET

OUT

NOV

AGO

SET

OUT

NOV

DEZ

AR CONDICIONADO MASSA TÉRM. P/ RESFR. MASSA TÉRM. + RESFR. EVAPORATIVO

VENTILAÇÃO 20,00 CONFORTO

0,00

JUL

MASSA TÉRM. + RESFR. EVAPORATIVO + VENT. VENTILAÇÃO

DEZ

CONFORTO

0,00 JAN

FEV

MAR

ABR

MAI

JUN

JUL

AGO

SET

OUT

NOV

DEZ

RESUMOS DAS ESTRATÉGIAS BIOCLIMÁTICAS PARA TERESINA

SEGUNDO CLIMATICUS 4.2.

HORA 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

JAN CA CA ZV ZV ZV CA CA CA CA CA CA CA

FEV CA CA CA CA CA CA CA CA CA CA CA CA

MAR CA CA CA CA CA CA CA CA CA CA CA CA

ABR CA ZV ZV ZV ZV CA CA CA CA CA CA CA

MAI CA ZV ZV ZV ZV ZV CA CA CA CA CA CA

JUN ZV ZV ZV ZV ZV ZV CA CA CA CA ZV ZV

JUL AGO SET OUT NOV ZV ZC ZC ZV ZV ZV ZC ZC ZV ZV ZV ZC ZC ZC ZV ZV ZC ZC ZV ZV ZC ZC ZC ZV/MTR/RE ZV/MTR/RE ZV/MTR/RE ZV/MTR/RE ZV/MTR CA CA RE RE RE CA CA RE RE RE CA CA CA RE CA CA CA CA RE CA CA CA ZV ZV/MTR/RE ZV ZV ZV ZV ZC ZV/MTR/RE ZV ZV

DEZ ZV ZV ZV ZV ZV CA CA CA CA CA CA ZV

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Quadros de Mahoney Desenvolvido por Carl Mahoney para a ONU em 1969, as tabelas de Mahoney são um método de concepção de edificações adequadas ao clima tropical. Não geram dados para nenhuma cidade em específico, mas referem-se a um método universal. Este processo faz uma análise qualitativa das necessidades de conforto para determinado tipo de clima, a partir da entrada das principais informações sobre o clima de um lugar, e é utilizado recorrentemente na literatura que trata a arquitetura bioclimática, como Mascaró (1983) e Silveira (1999). Essa análise qualitativa é feita através da avaliação do clima com limites de conforto, observando a temperatura máxima e mínima média, a umidade relativa do ar e as precipitações médias, e do diagnóstico do clima local com medidas corretivas, indicadores associados às condições climáticas úmidas ou áridas. Gera recomendações gerais de projeto e recomendações mais detalhadas. Os detalhes especificados de projeto se referem ao tamanho e a posição das aberturas, a necessidade ou não de protegê-las, além do tipo de parede e coberturas a serem empregados. A vantagem principal do uso dessas tabelas é que este método leva em conta a variação da umidade relativa do ar ao longo do ano. 26 A avaliação e o diagnóstico do clima de Teresina, através das Tabelas de Mahoney, indica dois períodos climáticos típicos. O primeiro aparece nos seis primeiros meses do ano com temperatura e umidade relativa do ar elevada, ou seja, o movimento do ar é indispensável para a obtenção do

26 �� ANDRADE: 2005, p.39.

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conforto térmico nesse período. O segundo engloba os meses de julho a dezembro, quando as temperaturas são ainda mais elevadas, a umidade relativa do ar é moderada e a amplitude térmica diária é maior que 10°C, apontando a necessidade de armazenamento térmico. O diagnóstico também revela que há necessidade de se adotar estratégias evitando a entrada de chuvas nos edifícios, durante os meses de janeiro a maio, quando a pluviosidade é maior que 200 mm por mês. Quanto às diretrizes de projeto, as tabelas, resumidamente, indicam que a implantação deve ter seu eixo maior no sentido leste/oeste. Os edifícios devem estar bem distanciados para penetração dos ventos (com ambientes protegidos dos ventos quentes e carregados de pó). As habitações devem estar dispostas enfileiradas e com aberturas voltadas à entrada de ventos. As aberturas devem ocupar entre 20 a 40% da área das paredes, devendo estar dispostas nas fachadas norte/sul, na direção predominante dos ventos e que permitam ventilação ao nível dos ocupantes, e devem estar protegidas da insolação e das chuvas. As paredes e coberturas devem ser pesadas e ter inércia térmica elevada, com tempo de retardo superior a oito horas para o calor incidente nas superfícies externas. Assim, a radiação dos horários mais quentes atinge o interior do edifício somente quando a temperatura do ar estiver mais amena.

Conclusões sobre as exigências climáticas

uma estratégia imensamente recomendada.

O clima de Teresina não pode ser simplificado, diagnosticando-o somente como quente-úmido ou somente como quente-seco. O clima tem alguns detalhes dessas duas tipologias, que são verificados em dois semestres do ano, de janeiro a junho e de julho a dezembro. As soluções projetuais e construtivas devem atender às exigências climáticas ao longo de todo período.

A utilização de materiais com grande inércia térmica é uma recurso importante, assim é possível impedir que a alta temperatura externa, nos horários de pico da mesma, atinja imediatamente as superfícies internas. Com um tempo de retardo grande das superfícies externas, as superfícies internas só serão atingidas pelo calor à noite, quando a temperatura do ar externo atingir valores agradáveis, já que nessa época a amplitude térmica constatada é elevada. A massa térmica para resfriamento é uma estratégia importante dessa época, devendo-se manter o edifício fechado durante o dia e abri-lo durante a noite.

No primeiro semestre, diagnosticado como quente-úmido, a temperatura do ar (a qual varia entre 22° a 32°C) é praticamente a mesma das temperaturas das superfícies e da pele, portanto as trocas de calor por condução e convecção são dificultadas. A temperatura nessa época diminui pouco à noite e as temperaturas das superfícies das paredes e da cobertura tendem a se manter no mesmo valor da do ar. Nesta época é necessário que os ventos penetrem no edifício, ao nível dos ocupantes, para que se perca calor através da evaporação do suor. A ventilação é muito importante para o resfriamento das superfícies por convecção e para a perda de calor por evaporação.

Tratando-se de edifícios escolares, não existe ocupação em parte da noite e na madrugada, portanto, a transferência de calor acumulado durante o dia, pelas superfícies externas com grande inércia térmica para o interior dos ambientes, não interfere na sensação de conforto dos ocupantes.

O aumento da temperatura também deve ser evitado através da redução da absorção da insolação. As superfícies de um ambiente podem virar fontes de radiação quando estas estão expostas a radiação solar direta ou indireta, elevando sua temperatura e a do ar interno. Mesmo em horários quando a temperatura atinge valores muito altos, os ventos são recomendados para reduzir a umidade da pele. Na época quente-seca, que atinge o segundo semestre, a ventilação é também�� desejada desde que seja tratada, para não levar poeira aos ambientes internos, e resfriada. O grau de conforto durante o dia tem influência direta principalmente com a radiação solar, portanto a proteção é

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EDIFÍCIOS ESCOLARES PÚBLICOS Síntese histórica da tipologia construtiva e avaliação térmica27 Somente em 1920, setenta anos depois da implantação do município, foram construídos os primeiros edifícios com o intuito de servirem como escolas. Durante esses anos, os espaços educativos eram, na sua maioria, em prédios residenciais alugados, onde funcionavam de forma precária e mal adaptados. Esses primeiros edifícios escolares em Teresina foram construídos praticamente meio século depois dos primeiros edificados no Rio de Janeiro e em São Paulo, e mesmo assim apresentam semelhança com essas edificações, como a planta simétrica e a percepção que a fachada permite de volumes diferentes, pelos pavimentos ou pelo avanço ou recuo do bloco central. A Escola Normal de Teresina, que teve seu edifício construído em 1924, é um bom exemplo dessa semelhança. O seu estilo neoclássico, sua fachada simétrica e sua qualidade construtiva se assemelham às primeiras escolas de São Paulo e Rio de Janeiro. As escolas desse período têm plantas térreas, compactas em U e com tratamento diferenciado na fachada principal. Nas décadas de 40 a 60, a planta do edifício em T é frequente, com o recreio coberto e os sanitários ao fundo. As salas de aula tinham as suas janelas voltadas para norte ou para sul, e a parede oposta tratada com cobogós, onde externamente à�� sala havia o corredor, permitindo a ventilação cruzada. Projetos feitos pelos arquitetos da Secretaria de Educação, na década de 60, foram consequentes ao acordo entre Sudene/MEC/USAID/Governo do Estado do Piauí com a meta de construir 300 salas de aula no Piauí. A escola típica dessa época é divida em três blocos: um, na entrada, abrigava recreio, cantina, sanitário e administração, e os outros dois 27 �� SILVEIRA: 1999.

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perpendiculares com salas de aula enfileiradas, para ocorrer ventilação cruzada. Esse modelo básico foi seguido também na década seguinte. Um programa mais amplo, com biblioteca, refeitório, cozinha, salas para ensino profissionalizante, auditório, museu, quadras de esportes e salas destinadas à administração regional, se somou ao modelo de blocos interligados na década de 80, a fim de integrar escola e comunidade. O projeto do governo federal para os Centros Integrados de Apoio à Criança – CIAC – apresentou um padrão inovador construtivo no estado marcando a década de 90. O programa realizado por João Filgueiras Lima para o MEC, empregando peças pré-fabricadas de argamassa armada, foi desenvolvido propondo atendimento médico-odontológico, auditório,ginásio de esportes e refeitório e a possibilidade da creche. Foram construídas três CIAC’s na cidade de Teresina, mas as suas implantações no terreno desconsideraram a orientação solar mais favorável. As outras escolas da década foram construídas de forma simples, eram térreas e com salas distribuídas em duas fileiras conectadas ao um átrio coberto. Atualmente, quase todas as escolas da cidade sofreram adaptações quanto às novas exigências do MEC, das Normas Técnicas Brasileiras e das atualizações do Código de Obra Municipal. Todos os ambientes de trabalho têm forro, rampas para acessibilidade estão presente em todo o edifício e mais recentemente, o condicionamento artificial foi implantado nas salas de aula e salas da administração. Essas adaptações, principalmente na climatização artificial e nas rampas de acesso, foram mal implantadas. Nas salas de aula, por exemplo, os elementos vazados foram fechados precariamente com tapumes ou papelões em muitos casos, impedindo o uso da iluminação natural. A construção de rampas com inclinação muito acima da recomendada também é recorrente em alguns ambientes, como veremos nas imagens do item seguinte. Da tabela da Síntese Histórica construtiva dos edifícios escolares em Teresina, podemos inferir que o desejo da ventilação cruzada foi algo sempre presente, como também a cobertura em cerâmica. O forro só apareceu na década de 60 e a laje de concreto, mais eficiente como iso-

SÍNTESE HISTÓRICA CONSTRUTIVA DOS EDIFÍCIOS ESCOLARES EM TERESINA BASEADO NOS DADOS COLETADOS EM SILVEIRA, 1999 PÉ DIREITO ANO 1920/30 1940/50 1960 1970 1980 1990

ESQUADRIA

MADEIRA+ VIDRO + VENT. INCLINADO PLANO 3.5-5.0m 2.7-3.2m MADEIRA COBOGÓ COBOGÓ CRUZADA X X X X X X

X X X X X X

X X X X X

X X X

X X

X X X X X X

PAREDES TIJOLO TIJOLO 6 TIJOLO BLOCO MACIÇO FUROS APARENTE CIMENTO +REBOCO +REBOCO X X X X X X X X X X

lante térmico, não foi mais construída. Ocorreu também uma diminuição no pé direito e na espessura da parede. O vidro na esquadria é algo raro nas escolas. O que se pode concluir é que os prédios escolares sofreram uma melhoria projetual ao longo das décadas quando se trata de implantação e disposição dos ambientes e do programa, porém, em relação aos materiais empregados e às soluções construtivas relacionadas ao conforto ambiental, essa melhoria não ocorreu devido à diminuição de pé direito e de espessura de paredes, por exemplo. Silveira²² fez uma avaliação de desempenho térmico de prédios escolares em Teresina. Fizeram parte de sua pesquisa 14 escolas públicas que representam uma amostra das tipologias escolares da cidade. A análise foi feita através do roteiro desenvolvido pelo IPT (1986 e 1988) 28 e de um programa computacional de simulação do desempenho térmico, o ARQUITROP 3.0, juntamente com a criação de cinco protótipos idealizados, dois utilizando de sistemas construtivos semelhantes aos das escolas construídas na cidade e os outros três utilizando diferentes sistemas. Os dias típicos de projeto escolhidos para a avaliação foram 15 de março e 15 de outubro, e o limite superior de conforto seguiu a recomendação de Givoni (1998) para pessoas aclimatadas ao clima quente e à climatização natural: temperatura máxima igual a 32°C considerando velocidade do vento igual a 2m/s no ambiente. É importante ressaltar que esse trabalho foi desenvolvido anteriormente à implantação do condicionamento 28 �� INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS: 1987. INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS. : 1998.

COBERTURA 30-35cm X X X X

FORRO

FIBRO LAJE 12-20cm CERÂMICA CIMENTO CONCRETO

X X X

X X X X X X

X X X

X X

PLACA DE GESSO

PLACA MADEIRA

PAINEL ARGA MASSA

X X X

artificial existente hoje nas salas de aulas das escolas do município. Sua análise vale para ambientes que dependem do sistema passivo. Com os resultados, os desempenhos térmicos foram comparados chegando a algumas soluções que estão melhor adequadas ao clima da região. As simulações demonstraram que as temperaturas internas máximas superam consideravelmente os limites de conforto nas datas escolhidas, e se aproximam da temperatura externa em todos os casos. Do programa computacional, inferiu-se que as tipologias construtivas existentes que obtiveram melhores resultados para março são as salas de aula com paredes de tijolo maciço, rebocadas com 30 a 35 cm de espessura e pintura externa branca, e as que possuem pé-direito acima de 3,5 m, ventilação cruzada e cobertura de telha cerâmica sem forro.29 Para outubro, as escolas com melhores resultados se repetiram acrescentando aquelas que possuíam cobertura em telha de fibrocimento e forro de laje de concreto, apesar de apresentarem paredes mais estreitas. Silveira também chegou ao resultado, através dos protótipos, de que os elementos que mais influenciam na temperatura interna do ambiente são a área útil de ventilação e a cor da cobertura, espessura e o uso do forro. O pé direito também é uma variável importante, principalmente nos casos onde não há forro. A ocupação das pessoas foi apontada como causa principal dos ganhos de calor, seguido da co bertura, posteriormente dos ventos no mês de outubro e das paredes com espessuras de 15 cm. 29 �� Como já mencionado, o estudo data de 1999, portanto algumas escolas possuíam salas de aula sem forro e não existia a climatização artificial.

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Visita e Situação atual Cinco edifícios municipais educacionais foram visitados a fim de diagnosticar a situação atual das suas condições físicas. São eles: Escola Municipal Murilo Braga, Centro de Formação Prof. Odilon Nunes e Centro Educacional Comunitário Mocambinho, na zona norte; Escola Municipal Simões Filho, localizada na zona sul e a Escola Municipal Santa Teresa, na zona leste do município, mas já em zona rural. Como comentado, quase todas as escolas municipais da cidade já sofreram adaptações para que entrem de acordo com as normas técnicas de acessibilidade. Essas mudanças foram, em muitos casos, mal implantadas. O forro também já foi instalado em quase todos os ambientes de trabalho, respeitando a norma. Apenas o Centro de Educação Comunitário Mocambinho, dentre as unidades visitadas, ainda sofre com a falta de forro em algumas salas de aula, situação irregular. Recentemente, o ar condicionado foi adotado como medida de refrigeração em quase todas as salas de aula da rede municipal de ensino, cada ambiente com o seu aparelho independente. Os edifícios até então, utilizavam-se de elementos vazados para a captação de ventos nos ambientes. E nesse processo de implantação do condicionamento artificial, nenhuma medida eficiente de adequação das salas de aula foi realizada. Os cobogós e todos os elementos vazados foram precariamente fechados com tapumes/papelão. As maiorias das janelas existentes nas salas de aula são de madeira, e não foram substituídas por nenhum material translúcido. O que ocorreu nesta implantação do sistema de ar condicionado foi a perca total do uso da iluminação natural. Novamente, apenas no Centro de Educação Comunitária Mocambinho, dentre os visitados, ainda não há instalação de ar condicionado nos ambientes de trabalho. E apenas a Escola Municipal Santa Teresa, que passou por um reforma recentemente, apresente esquadrias com materiais translúcidos. Somado ao uso do sistema de condicionamento ativo, o não aproveitamento de iluminação natural nos ambientes de ensino-aprendizagem leva

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a um aumento considerável no consumo de energia elétrica, sem garantir o conforto dos ocupantes. O MEC 30, através do seu caderno técnico, informa sobre a importância do uso da luz natural: “A luz natural também desempenha outras funções importantes para os homens além dos aspectos iluminantes. Mudanças de direção e alteração da cor da fonte (o sol) e das condições atmosféricas ajustam-se à alternância dos dias e das noites no controle de determinados círculos vitais, que são completamente desorganizados se o indivíduo se submeter exclusivamente à iluminação artificial.” Os edifícios escolares em Teresina não atendem as recomendações que o MEC indica como “lembretes”, no mesmo caderno técnico mencionado. Entre essas, a importância da iluminação natural e sua utilização, nas salas de aula em um clima como de Teresina, é ressaltada em: • As aberturas devem proporcionar luz natural uniforme sobre o plano de trabalho em todos os pontos do ambiente, sem incidência direta dos raios solares. • Prever uma faixa contínua de janelas, a fim de evitar sombreamentos indesejáveis nas salas de aula e nos demais ambientes pedagógicos. • Na região tropical, será necessário o controle permanente de radiação solar incidente na janela, escolhendo-se sua orientação em função dos ventos favoráveis. • Na disposição do mobiliário dos ambientes pedagógicos ou daqueles com algumas atividades de escrita e leitura preferir a luz incidente pela esquerda.31

Outro ponto recorrente precário, nas unidades de ensino municipais, é a ausência de cobertura nas quadras poliesportivas, sem proteção contra 30 �� MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E CULTURA: 2002, p.42. 31 MEC, 2002, p.47 e 48

a insolação forte presente no ano inteiro e as chuvas frequentes no primeiro semestre. Os espaços educativos podem servir a população local e a sua qualidade estimular mais a participação da comunidade no ambiente escolar. A quadra pode servir de equipamento público para a vizinhança, assim, a qualidade desse ambiente atinge além dos alunos a comunidade. O Centro Municipal Odilon Nunes é um complexo novo recém-inaugurado. A tipologia construtiva das salas de aula levou em conta o condicionamento artificial, nesses espaços não há elementos vazados e as aberturas são menores, mas o aproveitamento da iluminação natural é pouco explorado. A Escola Municipal Santa Teresa passou recentemente por reforma e ampliação (acréscimo de um sanitário e de três novas salas de aula). As janelas são de ferro e vidro e, quando possível, em duas fachadas opostas.

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ESCOLA MUNICIPAL MURILO BRAGA

1ACESSIBILIDADE MAL IMPLANTADA 2e3SALA DE AULA COM IMPLANTAÇÃO PRECÁRIA DO CONDICIONAMENTO ARTIFICIAL 4ÁREA QUE INTEGRA RECREIO,SANITÁRIO E SALAS DE AULA 5PEQUENO AFASTAMENTO ENTRE OS BLOCOS 6LOCALIZAÇÃO NA CIDADE. FOTOS ABRIL 2011

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CENTRO DE EDUCAÇÃO COMUNITÁRIA MOCAMBINHO

1e2RECREIO 3ÁREA EXTERNA SEM TRATAMENTO 4QUADRA DESCOBERTA 5LOCALIZAÇÃO NA CIDADE 6GRADE EM QUASE TODOS OS AMBIENTES 7SALA DE AULA IRREGULAR FOTOS ABRIL 2011

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CENTRO DE FORMAÇÃO ODILON NUNES

1ACESSIBILIDADE MAL IMPLANTADA 2e3SALA DE AULA E AUDITÓRIO SEM APROVEITAMENTO DA LUZ NATURAL 4PROXIMIDADE ENTRE BLOCOS 5CIRCULAÇÃO MAL PROTEGIDOS DE CHUVA 6LOCALIZAÇÃO NA CIDADE FOTOS ABRIL 2011

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E o Código de Obras e Edificações de Teresina (2007) 32 O capítulo XX do Código trata sobre escolas. Dele se extrai informações sobre limites de área de ocupação, ambientes necessários nas unidades de ensino, dimensões das saídas, quantidade de instalações sanitárias e bebedouros, dimensões de abertura e pés-direitos dos compartimentos de ensino-aprendizagem. •Art. 221. Para as edificações escolares, constantes dos incisos I, II e III, do art. 219, desta Lei Complementar, a área ocupada não pode ultrapassar um terço da área do terreno. •Art. 222. As edificações escolares, constantes dos incisos I, II e III, do art. 219, desta Lei Complementar, devem dispor, pelo menos, de compartimentos, ambientes ou locais para:

•Art. 224. As edificações escolares, constantes dos incisos I, II e III, do art. 219, desta Lei Complementar, devem dispor de instalações sanitárias para uso dos alunos, conforme definido no Anexo 6, desta Lei Complementar. Parágrafo único. O percurso de qualquer sala de aula, de trabalhos e de leitura, até a instalação sanitária e respectivo vestiário, não pode ser superior a 50 m (cinqüenta metros). •Art. 225. Nas edificações escolares, constantes dos incisos I, II e III, do art. 219, desta Lei Complementar, deve haver bebedouros providos de filtros, na proporção indicada no Anexo 6, desta Lei Complementar, próximo às salas de aula, de trabalhos, de recreação e outros fins

II - apoio técnico (sala professores, biblioteca);

•Art. 226. Nas edificações escolares, constantes dos incisos I, II e III, do art. 219, desta Lei Complementar, os compartimentos destinados a ensino, a salas de aula, de trabalhos e de leitura, bem como a laboratórios, bibliotecas e fins similares, devem:

III - pedagógico (salas de aula com área calculada baseada na proporção de 1,31 m² por aluno);

I - apresentar relação entre as áreas de aberturas de iluminação e a do piso do compartimento correspondente não inferior a 1/4; e

IV - vivência e assistência (sanitários alunos, cantina, despensa e recreação coberta com área útil por aluno de 0,50 m²);

II - ter pé-direito mínimo de 3 m (três metros).

I - administração (diretoria, secretaria, coordenação pedagógica);

V - serviços gerais (vestiários, sanitários funcionários, depósito material de limpeza); VI - quadra polivalente de esportes, laboratório, exceto em escolas que atendam exclusivamente ao ensino pré-escolar; e VII - acesso e estacionamento de veículos. •Art. 223. Nas edificações escolares, constantes dos incisos I, II e III, do art. 219, desta Lei Complementar, os locais de saída devem ter largura mínima de 3,00 m (três metros).

32 �� TERESINA. PREFEITURA: 2007. Disponível em < http://www.teresina.pi.gov. br/portalpmt/orgao/SEMPLAN/ >. Acesso em 20 jun 2011.

O tamanho das aberturas dos ambientes pode condizer com o resultado dos Quadros de Mahoney, 40% da área da parede da fachada. Porém o Código não especifica aberturas em paredes opostas para o favorecimento da ventilação cruzada. Dependendo do tipo de esquadria utilizada, a área real de ventilação se reduz, portanto a relação entre área de abertura e área do piso deveria ser especificada conforme tipo de esquadria. Também não há especificações para distanciamento entre os blocos, particularidade que influi diretamente sobre ventilação e iluminação dos ambientes. O clima de Teresina deve ter peso sobre projeto e construções. Carece, o código de obra, de referências que denotam preocupações com o uso de iluminação natural das salas de aulas e sobre o seu condicionamento.

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LOCALIZAÇÃO DO TERRENO ESCOLHIDO EM TERESINA FONTE:GOOGLE EARTH MONTAGEM GRÁFICA: PRÓPRIA AUTORA

IGREJA DE NOSSA SENHORA DO AMPARO- MARCO ZERO DE TERESINA TERRENO ESCOLHIDO

ENSAIO PROJETUAL

O objeto deste Trabalho de Graduação é o projeto legal de uma escola, utilizando conceitos sustentáveis e aplicando um processo para projetos com qualidade ambiental, em um clima de caráter rigoroso. A aplicação da arquitetura sustentável poderia ter sido exercitada em edifícios de qualquer uso. A escolha do tema educação nesse processo, como mencionado em “Introdução e Justificativa do Tema”, deu-se pela importância que a qualidade física dos ambientes de uma escola interfere diretamente no desempenho educativo dos alunos. A opção de projetar uma escola de ensino municipal, pública e gestionada pela prefeitura de Teresina, é justificada pela maior facilidade encontrada de obter informações junto aos órgãos municipais, em relação aos estaduais, pela grande quantidade de crianças e adolescentes que dependem do sistema educativo público na cidade33, pela precariedade do ensino público e dos edifícios escolares que atendem crianças até 18 anos, e pelo desafio e desejo de oferecer à população mais carente de Teresina um espaço público com qualidade arquitetônica e ambiental.

33 �� Como mencionado anteriormente, 75% dos estudantes teresinenses da cidade estão matriculados no ensino público e dependem do mesmo.

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PROGRAMA Para a elaboração do programa arquitetônico, utilizaram-se as leis do Có�� digo de Obras e Edificações de Teresina (2007), as recomendações do MEC, a avaliação das escolas municipais estudadas (suas características e suas falhas), as conversas com o arquiteto Emanoel Edivaldo de Farias (responsável atual pela Divisão de Projetos da Secretaria Municipal da Educação – SEMEC34), conversas com as professoras do ensino fundamental municipal, uma avaliação da demanda que o novo loteamento trará ao local de alunos e o programa arquitetônico atual utilizado pelas escolas da Fundação para o Desenvolvimento da Educação – FDE.35 O programa estabelecido englobou quatro conjuntos funcionais: gerência, pedagógico, vivência e serviços. Esses blocos estão conectados conforme o uso e sua ocupação. O conjunto da gerência abriga ambientes que servem ao diretor, vice-diretor, secretaria, almoxarifado, coordenação pedagógica, sala dos professores, conjunto de sanitários para funcionários e depósito de materiais didáticos. O pedagógico é composto por salas de aula, de uso múltiplo/vídeo, de informática, por um laboratório de ciências, uma biblioteca, enfermaria e 34 �� A Secretaria Municipal de Educação - SEMEC é um órgão da administração direta da prefeitura de Teresina. É responsável pelo ensino básico (Educação Infantil e Ensino Fundamental), assistência ao educando e administração escolar, no âmbito do sistema municipal de ensino.

conjunto de sanitários para alunos. A vivência abrange cozinha com cantina, despensa de alimentos, refeitório, conjunto de sanitários publico, depósito de educação física, quadra coberta, pátio coberto, outra quadra descoberta (espaço multifuncional), entre outros equipamentos de lazer. É o conjunto que permeia os outros blocos, e conecta os ambientes. O depósito de material de limpeza e os sanitários de funcionários fazem parte do bloco de serviços. A escola servirá o ensino fundamental e atenderá crianças em torno de 6 a 14 anos. De acordo com conversas realizadas com algumas professoras da SEMEC, o ideal para uma escola pública fundamental, por motivos administrativos, é que o número de salas de aula seja em torno de dez, para evitar grande número de alunos ocupando o edifício simultaneamente. Também, nessa mesma conversa, foi dito que crianças na faixa etária de 6 a 10 anos deveriam ser, quando possível, separadas das crianças de 11 a 14 anos, evitando bullyings e facilitando a coordenação. Essa medida pode ser tomada administrativamente, as duas faixas etárias podem ter horário diferentes de entrada, intervalo e de término das aulas, aproveitando assim os mesmos equipamentos. Em, 2009, houve a tentativa de limitar o número de alunos por sala de aula. O projeto, que teve sua proposta aprovada pela Comissão de Constituição e Justiça da Câmara, estabelecia que turmas do ensino médio e dos quatro anos finais do ensino fundamental (6º ao 9º ano) não ultrapassassem os 35 alunos, e que as turmas dos primeiros cinco anos do fundamental seriam limitadas a 25 estudantes. O projeto alteraria a Lei de

35 �� A FDE (Fundação para o Desenvolvimento Escolar), criada em 1987, �� é um órgão do governo estadual de São Paulo que atua tanto na área pedagógica como na área de recursos físicos escolares do Estado de São Paulo.

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Diretrizes e Bases da Educação36, que não especifica o número exato de alunos por professor em sala de aula.37

Além do refeitório, propõe-se um espaço para cantina, para que ela funcione como fonte de renda da própria escolas.

O Código de Obras e Edificações de Teresina estabelece, como já citado no item 4.4.3, que as salas de aula devem ter área baseada na proporção de 1,31 m² por aluno. Dessa forma, o projeto foi pensado, em principio, para abrigar dez salas de aula divididas em dois blocos. Um conjunto atenderá do 1° ao 5° ano do ensino fundamental, e as salas de aula teriam o mínimo de 35m² de área, com base no cálculo de 1,31 m² x 25 alunos. O outro bloco servirá o ensino do 6° ao 9°, e as salas de aula teriam área acima de 45m², com base na mesma conta.

Neste trabalho, o projeto arquitetônico foi norteado, entre outros princípios, pelo fato de que a escola pode ser um equipamento comunitário.

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GEERÊNCIA PEDAGÓ ÓGICO

36 �� A Lei de Diretrizes e Bases da Educação (LDB) define e regulariza o sistema de educação brasileiro com base nos princípios presentes na Constituição. A primeira LDB foi criada em 1961, seguida por uma versão em 1971, que vigorou até a promulgação da mais recente em 1996. 37 �� Câmara aprova limite de alunos em sala de aula. O Globo, 3 set. 2009. Disponível em: < http://oglobo.globo.com/educacao/mat/2009/09/03/camara-aprova-limite-de-alunos-em-sala-de-aula-767446227.asp>. Acesso em: 7 jun 2011.

PROGRAMA ARQUITETÔNICO E QUADRO DE ÁREAS ESTIMADO

VIVÊNCIA

Pretende-se que o edifício escolar seja utilizado pela população local como um todo, além dos alunos. As quadras podem servir, quando não utilizadas por os alunos, para diversas atividades como comemorações e eventos abertos à comunidade, assim como a cozinha e o refeitório. A vivência, de um modo geral, está localizada com acessos independente dos demais. A biblioteca e a sala de informática também, de uma forma controlada e com administração eficiente, podem servir a população, portando é a ponte entre o conjunto pedagógico e os outros blocos.

38 �� FERREIRA; MELLO:2006 apud MUELLER:2007, p.113

SERVI ÇOS

A quadra coberta foi encarada como um ambiente necessário devido à insolação da cidade e a época de chuvas.

A escola é praticamente o único equipamento público disponível às camadas mais pobres da população da periferia de nossas cidades. Esses prédios se sobressaem por sua escala na imensidão formada por autoconstruções ou por conjuntos habitacionais, por sua arquitetura diferenciada. 38

AMBIENTES DIRETOR VICE-DIRETOR SECRETARIA/ ALMOXARIFADO SALA DE PROFESSORES CONJ. SANIT. ADM. DEPÓSITO MAT. DIDÁT. SALA DE AULA ENFERMAGEM CONJ. SANIT. ALUNOS USO MÚLTIPLO/ Ú VÍDEO Í INFORMÁTICA BIBLIOTECA/ LEITURA LABORATÓRIO DE CIÊNCIAS COZINHA/ CANTINA DESPENSA REFEITÓRIO DEP. MAT. ED. FÍSICA CONJ. SANIT. QUADRA COBERTA DE. MAT. LIMPEZA CONJ. SANIT. FUNC.

QTD 1 1 1 1 1 1 10 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

ÁREA (m²) 8 12 34 50 6 12 50 16 19 68 50 68 50 40 12 100 16 34 650

1 1

12 12

APRESENTAÇÃO DO TERRENO O Zoneamento do município de Teresina pode ser simplificado em seis grandes zonas. São elas: zonas residenciais, zonas comerciais, zonas de serviços, zonas industriais, zonas especiais e zonas de preservação ambiental. Não existem, na cidade, zonas estritamente comerciais, residenciais ou de serviços, são apenas detectadas como áreas com uso predominante. As intituladas de residenciais estão distribuídas em toda a malha da cidade, as comerciais abrangem comércios e serviços que atendem a pessoa física, com atividades urbanas diversificadas, e estão apontadas nas ruas principais. As nomeadas zonas de serviço são áreas onde se concentram atividades de serviços e comércio atacadistas, relacionadas a atividades de tráfego pesado. Com exceção da região sul, que é cortada por essa zona, a mesma é uma larga faixa na volta na periferia da cidade.

ZONAS RESIDENCIAIS ZONAS COMERCIAIS ZONAS ESPECIAIS ZONAS DE SERVIÇOS ZONAS INDUSTRIAIS ZONAS DE PROTEÇÃO AMBENTAL LIMITE BAIRROS TERRENO

As zonas especiais são áreas com definições específicas de parâmetros regulares de uso e ocupação do solo, e definem áreas de Concentração de Serviços de Administração Pública; de Serviços de Infraestrutura de Transportes Aeroviários, Rodoviários e Ferroviário; de Concentração de Atividades Educacionais e de Pesquisas Científicas e Tecnológicas; de Experimentação; de Concentração de Atividades Médico-hospitalares; de Reserva de Área Urbana; de Serviços de Saneamento Urbano; e de Cemitérios.39

39 �� TERESINA. PREFEITURA: 2007.

ZONEAMENTO SIMPLIFICADO DE TERESINA

FONTE: PREFEITURA DE TERESINA MONTAGEM GRÁFICA: DANIELA ANDRADE

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CENTRO AV. PRESIDENTE WALL FERRAZ

Em visita à SEMEC, localizou-se uma área institucional vazia no extremo sul da cidade onde será construída uma futura escola municipal, vizinha a outros equipamentos públicos. Esta área está localizada a 16 km do centro da cidade, inserida em um loteamento recente, Residencial Portal da Alegria, onde já existem construídas e em processo de entrega diversas habitações, financiadas pelo Programa Minha Casa Minha Vida40, e outros tantos lotes destinados ao mesmo fim. No total são 1.242 lotes destinados a habitação uni familiar, que equivale a aproximadamente 1.988 novas crianças na região.41 BR 316 BR 346

O acesso à região, com origem no centro da cidade, se dá por meio da BR 316 e da BR 346. Estas estradas fazem parte da zona de serviço e possuem tráfego pesado. Das rodovias, o acesso é por meio da Av. Ayrton Senna, via inteiramente ocupada e de caráter comercial, e depois através da avenida 01, via residencial parcialmente ocupada. A infraestrutura da região já possui transporte público, ruas pavimentadas, ocupação comercial e residencial e a presença de algumas escolas na vizinhança. 40 �� Minha Casa, Minha Vida é um programa habitacional do Governo Federal do Brasil, anunciado em 2009, que consiste no financiamento da habitação.

Rio Parn aí

41 �� Para cada residência uni familiar, existem 1,6 crianças, segundo arquiteto responsável da Divisão de Projetos da SEMEC.

INSERÇÃO DO LOTEAMENTO NA REGIÃO SUL DE TERESINA: ACESSOS E VIZINHANÇA FONTE: PREFEITURA DE TERESINA E GOOGLE EARTH MONTAGEM GRÁFICA: PRÓPRIA AUTORA N

EDUCAÇÃO MUNICIPAL: Ensino Infantil Ensino Fundamental > 1° a 5° ano Ensino Fundamental > 1° a 9° ano

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Polo Empresarial Sul

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AV. AYRTON SENNA> PREDOMINANTEMENTE COMERCIAL E PRINCIPAL ACESSO A BAIRRO FOTOS ABRIL DE 2011

CONEXÃO ENTRE AV. AYRTON SENNA E AV. 01> PRESENÇA DE ÁREA VERDES E PRAÇAS SUB UTILIZADAS, REGIÃO ABANDONADA FOTOS ABRIL DE 2011

AVENIDA 01> UM LADO CONSOLIDADO RESIDENCIAL, OUTRO PERTENCE AO NOVO RESIDENCIAL FOTOS ABRIL DE 2011

LOTEAMENTO DO RESIDENCIAL PORTAL DA ALEGRIA> ALGUMAS CASAS ESTÃO EM ENTREGA, OUTRAS EM CONSTRUÇÃO E OUTRAS AINDA SEM INDÍCIO DE OBRA FOTOS ABRIL DE 2011

LOTEAMENTO DO RESIDENCIAL PORTAL DA ALEGRIA> ÁREAS INSTITUCINAIS E ÁREAS VERDES SEM INDÍCIOS DE OBRAS FOTOS ABRIL DE 2011

O zoneamento onde essa gleba está inserida é uma zona Residencial ZR2, caracterizada por ocupação de baixa densidade, em lotes de médio porte. A avenida 01, via importante mais próxima, é uma zona de comércio Z06, caracterizada por áreas situadas ao longo de eixos de comércio e serviço diversificados, e uso misto ou habitacional de densidade variável, conforme prescrições das zonas vizinhas.42 As quadras são dispostas em uma malha ortoganal com dimensões de 200 x 70m. O lotes para habitacões unifamiliares variam entre quatro tamanhos, sendo o menor 30 x 10m e o maior 40 x 15m, a permeabilidade das mesmas é inexistente, as ruas são estreitas, com 11, 18 ou 36 m de largura.

derável, e esse ruído perderia intensidade até alcançar o extremo oposto da área institucional disponível, fazendo desse extremo o melhor para implantação da escola. A área é plana, e é, hoje, um descampado. Está rodeada por residências e uma grande gleba, nomeada pela prefeitura de área verde. Supõe-se, neste trabalho, a construção de um parque nessa área. A área de superfície permeável vizinha atualmente é alta, com a vizinhança da área verde e de alguns lotes que ainda são descampados. A edificação do entorno não interferirá na insolação do projeto, visto que o zoneamento não permite crescimento vertical.

Com o intuito de dar permeabilidade às grandes quadras das áreas institucionais, encurtando caminhos de pedestres, pensou-se nos fluxos dos usuários em direção ao terreno de projeto para se fazer a implantação do projeto. A escolha do terreno dentre as duas àreas insititucionais se deu por duas razões: a maior proximidade com a creche da avenida 01, apontada na foto área da zona sul na página 53, e a área verde estar localizada a leste da gleba, servindo como filtro e melhoria da qualidade das brisas que tem como direção predominante a direção sudeste,leste e nordeste, respectivamente. INSERÇÃO DO TERRENO DE PROJETO NO LOTEAMENTO FONTE DE DADOS PREFEITURA DE TERESINA MONTAGEM GRÁFICA:PRÓPRIA AUTORA N

A ocupação do entorno, com área habitacional de baixa densidade, faz com que o ruído não se torne problemático. Mesmo assim, imaginando que pode ocorrer crescimento da cidade para região nordeste do loteamento em questão, gerando aumento de fluxo nas vias de entorno, procurou-se ocupar o terreno de forma a localizar próximas às ruas as atividades que não exigem silêncio, como os ambientes do bloco de vivência. Também foi considerada a Av. 01 como possível futura fonte de ruído, já que a via tem o potencial, segundo o zoneamento, para crescimento de densidade e de fluxo. Porém a distância entre a avenida e a gleba é consi-

ESC 1:5000 FUTURA EXPANSÃO RESIDENCIAL PORTAL DA ALEGRIA ÁREA CONSOLIDADA ZONAS COMERCIAIS ÁREA INSTITUCIONAL ÁREA VERDE TERRENO DE PROJETO

42 �� TERESINA. PREFEITURA, 2006.

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CAMINHOS POSSÍVEIS EM DIREÇÃO AO TERRENO

LIMITE DA CIDADE

AVENIDA 01

RUA 16

AVENIDA 04

AVENIDA 03

RUA 12

VIA ESTRUTURAL

EXIGÊNCIAS, DIRETRIZES E ESTRATÉGIAS O diagnóstico climático e as exigências humanas de conforto local, a análise dos ventos, da radiação solar e das possíveis fontes de ruídos, os estudos sobre desempenho térmico em escolas e a revisão bibliográfica sobre todos os temas mencionados neste trabalho, serviram de base para a formulação de diretrizes e estratégias de projeto a serem tomadas. Com base nas características do terreno e do seu entorno, no programa arquitetônico, nas referências projetuais e no uso do programa computacional TAO43, somando as diretrizes e estratégias adotadas, chegou-se ao partido arquitetônico. É possível sintetizar as principais exigências de projeto para edificações em geral em Teresina, visando ambientes termicamente confortáveis, utilizando a climatização natural. São elas: uso da ventilação natural, passando ao nível dos ocupantes; os ventos no período quente-seco (segundo semestre) devem passar por um sistema de resfriamento evaporativo antes de atingir os ambientes; a radiação solar direta ou refletiva deve ser evitada protegendo os ocupantes, o invólucro e os ambientes internos das edificações; e os sistemas construtivos das paredes e coberturas devem ter resistividade térmica. Além destas, adotaram-se também estratégias como exigências em prol da eficiência energética e ligadas ao impacto ambiental da construção. Estas medidas são: orientação dos edifícios de acordo com o impacto da radiação solar; forma arquitetônica de acordo com os princípios da arquitetura bioclimática; uso apropriado dos materiais de acordo com as condições climáticas, proporção das áreas translúcidas de fachada a fim de minimizar os ganhos térmicos e maximizar o aproveitamento da luz natural; cuidado com o impacto ambiental dos materiais; e uso da vegetação para a qualidade ambiental do conjunto.44

As diretrizes tomadas tentam captar da melhor maneira possível o condicionamento natural, já que se considerou que, em parte do tempo, o alcance do conforto ambiental pode se dar por estratégias passivas. Mas, como foi verificado no item “Exigências de conforto térmico”, o sistema passivo por si só não é suficiente para garantir o conforto ambiental dos ocupantes nas edificações durante todo o período do ano. As escolas públicas já estão adotando o condicionamento artificial como estratégia, mostrando que seu uso é financeiramente viável. Adotou-se, assim, modo-misto de climatização. ‘Mixed mode’ is a term used to describe servicing strategies that combine natural ventilation with mechanical ventilation and/or cooling in the most effective manner. It involves maximising the use of the building fabric and envelope to achieve indoor environmental conditions, and then supplementing this with degrees of mechanical systems, in all or parts of the building45.

O valor de custo-benefício, no contexto europeu (visto que ainda não há análises para climas tropicais ou para a realidade brasileira), indica que ambientes internos com um mínimo de 30% do período de ocupação em conforto sem a necessidade de condicionamento artificial, poderiam ser operados em modo misto de condicionamento.46 De acordo com o Analysis Bio 2.1.5, o ar condicionado é estratégia recomendada em 8% do tempo. O Climaticus.4.2 aponta essa mesma estratégia para 50% do tempo. Apesar dos valores discrepantes citados pelos dois programas computacionais, e dessa porcentagem ser em relação ao período do ano e não apenas ao de ocupação do edifício, acredita-se que os dois estão dentro da indicação européia para uso do modo misto. Acredita-se que o modo misto traz vantagens econômicas e ambientais, ao reduzir o período de condicionamento artificial e CENPES II, no Rio de Janeiro, impôs essas estratégias como medidas a serem tomadas.

43 �� ALLUCI, M. P. TAO 2011. São Paulo, 2011. 44 �� O edital do concurso nacional de 2004 do novo centro de pesquisas da Petrobras,

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45 CIBSE:200, p.1. 46 � BRANDÃO; BRUNELLI; DUARTE; FROTA; GONÇALVES; LEME; MARCONDES; MUELLER; SHIMOMURA: 2010, p.13

permitir variações aceitáveis das condições ambientais internas, dentro dos limites da zona de conforto. Isso também aumenta a interação do usuário com o ambiente exterior, o que se provou ter efeitos psicológicos benéficos.47

resfriamento e o resfriamento evaporativo (nos últimos seis meses do ano, período quente e seco) foram as estratégias adotadas em todos os ambientes, inclusive nos definidos para o uso do modo misto de condicionamento.

Os limites de conforto térmico adotado para regular a estratégia do modo-misto, foi baseado nos limites propostos pela Carta Bioclimática para Edifícios de Givoni48 para países em desenvolvimento. A escolha dessa carta e não daquela que é proposta pela NBR 15220: 2003 - Desempenho térmico de edificações (ABNT,2003), se deu porque a primeira é voltada para locais onde a maioria das pessoas não está habituada a conviver com sistema de condicionamento de ar e onde apresentam situações climáticas mais extremas, estando dessa maneira mais adaptado ao calor e condizendo com a população que frequenta escolas públicas em Teresina, enquanto que a segunda é adaptada para o Brasil, país que apresentada diversidade climática no seu território.

As diretrizes resumidas a seguir são adaptadas dos apontamentos de Silveira49. A autora os fez usando apenas os recursos naturais de climatização, enquanto que, no presente projeto, o ar condicionado apareceu como alternativa em condições de temperaturas e umidades extremas.

Assim, a estratégia adotada para o projeto da escola, é que nos ambientes de trabalho e de ensino (os que fazem parte do bloco gerência e do bloco pedagógico, com exceção de banheiros e depósitos), quando ocupados, ocorra abertura para o exterior até que a temperatura de bulbo seco interior atinja 27°C no primeiro semestre (quando a umidade relativa é maior e a velocidade dos ventos é baixa) ou 29°C no segundo semestre (época com umidade relativa menor e velocidade do vento um pouco maior). Acima dessas condições, far-se-á uso do sistema de ar condicionado e as aberturas serão vedadas. A velocidade do ar não será um elemento que influencie por si só no uso do condicionamento artificial, já que não atinge valores altos que causam desconforto nos ambientes de trabalho, com exceção de raros momentos.

Para auxiliar a implantação do edifício, a análise da distribuição da radiação solar incidente nas diversas orientações é de extrema importância. Como a gleba possui medidas generosas (96m x 202 m), a posição da escola em relação aos eixos não precisa acompanhar o alinhamento do lote, e sim a melhor solução de acordo com as necessidades climáticas. As fachadas leste e oeste são as mais atingidas durante o ano todo, opondo a sul, que é a fachada que recebe menos radiação solar. A fachada norte só é atingida expressivamente no mês mais frio. A interpretação desses gráficos permite concluir que as envoltórias de todas as fachadas precisam receber cuidados em relação a estratégias de sombreamento, inclusive a fachada norte, visto que o mês mais frio também atinge temperaturas altas e exige proteção solar. A fachada que sofre menos com a radiação é a sul, onde a mesma atinge níveis máximos de intensidade mais amenos. Assim opta-se por implantar o blocos do projeto no eixo leste/oeste, onde a intensidade da radiação é mais alta.

Nos outros ambientes, definiu-se a ventilação natural como principal estratégia de condicionamento. Além da ventilação, a massa térmica para

47 �� HOPPE: 2002 apud BRANDÃO [et al]: 2010, p. 13 48 �� GIVONI: 1998.

49 �� SILVEIRA: 1999, p.170 e 171.

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LIMITES DE CONDIÇÕES ACEITÁVEIS PARA O AR PARADO FONTE: GIVONI, 1998. MONTAGEM GRÁFICA: PRÓPRIA AUTORA

RADIAÇÃO SOLAR E HORÁRIOS DE SOL PARA ORIENTAÇÃO NORTE,LESTE, SUL e OESTE, RESPECTIVAMENTE, EM TERESINA FONTE: CLIMATICUS

LIMITES DE CONDIÇÕES ACEITÁVEIS EXTERNAS EM QUE O CONFORTO INTERNO PODE SER PROVIDO ATRAVÉS VENTILAÇÃO NATURAL DURANTE O DIA, COM VELOCIDADE DO AR INTERNA CERCA DE 2M/S FONTE: GIVONI, 1998. MONTAGEM GRÁFICA: PRÓPRIA AUTORA

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TERRENOS LIVRES DE OBSTRUÇÕES À PASSAGEM DOS VENTOS DOMINANTES DE DIREÇÃO SUDESTE

DIRETRIZES

PREFERIR AS ENCOSTAS A BARLAVENTO E A NORTE/SUL DISTÂNCIA MÍNIMA ENTRE OS PRÉDIOS MÍN.=6x A ALTURA DO PRÉDIO SITUADO A BARLAVENTO DISTÂNCIA ENTRE PRÉDIOS E/OU MUROS MÍN. = 6m ÁREAS PAVIMENTADAS PERMEÁVEIS, ENTREMEADAS COM GRAMA ÁREAS EXTERNAS SOMBREADAS E COM VEGETAÇÃO DE COPA ALTA E PERENIFÓLIA DRENAGEM EFICIENTE DAS ÁGUAS PLUVIAIS

O EDIFÍCIO ASSEGURAR BOA VENTILAÇÃO NATURAL DOS AMBIENTES INTERNOS EVITAR AUMENTO DA TEMPERATURA INTERNA DO AR EVITAR AUMENTO DA TEMPERATURA RADIANTE DAS SUPERFÍCIES CONSTRUÇÕES ISOLADAS NO TERRENO PRÉDIOS COM FORMA ALONGADA L/O E FACHADAS MAIORES E ABERTURAS ORIENTADAS PARA N/S ARRANJO DAS SALAS EM FILEIRA ÚNICA COM VENT. CRUZADA

EXIGÊNCIAS

ELEMENTOS DO EDIFÍCIO PROPORCIONAR VENTILAÇÃO NATURAL DOS ESPAÇOS INTERNOS,PASSANDO AO NÍVEL DO USUÁRIOS OFERECER ELEVADA RESISTÊNCIA TÉRMICA AO FLUXO TÉRMICO EVITAR O AQUECIMENTO EXCESSIVO DAS FACHADAS E ABERTURAS PROTEGER AS PAREDES E ABERTURAS CONTRA AS CHUVAS FORTES PROTEGER OS AMBIENTES INTERNOS CONTRA A ENTRADA DIRETA DE RAIOS SOLARES ABERTURAS DISPOSTAS EM PAREDES OPOSTAS (VENT. CRUZADA) ÁREAS DE ABERTURAS ENTRE 25% A 30% DA ÁREA DO PISO PROTEGIDAS DA RADIAÇÃO SOLAR DIRETA E DAS CHUVAS NÃO UTILIZAR JANELAS BASCULANTES UTILIZAR JANELAS DE ABRIR OU PIVOTANTES COM EIXO VERTICAL PROTETORES SOLARES UTILIZAR PROTETORES EXTERNOS COMO BRISES E/OU TOLDOS PROTETORES DE CORES CLARAS OU METÁLICAS PROTETORES COM BAIXO COEFICIENTE DE ABSORÇÃO DA RADIAÇÃO SOLAR PÉ DIREITO COM FORRO E MÍN. DE 3m DIRETRIZES

EXIGÊNCIAS

CONTROLAR A RADIAÇÃO SOLAR ATRAVÉS DO REVESTIMENTO DO SOLO TERRENOS LIVRES DE OBSTRUÇÕES À PASSAGEM DOS VENTOS DOMINANTES DE DIREÇÃO SUDESTE

DIRETRIZES

SUPERFÍCIES EXTERNAS DA EDIFICAÇÃO DE CORES CLARAS

APROVEITAR AO MÁXIMO A VENTILAÇÃO NATURAL

EXIGÊNCIAS

EVITAR ABERTURAS ESPOSTAS A RADIAÇÃO L/O

O SÍTIO

DIRETRIZES

EXIGÊNCIAS

EVITAR ABERTURAS ESPOSTAS A RADIAÇÃO L/O EXIGÊNCIAS E DIRETRIZES PARA PROJETO DE ESCOLA EM TERESINA SUPERFÍCIES EXTERNAS DA EDIFICAÇÃO DE CORES CLARAS

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O PARTIDO

O terreno está inserido em um loteamento rijo, entre ruas ortogonais. Com o intuito de proporcionar trocas entre interior e exterior, criou-se espaços abertos e fluidos, com caminhos permeáveis que impeção que o projeto vire uma barreira física para os pedestres. O acesso dos mesmos a escola se poderá efetuar pelas ruas 13 e 25 e também pela a área verde, onde entende-se que existirá um parque. A pavimentação foi feita pensando nas conexões das ruas e nas transposições do lote. A escola, que é um bem público e possui equipamentos que servirão a comunidade, é acessível a todos os usuários, inclusive os que possuirem dificuldade de locomoção. Porém, há a necessidade de existir ambientes que devem ter acesso controlado e possam servir apenas a alunos, em pelo menos determinados horários de uso. Assim, à medida que se adentra ao terreno, os espaços de caráter totalmente público e de uso da comunidade a qualquer momento se tornam um espaço de transição, limitado, onde o acesso não é controlado mas inibido durante o uso dos equipamentos pelos usuários da escola, até que se chega a um local de acesso restrito, onde se pode controlar a entrada e a saída, exigindo fechamento do terreno em parte das divisas do lote. A vegetação, juntamente com o espelho d’água, somadas à edificação e ao fechamento no fundo do lote, criaram a possibilidade de controlar a entrada e saída de pessoas a esses ambientes.

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IMPLANTAÇÃO E ENTORNO IMEDIATO N

As conexões entre as áreas de ensino e trabalho são sempre cobertas, para proteção das chuvas frequentes em alguns meses do ano. A insolação é rígida na cidade durante todo o ano, portanto todas as questões que a pudessem amenizar foram levadas em conta na implantação.

ESC 1:1000

Divisa Lateral Área Verde

Rua 13

Rua 25

Divisa Fundo Área Intitucional

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Os ambientes, externos e internos, são agradáveis para realizações de diversas atividades de recreação, de ensino e descanso com microclimas diversos, através do uso da vegetação, espelho d’água e a possibilidade de se fazer uso da aspersão de água nesses quando o resfriamento evaporativo for estratégia recomendada.

SALAS DE AULA

DISPOSIÇÃO E ESTRATÉGIAS S

As salas de aula tem acesso a um pátio externo de forma que o ambiente de ensino e aprendizagem possa se ocorrer em um local diferenciado, com espaços abertos e livres, nascendo a possibilidade de levar a sala de aula para fora. A dupla coberura dos ambientes de trabalho foi a principal estratégia para proteger os ambientes, laje, parede e esquadrias, da insolação direta ao longo do dia e em todos os meses do ano. Contando com as possibilidade de existirem cenários de calmaria a qualquer momento, onde a velocidade do vento é nula e não existe a retirada do calor por ação dos ventos, as aberturas dos ambientes internos foram dimensionadas e posicionadas para que também fornecesse conforto térmico através da ventilação por efeito chaminé, com as janelas,para entrada dos ventos, numa posição mais baixa e outras em paredes opostas numa posição mais elevada, para saída. A dupla cobertura foi feita de forma que facilitasse esse efeito, com um volume superior que sobressai essa cobertura. Esse elemento foi desenhado com área de saída de ventos com pelo menos 25% da área da entrada de ventos, protegido da entrada de chuvas e dos ventos externos, evitando dessa forma os efeitos desfavoráveis dos ventos predominantes na saída de ar. O afastamento entre os dois blocos de salas de aulas (cada bloco em um pavimento) foi desenhado para uma melhoria na circulação de ventos e na iluminação do recreio coberto que as salas do pavimento superior cria. A segunda cobertura é estruturalmente independente dos ambientes de trabalho, de forma a favorecer a flexibilidade do edificio, entendendo que ela aumenta a vida útil do mesmo e contribui para sua sustentabilidade.

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EFEITO CHAMINÉ

MECANISMOS DE PROTEÇÃO E FUNCIONAMENTO

ventos externos calha

caimento de chuva

DESEMPENHO TÉRMICO O partido foi feito através da aplicação intuitiva dos conceitos e estratégias bioclimáticas. Com cálculos simplificados de balanço térmico de um ambiente para dias e horários críticos do ano, se deu continuidade ao projeto. A avaliação do desempenho não é a última tarefa do processo projetual porque, muitas vezes, com as respostas oriundas dessa avaliação ainda são exigidas alterações no desenho antes de prosseguir à etapa subsequente. Projetar com qualidade ambiental é um processo interativo, realimentado constantemente de informações, e que só finaliza quando se atingem os objetivos pré-estabelecidos. Para análise preliminar do desempenho do edifício, utilizou-se o método do CSTB50, que se baseia no regime térmico permanente, apresenta uma sequência de dias cuja variação de área de temperatura e umidadde são relativamente semelhantes. O método foi seguido de acordo com o Manual de Conforto Térmico de Frota e Schiffer. Foram considerados nos cálculos as características da envoltórias, o número de pessoas ocupando o ambiente e atividade realizada, a iluminação artificial com uso em 50% do tempo, o número de trocas de ar por hora, dados climáticos para março, junho, setembro e outubro, e a insolação das fachadas de acordo com orientação e dispositivos de sombreamento. Em todos os meses analizou-se os horários com os piores cenários termicos: às 11h e 14h. A vazão requerida para dissipação de odores corporais de adultos em atividade sedentária é igual a 30m³/h por pessoa, portanto para 30 pessoas ocupando a sala de aula precisaria de 5,7trocas/horas. Os cálculos foram feitos para dois tipos de sala de aula. Uma com a dupla cobertura e outra com teto jardim. A segunda opção foi a mais eficiente, mas por razões construtivas e projetuais não poderia ser aplicado para os dois conjuntos de sala de aula. 50 Centre Scientifique et Technique du Bâtiment

TEMPERATURA E UMIDADE RELATIVA DO AR PARA TERESINA NO MÊS MAIS FRIO E NO MÊS MAIS QUENTE SEGUNDO CLIMATICUS 4.2.

TEMP. MÉDIA MÁX. TEMP. MÁX. ABSOLUTA TEMP. MÉDIA MÍN. TEMP. MÍN. ABSOLUTA UR ELONGAÇÃO

(°C) (°C) (°C) (°C) (%) (°C)

FEVEREIRO 30,1 33,35 36,6 27,1 22,4 20,8 19,2 83 6,35

OUTUBRO 36,4 38,5 40,6 22,8 18,8

29,7

20,8 58 8,85

DESEMPENHO TÉRMICO DE SALA DE AULA COM DUPLA COBERTURA GANHOS DE CALOR PERDAS DE CALOR ( T) BALANÇO TÉRMICO TEMP. EFETIVA EXT. TEMP. BULBO SECO INT. MÁX. TEMP. BULBO ÚMIDO TEMP. EFETIVA (VAR = 0,5m/s)

(W) (W) (°C) (°C) (°C) (°C) (°C)

22/mar 2123,7 395,3 5,37 27,1 31,79 27,7 28

21/jun 2119,5 395,3 5,36 26,5 31,7 27 27,5

22/set 2123,7 395,3 5,37 28,45 34,3 27 28,2

22/dez 2315 395,3 5,86 29,2 34,5 28 29,5

GANHOS DE CALOR

(W)

22/mar 21/jun 3096,5 2278,54

22/set 3096,5

22/dez 3574,4

PERDAS DE CALOR ( T) BALANÇO TÉRMICO TEMP. EFETIVA EXT. TEMP. BULBO SECO INT. MÁX. GANHOS DE CALOR TEMP. BULBO ÚMIDO PERDAS DE CALOR T) TEMP. EFETIVA (VAR (= 0,5m/s) BALANÇO TÉRMICO TEMP. EFETIVA EXT. TEMP. BULBO SECO INT. MÁX. TEMP. BULBO ÚMIDO TEMP. EFETIVA (VAR = 0,5m/s)

(W) (°C) (°C) (°C) (W) (°C) (W) (°C) (°C) (°C) (°C) (°C) (°C)

425,1 7,284 27,1 22/mar 28,3 2123,7 25,5 395,3 25,2 5,37 27,1 31,79 27,7 28

425,1 5,36 26,5 21/jun 27,8 2119,5 23,2 395,3 23,2 5,36 26,5 31,7 27 27,5

425,1 7,284 28,45 22/set 30,1 2123,7 24 395,3 25,2 5,37 28,45 34,3 27 28,2

425,1 8,41 29,2 22/dez 30,8 2315 25,5 395,3 25,7 5,86 29,2 34,5 28 29,5

GANHOS DE CALOR

(W)

22/mar 21/jun 3096,5 2278,54

22/set 3096,5

22/dez 3574,4

PERDAS DE CALOR ( T) BALANÇO TÉRMICO TEMP. EFETIVA EXT. TEMP. BULBO SECO INT. MÁX. TEMP. BULBO ÚMIDO TEMP. EFETIVA (VAR = 0,5m/s)

(W) (°C) (°C) (°C) (°C) (°C)

425,1 7,284 28,45 30,1 24 25,2

425,1 8,41 29,2 30,8 25,5 25,7

DESEMPENHO TÉRMICO DE SALA DE AULA COM TETO JARDIM

425,1 7,284 27,1 28,3 25,5 25,2

425,1 5,36 26,5 27,8 23,2 23,2

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O PROJETO

O desenho da pavimentação foi proposta em cima do que se entendeu como fluxos e locais de estar: caminhos de transposição do lote (a pavimentação mais escura), traçados que servem para acesso e estar da escola e/ou da praça (pavimentação mais clara) e da sobreposição desses dois juntamente com a forração verde.

PLANTA TÉRREO N

A forração de arbustos, o espelho d’água, a edificação e as grades na divisa de fundo foram as barreiras físicas para delimitar a permeabilidade dos espaços.

LADRILHO HIDRÁULICO CINZA CLARO LADRILHO HIDRÁULICO CINZA ESCURO PAVI-GRADE COR CINZA

A gerência foi centralizada no terreno afim de facilitar a administração. O bloco pedagógico é distanciado e protegido da vivência para se evitar problemas com ruídos. Os ambientes que, em uso, precisarão do condicionamento artificial o tempo todo (a sala de computação pelo número de máquinas que geram calor, a sala de uso múltiplo pelo número de ocupantes e o laboratório de ciências pelas exigências dos produtos ali utilizados) foram posicionados no eixo norte/sul, já que a ventilação natural não será estratégia empregada e as barreiras físicas do volume no sentido de ventos predominante não se tornam um problema. O refeitório é um ambiente aberto que servirá também como área de estar/recreação. Foi implantado de forma que integre o bloco pedagógico com o resto da escola. A horta escolar, cultivada por alunos e servindo a escola, está localizada no pátio externo das salas de aula , que é uma extensão da sala de aula.

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ESC 1:500

INTERTRAVADO COR CINZA ESCURO PAVI-TIJOLO COR CINZA GRAMÍNEA ARBUSTO/HERBÁCEA EPOX/ POLIURETANO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Salas de aula Pátio Coberto Sanit. Alunos Enfermaria/Apoio Alunos Lab. Ciências Uso Múltiplo/Vídeo Informática Refeitório Cozinha/Cantina Dep. Mat. Limpeza Sanit. Func. Secretaria/Almoxarifado Sala dos Professores Diretor/Vice-diretor Dep. Mat. Didático Sanit. Adm. Dep. Mat. Ed. Física Conj. Sanitário

CARGA/ DESCARGA

ACESSO PEDESTRE

BICICLETÁRIO

ACESSO PEDESTRE

ESTACIONAMENTO

11 10

ÁRVORES FRUTÍFERAS

ESPAÇO CRIANÇA

12 JOGOS DE MESA

14 14

15 17 18

4 grade

3 EQUIPAMENTOS DE GINÁSTICA

1 2 1

ACESSO PEDESTRE

A RT

1 ES R LA

1 PISTA DE SKATE

ACESSO PEDESTRE grade

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PLANTA 1° PAVIMENTO N

LADRILHO HIDRÁULICO CINZA CLARO

O segundo pavimento abriga salas de aulas para outra faixa etária de alunos, entre 11 a 14 anos. Cada uma possui pátio externo individual ajardinado e acessível. A biblioteca de escola também está no segundo pavimento e possui um pátio individual de onde se tem visual para todo esse conjunto. A biblioteca aqui apresenta um caráter duplo: mantém a característica de espaço instrospectivo e mais reservado em relação ao seu uso, pois está localizada em um bloco de acesso controlado, mas é visivel e atrativa para os alunos; ao se chegar nesse bloco vê-se a biblioteca, chamando atenção para a informação.

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ESC 1:500

LADRILHO HIDRÁULICO CINZA ESCURO PAVI-GRADE COR CINZA INTERTRAVADO COR CINZA ESCURO PAVI-TIJOLO COR CINZA GRAMÍNEA ARBUSTO/HERBÁCEA EPOX/ POLIURETANO 1 2 3

Salas de aula Sanit. Alunos Biblioteca/Leitura

3 2

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A cobertura é apoiada em arcos treliçados triarticulados espaçados de 6m, possuem vãos de 34,5m e flecha de 11,30m,há juntas de dilatação a cada 30m e tirantes de contraventos em x entre os arcos.É composta de telha metálica (painel sanduiche) e 5% da área da cobertura com faixas longitudinais de vidro laminado incolor 6mm para proteger os terraços de chuva e, ainda, permitir a penetração controlada da radiação solar. Possui fechamento leste/oeste com chapas perfuradas de aço em cores claras, para sombreamento dos ambientes internos. Os painéis sanduiche possuem preenchimento de poliuretano para uma minimização da condutividade térmica, por radiação solar, e promovem amortecimento do ruído gerado pelo impacto da chuva.

Assim, a escolha foi o uso de paíneis a uma altura de 4m do solo, para que se faça uso de permacultura em baixo dos mesmos, através um sistema de rastreamento móvel que siga o curso do sol, com o sistema de controle Simatic S7-1200 da Siemens51, que calcula o alinhamento para os módulos solares na base de sua localização e a hora e data exatas. Essa placas foram locadas no fundo do terreno, onde existe a horta da escola, podendo cobri-la ou não parcialmente e fazer o cultivo de alimentos conforme o sombreamento. 51 Produto da Siemens com especificação disponível em http://www.automation. siemens.com/mcms/programmable-logic-controller/en/simatic-s7-controller/s71200/Pages/Default.aspx.. Acesso nov. 2011.

Com dito anteriormente, fez-se uso dessa dupla cobertura para incentivar o efeito chaminé, com um volume superior que sobressai a essa cobertura. Os painéis fotovoltaicos não foram instalados na cobertura pela combinação de duas razãoes: a acumulação de sujidade na superfície do painel pode fazer com que as células solares ativas ﬁquem encobertas, levando à deterioração do desempenho elétrico, portanto o ideal é que os painéis estejam em um local com fácil acesso para limpeza e manutenção. Também eles devem estar em uma inclinação mínima de 25° com a horizontal para evitar o acúmulo de sujeira, e essa não é a inclinação ideal para sua colocação na cidade de Teresina; a melhor eficiência do sistema fotovoltaico é o ângulo de incidência no qual a luz do sol bate na superfície do módulo. No caso de painéis fixos, a luz do sol bateria nas células solares em um ângulo oblíquo a maior parte do dia. A produtividade máxima em termos de energia e, portanto, de eletricidade, somente é alcançada quando a luz do sol bate nas células de forma perpendicular à sua superfície.

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PLANTA COBERTURA N

ESC 1:500

LADRILHO HIDRÁULICO CINZA CLARO LADRILHO HIDRÁULICO CINZA ESCURO PAVI-GRADE COR CINZA INTERTRAVADO COR CINZA ESCURO PAVI-TIJOLO COR CINZA GRAMÍNEA ARBUSTO/HERBÁCEA

PAINÉIS FOTOVOLTAICOS

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ANÁLISE MORFOLÓGICA N

TÉRREO> 1ACESSOS 2DISTRIBUIÇÃO DO PROGRAMA 3ÁREA PERMEÁVEL PAV.1> 4ACESSOS 5DISTRIBUIÇÃO DO PROGRAMA 6ÁREA PERMEÁVEL ESC 1:1500

3 VIVÊNCIA

LIVRE

GERÊNCIA

LIMITADO

SERVIÇOS

RESTRITO

PEDAGÓGICO

5 RESTRITO

6 PEDAGÓGICO

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ANÁLISE TIPOLÓGICA N

TÉRREO> 1ÁREA COBERTA 2ÁREA FECHADA 3ÁREA ABERTA PAV.1> 4ÁREA COBERTA 5ÁREA FECHADA 6ÁREA ABERTA

ESC 1:1500

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73 N

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89 N

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91 N

A estrutura dos ambientes de trabalho é de concreto armado, com modulação de 7,20m. As lajes são pré moldadas alveolares, devido à fácil instalação e à possibilidade de atingir grandes vãos, otimizando a estrutura.

7,20

A vedação dos ambientes é com blocos de concreto celular, isolando termicamente a área interna da externa.

7,20

2,40

7,20

O sistema de condicionamento artificial escolhido foi o condicionador de ar central do tipo self contained, mais adequado para o porte da escola e com um baixo custo em manutenção, instalação e energia elétrica. Foram locados quatro aparelhos que, em rede, abastecem quatro diferentes blocos, conforme a disposição dos ambientes e uso.

PLANTA TÉRREO N

ESC 1:200 TUBULAÇÃO AR CONDICIONADO

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7,20

6,00

7,20

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7,20 7,20 2,40 7,20 PLANTA PAV. SUPERIOR N

ESC 1:200

7,20

TUBULAÇÃO AR CONDICIONADO

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6,00

7,20

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7,20

PLANTA TÉRREO N

ESC 1:200

7,20

TUBULAÇÃO AR CONDICIONADO

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7,20

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INDICAÇÃO DAS VISTAS TÉRREO

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INDICAÇÃO DAS VISTAS TÉRREO

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INDICAÇÃO DAS VISTAS TÉRREO

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INDICAÇÃO DAS VISTAS PAV. SUPERIOR

2 3 1

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