EcoFlex - Módulo Multiuso Sustentável

ECOFLEX: MÓDULO MULTIUSO SUSTENTÁVEL

AUTORES

Pedro Henrique Ferreira Andrade Sara Bezerra Silva

ORIENTADORA Profª Me. Akemi Tahara Universidade Federal da Bahia - UFBA

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O

EcoFlex é uma proposta de módulo multiuso com materiais e técnicas construtivas sustentáveis. Com o objetivo de promover a sustentabilidade, boas práticas de arquitetura e engenharia e uso consciente dos recursos naturais, o EcoFlex se apresenta com um espaço mínimo de 9 m² que pode ser utilizado em diversas áreas (residencial, saúde, segurança, comércio) e também junto com outros módulos, para criação de espaços maiores. Com medidas internas de 3 m x 3 m x 3 m, possui espaços flexíveis através de divisórias corrediças e painéis internos que compõem as paredes do módulo e permitem rotação, transformando-se assim em mobiliário

(mesa, cadeira, estante, nicho etc.). Através do reaproveitamento de águas pluviais, uso de energia solar (placas solares na cobertura) e aplicação de materiais construtivos sustentáveis, o módulo pode ser implantado em qualquer clima do Brasil, modificando-se apenas a composição das paredes externas. Além disso, pode ser transportado já construído ou com os seus elementos construtivos separados para posterior montagem. Foram desenvolvidas propostas de layout, análise de conforto ambiental, sistema de composição de paredes e sistemas de eficiência em energia e água, com o objetivo de criar um espaço contemporâneo funcional e ambientalmente consciente.

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INTRODUÇÃO O presente trabalho tem o objetivo de difundir novas técnicas construtivas aplicadas à arquitetura de pequenos espaços, as quais, aliadas às novas tecnologias, podem trazer diversos benefícios à população e ao setor da construção civil.

O Brasil apresenta carência de equipamentos de serviços para a população além de grande déficit habitacional. Buscar soluções para esses problemas é apenas um dos objetivos do EcoFlex, que, além de servir à sociedade como equipamento público, oferece à população novas técnicas construtivas que otimizam tempo, materiais e recursos naturais para facilitar o seu dia a dia.

O projeto apresenta infinitas possibilidades de uso e distribuição de espaços, mostrando o que se pode fazer com espaços mínimos. Atender às demandas das áreas de saúde, segurança, moradia e comércio é um exemplo da versatilidade de uso do módulo, que pode se estender às áreas de educação, esporte (ponto de apoio), centro de treinamento de profissionais etc.

Durante a execução do projeto foram utilizadas as Normas Técnicas Brasileiras, software com tecnologia BIM, análises de conforto ambiental e modelagem 3D. Além disso, foram feitas análises de consumo energético para comprovação de autossuficiência energética e projeto de sistema de reaproveitamento de águas pluviais.

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Com técnicas de construção sustentáveis, o EcoFlex é um exemplo viável de arquitetura contemporânea funcional e do uso consciente dos recursos naturais.

DESENVOLVIMENTO O projeto O EcoFlex – Módulo Multiuso Sustentável é um espaço flexível – com dimensões internas de 3 m de largura, 3 m de largura e 3 m de profundidade – para ser usado em diversas situações. O módulo pode ser utilizado de maneira unitária ou combinado com outros módulos, para compor espaços maiores e com diferentes fins, podendo também ser verticalizado.

O projeto do EcoFlex foi desenvolvido segundo diretrizes definidas inicialmente pela equipe e que nortearam todo o processo: sustentabilidade, flexibilidade, inovação e inclusão social. Para permitir diversos usos, o EcoFlex possui volume interno de 27 m³, paredes com sistema de montantes metálicos com fechamento em madeira plástica, cobertura verde utilizada potencialmente como horta e sistemas de economia de água e energia.

O sistema construtivo com perfis metálicos foi escolhido em função da praticidade e velocidade de execução, aliadas ao diferencial técnico e mercadológico. Além disso, proporciona a possibilidade de preenchimento dos vãos entre os montantes por materiais acústicos e térmicos,

o que otimiza o desempenho térmico da construção. O sistema é amplamente utilizado em todo o mundo e a sua aplicação no mercado da construção civil está diretamente ligada aos princípios da sustentabilidade. Os sistemas construtivos a seco permitem otimização da execução da obra, evitam perdas excessivas de material e possuem flexibilidade em sua composição, podendo ser compostos por diversas camadas de materiais diferentes, dependendo da demanda energética e térmica da edificação.

das edificações estão sendo desenvolvidos por diversos países, incluindo o Brasil, com o objetivo de identificar as etapas e elementos que mais causam impactos ambientais durante o ciclo de vida de uma edificação e como é possível minimizá-los.

Deve-se pensar na edificação como um todo, desde os recursos naturais extraídos para produzir seus componentes até a fabricação, uso e posterior reciclagem/ demolição. Partindo dessa concepção, o EcoFlex busca utilizar sistemas construtivos e materiais que impactem menos o meio ambiente, pensando sempre na reutilização destes. A Figura 1 mostra o esquema geral da composição construtiva do módulo.

O setor de construção civil é responsável pelo consumo de 50% dos recursos naturais e 40% das emissões de carbono no mundo. Estudos de análise do ciclo de vida

1 Cobertura verde 2 Fechamento madeira plástica

1

3 Perfis metálicos 2

4 Camada interna flexível (60x60x2,5cm)

3

5 Camada interna fixa

4 5

6 Perfis metálicos

6

7 Camada externa fixa

7

8

8 Janelas maxim-ar

FIGURA 1 / Esquema geral do EcoFlex Compilação dos melhores projetos

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FIGURA 3 / Proposta layout residencial – Planta baixa

FIGURA 2 / Perspectiva geral

Layout Para demonstrar algumas das possibilidades do módulo multiuso sustentável propõe-se o seu uso em quatro áreas: residencial, saúde, segurança e comércio. Foram desenvolvidas propostas de layout interno e abertura de janelas para demonstrar a versatilidade do espaço e sua aplicação real a diversos usos.

A proposta de uso residencial é composta pela junção de três módulos, criando um espaço de 27 m² para uma família de duas a três pessoas. Como a flexibilidade dos 118 / PR Ê M IO ODE BR EC H T 201 5

espaços pode ser considerada uma estratégia de sustentabilidade, esta é mais uma vantagem do EcoFlex. Aplicando o conceito de espaço aberto, temos uma sala de estar que se transforma em quarto do casal apenas alterando-se a posição de divisórias e utilizando móveis versáteis, como o sofá-cama. A cozinha é integrada ao espaço de jantar, e em seguida tem-se o sanitário da casa junto com a área de serviço e uma zona mista, que funciona como área de estudo/trabalho e potencialmente um leito suspenso.

FIGURA 4 / Proposta layout residencial – Corte AA

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FIGURA 5 / Proposta layout residencial – Corte BB

FIGURA 8 / Perspectiva geral – Proposta residencial

FIGURAS 6 E 7 / Proposta de uso flexível – Parede e mobiliário

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Para o uso na área da saúde, propõe-se a criação de uma unidade de atendimento básico, composto por apenas um módulo com área de 9 m², contendo um consultório, uma recepção e um sanitário. O módulo de saúde foi pensado para atendimento básico comunitário e aplicação de vacinas, dentre outras funções de atendimento rápido à comunidade.

A proposta de uso comercial contempla uma lanchonete, que também pode aplicar-se ao conceito de food truck, uma vez conectado a um carro com reboque e sendo transportado para onde o proprietário desejar. A lanchonete possui espaço para atendimento ao público e preparo de alimentos rápidos, além de um sanitário e espaço para refeições rápidas.

Para o módulo de segurança, foi pensado um espaço de atendimento à população e ponto de apoio dos policiais, com mesa para atendimento, espera e um sanitário.

Todas as propostas foram desenvolvidas pensando-se no aproveitamento máximo de espaços mínimos e no atendimento às necessidades básicas de cada uso.

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O módulo pode ser agrupado com outros módulos, permitindo uma variedade infinita de usos.

Além do layout flexível, o EcoFlex possui um sistema de paredes que permite que o usuário crie os espaços conforme desejar, através de placas que rotacionam e geram elementos de mobiliário como prateleiras, bancos e mesas. A parede é composta

por uma camada externa simples e uma camada interna dupla, sendo a camada mais interna composta por placas de 60 cm x 60 cm que rotacionam. As aberturas são através de janelas maxim-ar, que possibilitam total abertura do vão e cujas dimensões são de 60 cm x 60 cm, mantendo a modulação e a possibilidade de abertura em qualquer parede do módulo.

FIGURA 12 / Esquema de iluminação e ventilação

Conforto térmico O Brasil apresenta grande diversidade bioclimática, o que exige a adoção de diversas estratégias de projeto no momento em que se define o local e o clima nos quais será inserida a edificação.

FIGURA 9 / Posto de saúde

FIGURA 10 / Módulo policial

FIGURA 11 / Proposta de layout para lanchonete

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Conhecer o clima em que se está projetando, suas variáveis, a direção dos ventos, a incidência do sol, as temperaturas médias, mínimas e máximas, a umidade relativa do ar, assim como as propriedades físicas dos materiais e seu desempenho térmico, é fundamental para se obter um projeto arquitetônico coerente, visando a termorregulação das pessoas e seu bem-estar lumínico e acústico. O projeto evita a utilização de equipamentos que consomem energia e causam impactos ambientais.

No desenvolvimento do EcoFlex foram adotadas estratégias de ventilação e

iluminação que proporcionam conforto ao usuário, como a ventilação cruzada e iluminação natural. As paredes, compostas por uma estrutura de montantes igualmente espaçados, podem ser preenchidas com materiais acústicos e térmicos ou permanecer vazias, com a camada de ar servindo como agente de controle termoacústico, de acordo com o clima no qual está inserido o módulo. As janelas podem ter vidro simples, duplo ou triplo.

Para a cobertura do EcoFlex foi pensada a cobertura verde, técnica que permite melhoria no conforto térmico dos usuários, seja em clima frio ou quente, além da possibilidade de plantação de hortaliças nos módulos que possuem menos placas solares na cobertura. Além disso, o sistema favorece a diminuição do escoamento de águas pluviais nos centros urbanos, permitindo o seu reaproveitamento.

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Sistemas de eficiência em água e energia Água As instalações hidráulicas do EcoFlex possuem elementos que permitem economia de água, como descarga com duplo acionamento, restritores de vazão e arejadores.

O reaproveitamento de água da chuva para fins não potáveis – como descarga, limpeza de pisos e lavagem de roupas – é fundamental para diminuir o consumo de água e impactos no meio ambiente, causados pela falta de permeabilidade nos grandes centros urbanos. O EcoFlex utiliza um sistema semelhante aos sistemas caseiros de coleta de água da chuva, de fácil manejo e que possibilita autossuficiência em água. A água recebida na cobertura é direcionada por condutores verticais até os reservatórios externos, filtrada, clorada e assim bombeada para o reservatório superior para ser utilizada, como mostra a Figura 13.

Energia Na cobertura estão posicionadas placas fotovoltaicas com orientação favorável (norte, sul ou oeste, a depender da localização do módulo), com o objetivo de gerar energia solar fotovoltaica e suprir o consumo energético do módulo durante o ano, o que o torna energeticamente autossuficiente.

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Atualmente, existem no mercado diversos modelos de painéis fotovoltaicos e sistemas que otimizam o seu funcionamento.

Para cálculo de dimensionamento energético do EcoFlex através de energia solar, foi feita uma estimativa de consumo do módulo em quatro usos, com base no tipo de uso e nos equipamentos comumente requeridos nestes usos. Assim, chegou-se a uma média de consumo mensal do módulo, cujos valores são apresentados nas Tabelas 1, 2, 3 e 4.

Para suprir a demanda energética do módulo, foram instalados painéis fotovoltaicos convencionais, modelo encontrado no mercado com 36 células do tipo Silício Policristalino, com dimensões de 1.485 mm x 666 mm x 40 mm e produção média de energia de aproximadamente 19 kWh/mês. A quantidade de painéis varia de acordo com o consumo do módulo: o uso residencial necessita de 10 painéis distribuídos na cobertura dos três módulos que o compõem; o uso comercial, de 6 painéis; e os módulos de saúde e segurança, de 4 painéis cada. É preciso fazer o pré-dimensionamento energético de cada uso para que seja instalada uma quantidade suficiente de painéis na cobertura, uma vez que as possibilidades de arranjo do módulo são infinitas. No caso de regiões pouco ensolaradas, o fornecimento de energia deverá ser complementado pela concessionária local.

TABELA 1 / CONSUMO ENERGÉTICO ESTIMADO MENSAL - RESIDÊNCIA Equipamento

Potência média (w)

Utilização média/dia

Qtde dias/mês

Total kwh/mês

Refrigerador comum 280l

160

8h

30

38,4

Forno micro-ondas 25l

900

20min

30

8,9

Liquidificador

200

15min

15

0,75

Lavadora de roupas

1000

1h

8

8

Chuveiro elétrico

4500

30min

30

67,5

TV LED 32”

95

5h

30

14,25

Ventilador

100

8h

30

24

Computador

65

8h

30

15,6

Iluminação básica*

84

5h

30

12,6

Bomba d’água 1/3 cv

250

1h

30

7,5 197,5

* 3 lâmpadas fluorescentes compactas de 23W + 1 de 15W

TABELA 2 / CONSUMO ENERGÉTICO ESTIMADO MENSAL – POSTO DE SAÚDE Potência média (w)

Utilização média/dia

Qtde dias/mês

Total kwh/mês

Ventilador de teto

250

8h

30

60

Computador

65

8h

30

10,4

61

5h

30

9,1

250

1h

30

7,5

Equipamento

Iluminação básica* Bomba d’água 1/3 cv

87 * 2 lâmpadas fluorescentes compactas de 23W + 1 de 15W

TABELA 3 / CONSUMO ENERGÉTICO ESTIMADO MENSAL – MÓDULO POLICIAL Potência média (w)

Utilização média/dia

Qtde dias/mês

Total kwh/mês

Ventilador de teto

250

8h

30

60

Computador

65

8h

30

10,4

Iluminação básica*

38

5h

30

4,6

Bomba d’água 1/3 cv

250

1h

30

7,5

Equipamento

82,5 * 1 lâmpada fluorescente compacta de 23W + 1 de 15W Compilação dos melhores projetos

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Materiais e tecnologias

TABELA 4 / CONSUMO MÉDIO ESTIMADO MENSAL – LANCHONETE Equipamento

Potência média (w)

Utilização média/dia

Qtde dias/mês

Total kwh/mês

Refrigerador comum 280l

160

8h

30

38,4

Forno microondas 25l

900

20min

20

5,94

Liquidificador

200

15min

20

1

Tv led 32”

95

5h

20

9,5

Ventilador de teto

250

8h

20

40

Computador

65

8h

20

10,4

Iluminação básica*

38

5h

20

3,8

Bomba d’água 1/3 cv

250

1h

20

5 114,04

* 1 lâmpada fluorescente compacta de 23W + 1 de 15W

FIGURA 13 / Sistema de energia solar e reaproveitamento de águas pluviais

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Building Information Modeling (BIM) O uso da plataforma BIM como ferramenta de projeto mostra-se essencial para a obtenção de um edifício sustentável e energeticamente eficiente. Através do programa, pode-se construir um edifício virtual idêntico ao que será construído fisicamente, analisando seus detalhes construtivos, estudando a eficiência energética, especificando materiais e desenvolvendo as instalações hidráulicas e elétricas. Dessa maneira, podem ser evitados erros e perdas durante a execução da obra, pois estes são imediatamente identificados na etapa de projeto.

Além da precisão nos detalhes, este tipo de plataforma de projeto permite uma integração entre as diversas disciplinas da construção civil, possibilitando uma execução coerente e consciente. O momento do projeto é o mais importante na execução de um edifício sustentável, já que é nele que todos os demais processos e estratégias de ação subsequentes são definidos.

O uso dos softwares BIM se mostra indispensável no projeto de uma edificação sustentável, assim como na otimização dos edifícios já existentes. A capacitação dos profissionais envolvidos no processo – desde arquitetos e engenheiros até mestres de obras e aqueles que participam do seu desenvolvimento – é necessária para que os projetos sejam eficientemente executados.

Madeira plástica A produção de resíduos sólidos é um dos grandes problemas ambientais do Brasil, uma vez que o setor de reciclagem ainda não é plenamente desenvolvido. O descarte de materiais de longo tempo de decomposição – como, por exemplo, o plástico – em aterros e locais inapropriados contribui para o desequilíbrio ambiental, além de poluir as fontes de água potável. Uma das possíveis alternativas para o incentivo da indústria da reciclagem e conscientização da população é o reaproveitamento dos materiais recicláveis na construção civil. Também é importante promover estudos para viabilizar o reaproveitamento de outros materiais que ainda não são comumente utilizados no processo de reciclagem.

Os polímeros mais comuns, como o PET (Politereftalato de Etileno), o PP (Polipropileno) e o PVC (Policloreto de Vinila), juntos a fibras orgânicas descartadas pela indústria do agronegócio, são utilizados na produção de madeira plástica, componente construtivo com aparência de madeira porém com características físicas e químicas diferentes. Segundo o Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas (SBRT), a madeira plástica é um produto manufaturado, com mais de 50% de plástico em sua composição, que apresenta dimensões típicas da madeira convencional. Devido à sua composição, apresenta maior resistência a trincas e pragas, não absorve umidade e é impermeável.

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O EcoFlex utiliza a madeira plástica na vedação das paredes em Light Steel Framming, em placas de 25 mm de espessura cujas dimensões variam a partir da medida base de 60 cm, aumentando em seus múltiplos (120, 180, 240 e 300 cm).

As dimensões predefinidas das placas permitem a modulação do EcoFlex e a economia de material, uma vez que, a depender do uso, placas de tamanhos variáveis poderão ser encomendadas.

Promover o uso da madeira plástica, além de ser um incentivo para a indústria da reciclagem, possibilita a criação de mais empregos e amplia o conhecimento da população sobre novos materiais construtivos, contribuindo para um aumento no equilíbrio ambiental e o desenvolvimento de políticas que busquem o uso consciente dos recursos naturais.

CONSIDERAÇÕES FINAIS A proposta do EcoFlex – Módulo Multiuso alia arquitetura contemporânea a engenharia sustentável, através da integração entre diversas áreas do conhecimento, do uso de materiais inovadores e de novas tecnologias de projeto (tecnologia BIM). Conforme demonstrado neste trabalho, o módulo é autossuficiente em energia, econômico no uso de recursos hídricos (em alguns casos, autossuficiente), ambientalmente consciente, economicamente viável e socialmente inclusivo.

Evidenciando uma proposta de uso flexível, tanto na arquitetura como no uso dos sistemas hidráulicos e elétricos, o EcoFlex busca difundir esta ideia como atitude de sustentabilidade, uma vez que a diminuição da disponibilidade de espaço habitável é tema constante em questão no mundo.

Referências bibliográficas ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6492 – Representação de projetos de arquitetura. Rio de Janeiro: ABNT,1994.

http://www.inmetro.gov.br/. Acesso em: set. 2015.

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 15527. Água de Chuva – Aproveitamento para fins não potáveis – Requisitos. Rio de Janeiro: ABNT, 2007.

PROCEL INFO – Centro Brasileiro de Informação de Eficiência Energética. Equipamentos com Selo Procel (tabela). Disponível em: http:// www.procelinfo.com.br/main.asp. Acesso em: set. 2015.

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 10844. Instalações prediais de águas pluviais. Rio de Janeiro: ABNT, 1989.

SBRT – SERVIÇO BRASILEIRO DE RESPOSTAS TÉCNICAS. Dossiê Técnico: Madeira plástica.

Acesso em: set. 2015.

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LAVAGNA, M. Life cycle assessment in edilizia: progettare e costruire in una prospettiva di sostenibilità ambientale. Milão: Hoepli, 2008.

INMETRO – Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia. Tabelas de consumo e eficiência energética. Disponível em:

CAVALHO JUNIOR, R. Instalações hidráulicas e o projeto de arquitetura. 6ª ed. São Paulo: Blucher, 2013.

Incentivar a indústria da reciclagem, promover as boas práticas na arquitetura e na engenharia e difundir o conhecimento sobre a sustentabilidade e uso consciente dos recursos naturais são princípios que nortearam o projeto e que se mostram coerentes com um desenvolvimento consciente da sociedade.

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