TCC/TFG FAU-Mackenzie - Arquitetura Bioclimática: Sistemas generativos e sustentabilidade

RAFAEL SOARES MOURÃO

ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA S I S T E M A S G E N E R A T I V O S S U S T E N T A B I L I D A D E

E

Universidade Presbiteriana Mackenzie Faculdade de Arquitetura e Urbanismo

Rafael Soares Mourão Arquitetura e Urbanismo

Arquitetura Bioclimática: Sistemas generativaos e sustentabilidade

Trabalho Final de Graduação apresentado à Universidade Presbiteriana Mackenzie como requisito parcial para obtenção de grau de Bacharel em Arquitetura e Urbanismo.

Orientadora: Prof.ª Dr.ª CAROLINA DE REZENDE MACIEL

São Paulo 2020

Banca examinadora:

________________________________ Prof.ª Dr.ª Carolina de Rezende Maciel Orientadora Universidade Presbiteriana Mackenzie

________________________________ Prof.ª Dr. ª Loyde Vieira de Abreu-Harbich Universidade Presbiteriana Mackenzie

________________________________ Arq. Ms. Camila Leone Instituto Presbiteriano Mackenzie

Aprovação:

Para o meu Pai, Mãe, Avós e Namorada.

Sempre minhas referências, sempre me mostrando o melhor que posso ser.

AGRADECIMENTOS

Agradeço à minha família por todo apoio incondicional nessa jornada. À Carolina Leschot, pelo incentivo, suporte e companhia.

Aos meus orientadores Guilherme Motta e Carolina Maciel, por todo o suporte para que esse trabalho se realizasse.

Ao grupo “BORA SE FORMAR”, por me ajudar a manter o foco mesmo nesses tempo difícieis Aos meus queridos amigos que me acompanharam nesse percurso durante a faculdade.

Aos meus amigos e colegas do trabalho que tive o prazer de conhecer nesses últimos anos.

A todos que, de alguma forma, contribuíram com a produção deste trabalho.

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO

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CAPÍTULO 1: ARQUITETURA E SUSTENTABILIDADE ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA ARQUITETURA PERFORMATIVA E ZERO ENERGY BUILDING SELOS DE DESEMPENHO AMBIENTAL DESEMPENHO COMO METODOLOGIA ESTUDOS DE CASO

14 16 18 21 22

CAPÍTULO 2: ARQUITETURA ALGORÍTMICA PROCESSOS DIGITAIS NA ARQUITETURA ARQUITETURA ALGORÍTMICA E MODELAGEM GENERATIVA MODELAGEM PARAMÉTRICA E SUSTENTABILIDADE

42 45 48

CAPÍTULO 3: SISTEMA ESTRUTURAL: MADEIRA INTRODUÇÃO HISTÓRIA DA MADEIRA NA CONSTRUÇÃO MADEIRA ENGENHEIRA VANTAGENS DE MADEIRA ENGENHEIRADA ANÁLISE ESTRUTURAL DA MADEIRA ESTUDOS DE CASO

52 54 58 63 66 74

CAPÍTULO 4: ANÁLISE URBANA INTRODUÇÃO TERRENO E CONTEXTO HISTÓRICO ZUIDAS MASTERPLAN ZUIDAS RAVEL

100 102 105 109

CAPÍTULO 5: O PROJETO PARTIDO PROJETUAL DESENVOLVIMENTO PROJETUAL EXPERIMENTOS E ANÁLISES AMBIENTAIS PROJETO FINAL

BIBLIOGRAFIAS

116 122 134 156 184

INTRODUÇÃO Diante do atual cenário de degradação ambiental, e buscando trazer uma solução sustentável em contrapartida aos edifícios total environment control¹, é proposto o desenvolvimento de um projeto de um edifício híbrido intrinsecamente conectado ao viés da performance ambiental na cidade de Amsterdã, Holanda.

A escolha do local de inserção se deve ao atual plano de reestruturação do seu centro econômico, denominado Zuidas. Foi proposto um masterplan, com diretrizes ligadas à sustentabilidade e à qualidade de vida, fornecendo uma enorme gama de conhecimento a respeito do tema em uma aplicação prática e real.

Utilizando o desempenho ambiental como metodologia, é aprofundado o estudo no conceito de arquitetura bioclimática, e de como as evoluções tecnológicas de softwares ligados à arquitetura e construção civil permitiram a concepção de edificações com uma melhor performance energética e ambiental.

A proposta projetual é desenvolvida a partir de uma série de estudos e experimentos voltados à eficiência e baseado nas diretrizes dos principais selos ambientais atualmente. Além disso, acredita-se que uma arquitetura que visa sustentabilidade, concomitantemente deve adotar métodos construtivos com menores impactos ambientais. Seguindo tal raciocínio, toda a estrutura foi idealizada para ser construída, majoritariamente, em madeira engenheirada de forma a viabilizar uma obra mais limpa e mais rápida.

¹Edifícios total environment control é o nome dado a edifícios que abusavam dos avanços tecnológicos do ar condicionado e iluminação artificial para quase ignorar o clima o externo, estavam representando enormes gastos energéticos e degradações ambientais (GONÇALVES; BODE, 2015)

CAPÍTULO 1

A R Q U I T E T U R A

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S U S T E N T A B I L I D A D E

Figura 01 | Fonte: fineartamerica.com

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ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA Tudo começou com o despertar do movimento ambiental, como descrito por Marcelo de Andrade Romero², quando a crise do petróleo na década de 1970 atingiu diversos países no mundo, sobretudo os Estados Unidos e Europa, ficando clara a ideia de que o consumo desmedido e de uma única fonte de energia, poderia resultar em grandes prejuízos econômicos e ambientais (GONÇALVES; BODE, 2015). Edifícios total environmental control, que abusavam dos avanços tecnológicos por meio dos sistemas de condicionamento de ar e de iluminação artificial para quase ignorar o clima o externo, estavam representando enormes gastos energéticos e, consequentemente, impactos ambientais negativos (GONÇALVES; BODE, 2015).

O movimento ambiental reconhecia as questões energéticas como fundamentais, mas admitia também que havia outras questões emergenciais no planeta e constatava, sobretudo, que os recursos naturais não poderiam continuar a ser extraídos naquela velocidade, como também escreve Marcelo Romero (GONÇALVES; BODE, 2015).

Em contrapartida do total environmental control, se deu início entre 1970 e 1980 a ideia de otimização dos recursos naturais que, em relação ao cenário da construção civil, significava a busca por respostas e a centralização de esforços na criação de políticas públicas e políticas de governo visando à redução da participação desse setor na matriz energética internacional, ou seja, edificações focadas em construções mais sustentáveis e energeticamente eficientes (GONÇALVES; BODE, 2015).

Diante desse cenário de busca pela redução dos impactos dos edifícios no cenário ambiental global, surgiram as primeiras ferramentas de controle e certificação ligadas à sustentabilidade: a BREEAM (Building Research Establishment Enviromental Assessment Method) no Reino Unido, LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) nos Estados Unidos, HQE (Haute Qualité Environmentale) na França, dentre vários outros que foram surgindo ao longo dos anos. Segundo seus próprios princípios, essas ferramentas são uma resposta da sociedade civil organizada para suprir uma carência de políticas públicas que os governos não se organizaram para criar (GONÇALVES; BODE, 2015).

A construção civil gradativamente aderiu à essas novas ferramentas de certificações ambientais, pois era positivo ter sua marca atrelada à questões de sustentabilidade e fazer parte de um futuro no qual não se eram mais bem vindas edificações ineficientes (GONÇALVES; BODE, 2015).

Para atender à essa nova demanda de uma arquitetura mais eficiente e edifícios de melhor desempenho ambiental, nasceram as ferramentas de geração de formas conhecida como arquitetura generativa ou paramétrica, que possibilitam prever e calcular a eficiência de um edifício em relação ao meio no qual ele está inserido.

² Professor Titular pela Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo (2001) e Diretor da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da USP (2010-2014).

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A cobrança crescente pela quantificação do consumo de energia e, edifícios ao redor do mundo fez das simulações computacionais de desempenho energético e ambiental uma parte essencial do processo de projeto. Os métodos de avaliação de desempenho apoiados em técnicas de simulação computacionais vieram aprimorar o processo de projeto com a investigação criteriosa sobre o impacto dos vários aspectos arquitetônicos e do programa de atividades no desempenho ambiental dos edifícios. Desse modo, a eficiência de soluções projetuais derivadas da interpretação arquitetônica dos princípios da Física pode ser comprovada, quantificada e aprimorada. (GONÇALVES; MOURA; KUNIOCHI, 2015, p.297).

A arquitetura paramétrica permitiu que o processo projetual se tornasse multidisciplinar, pois não mais se é pensado a arquitetura e depois resolvidos seus problemas de conforto ambiental, a arquitetura já se é pensada em conjunto com as soluções para as questões ambientais.

A arquitetura generativa é criada por meio de ferramentas computacionais com o objetivo de manipular a geometria da forma em resposta à influência de variáveis de diferentes naturezas, incluindo ambientais. Sendo assim, com base no uso de determinadas ferramentas, propõese um método diferenciado para o processo de projeto do edifício de melhor desempenho ambiental. (BEAURECUEIL; LEE, 2015, p.314)

Segundo Schodek et al. (2005), a demanda de padronização e repetição de componente construtivos para aproveitar eficientemente as técnicas industriais de produção cedeu lugar à customização em massa, a qual se tornou viável com o incremento dos recursos digitais aplicados ao projeto e à produção. Ao contrário do que se é feito em relação ao padrão idealizado antigo de um edifício corporativo que abusa de inúmeras soluções tecnológicas para viabilizar suas extensas fachadas de vidro, a arquitetura generativa busca uma resposta da própria arquitetura em relação ao meio ambiente em que está inserido, a arquitetura não ignora suas questões ambientais, mas as incorpora em sua essência formal e em suas soluções de conforto ambiental.

Softwares de geração de formas paramétricas como o Rhinoceros aliado a plugins como o Grasshopper possibilitam um estudo aprofundado e de alta precisão em cima do processo formal do projeto, permitindo prever, de forma acurada, o impacto das aberturas, da ventilação, do sombreamento, da iluminação, dentre outros aspectos sobre a forma final da edificação. No entanto, em meio a processos tão complexos de estudos e desenvolvimento, cabe ao arquiteto interferir nas soluções propostas para também manter e agregar a identidade local.

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ARQUITETURA PERFORMATIVA E ZEB Juntamente com a revolução digital, inúmeros softwares focados em atender às novas demandas de eficiência na construção nasceram para auxiliar os arquitetos e os engenheiros civis nas tomadas de decisões projetuais. O emprego de ferramentas digitais ocasiona uma transformação disruptiva na forma de se projetar, já que possibilita uma compreensão baseada em evidências do ambiente construído por meio de avaliações qualitativas e quantitativas , devido ao emprego de simulações computacionais (KOLAREVIC 2003 apud NARDELLI, 2007), (KOLAREVIC, 2005). A introdução de um estilo arquitetônico voltado à melhora do desempenho energético de edifícios está quase sempre atrelada à tecnologia utilizada no desenvolvimento dos projetos (FARIA; GOES; SILVA, 2019).

Segundo os dados fornecidos por Guan (2012), estima-se que a construção e operação dos edifícios seja responsável por 40% do total de energia consumida no mundo, 30% do total de matéria-prima consumida, 55% do total de extração de madeiras, 16% da água doce extraída, 35% das emissões globais de CO2 e 40% dos resíduos sólidos gerados.

Diante desses dados, percebe-se como o cenário da construção impacta significativamente sobre o meio ambiente. Ao aplicar ferramentas de simulação computacionais ao projeto de Arquitetura, se torna possível prever e calcular com maior precisão a eficiência de uma edificação, principalmente nas etapas inicias do projeto, visto que é nessa etapa que as decisões possuem maior impacto na performance ambiental e energética do resultado final (FARIA; GOES; SILVA, 2019). Segundo Corbella e Yannas (2003), para produzir uma arquitetura que busque ser mais sustentável, é fundamental a associação do edifício com o entorno e contexto climático, possibilitando uma redução no consumo de energia final.

Neste sentido, desde o início do século XX almejam-se metas ambiciosas como o conceito de edificações de balanço energético nulo (Zero Energy Building - ZEB) (TORCELLINI et al., 2006), inclusive com compromissos ambientais para atingir tais metas na Europa e nos Estados Unidos.

De acordo com Torcellini et al., (2006), uma possível definição para edifício ZEB é aquela que foca inicialmente em diminuição da demanda energética por meio de conservação e eficientização energética para depois fazer o uso de sistemas de geração renováveis de energia disponíveis no local. Para se poder implantar estratégias passivas, deve-se primeiro ser elaborado um estudo de incorporação dessas estratégias, antes de implementar o uso de estratégias ativas. Um exemplo de arquitetura ZEB é o EcoCommercial Building (ECB) em Noida na Índia (figura 02), o qual reduziu 40% de energia, em comparação com os padrões ASHRAE 90.1-2004, utilizando estratégias passivas de design associando tecnologias de automação nas proteções solares e instalação de sistemas fotovoltaicos. (RAKHEJA, 2013).

No caso do Brasil o tema da sustentabilidade cresceu principalmente a partir da década de 1990, com a RIO-92, quando esse tema começou a ganhar força assim como a importância do papel da arquitetura na sustentabilidade. Entretanto, até os dias atuais, observa-se uma carência de normas voltadas à construção de edificações energeticamente sustentáveis, devido aos grandes impasses políticos brasileiros que, em alguns casos inclusive dificultam até a instalação de painéis solares.

Por exemplo, como citado em uma reportagem do El País, a Aneel (Agência Nacional de Energia Elétrica) busca taxar microgeradores individuais de energia solar, com a criação de novos impostos para tais, desfavorecendo o investimento nesse tipo de energia (BAITELO; MORET, 2020).

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Figura 02 - EcoCommercial Building (ECB) em Noida na Índia Fonte: HPB MAGAZINE

Entretanto, países preocupados com as mudanças climáticas como França e Reino Unido, planejam que em 2040 será proibido a venda de carros movidos a combustão. Na Noruega, o prazo é 2025, sendo que já em 2018, 20% dos carros novos eram elétricos. Nos Estados Unidos, se tem programas nos quais o governo pode ressarcir até um terço do valor do carro elétrico para as pessoas que o adquirirem. Além disso, a energia gasta para o abastecimento dos carros, pode ser proveniente de painéis solares instalados nas próprias residências (EUA… 2018).

Na cidade de Amsterdã, Holanda, a implantação do novo masterplan em seu principal centro econômico (Zuidas) exige que toda nova edificação que for construída seja obrigatoriamente, compatível com o selo de sustentabilidade LEED Platinum ou BREEAM Excellent, estabelecendo assim, um alto padrão de sustentabilidade e eficiência energética para os novos projetos, segundo Amsterdam City Council³ (2009).

³Conselho da cidade de Amsterdã

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SELOS DE DESEMPENHO AMBIENTAL Como citado anteriormente, em resposta aos edifícios total environment control, e diante da falta de políticas públicas que incentivassem uma construção sustentável, começaram a tomar força as ferramentas de controle de certificação atreladas à sustentabilidade, sendo as principais: a BREEAM no Reino Unido, LEED nos Estados Unidos, HQE na França, dentre vários outros que foram surgindo ao longo dos anos (GONÇALVES; BODE, 2015).

No ínicio da década de 1990, diversas variações desses sistemas foram desenvolvidos e criados para poder atender tanto aos mercados locais como internacionais, influenciando até os dias atuais a noção de edifício verde que, segundo a definição fornecida pela IEA (2008): (...) edifícios verdes são aqueles com maior eficiência energética, mas ao mesmo tempo com reduções do consumo de água, uso de materiais com menor impacto no meio ambiente e na saúde de seus usuários. (GONÇALVES; BODE, 2015).

No caso do foco de estudo desta monografia, e como citado anteriormente, em Amsterdã foi desenvolvido o Zuidas Vision Document em 2009, estabelecendo que toda nova construção neste masterplan deve obrigatoriamente atender ao padrão do selo LEED Platinum ou BREEAM Excellent, tornado-se nítido a importância do estudo desses selos de certificação, que cada vez estão se tornando mais importantes e até obrigatórios no futuro das construções.

De forma resumida, os sistemas de certificação de edifícios se baseiam em critérios alocados em um conjunto de categorias, aos quais são atrelados valores mínimos e máximos a serem somados em uma pontuação final, que determina a classificação alcançada na escala da certificação (GONÇALVES; BODE, 2015).

Todavia, se precisa questionar a real eficácia desses selos, uma vez que alguns empreendimentos certificados pouco se diferenciam da produção convencional no que tange ao projeto arquitetônico e aos conceitos de conforto ambiental. Estudos feitos em 2007 sobre o consumo de energia de uma amostra de 121 edifícios comerciais (de escritórios) evidenciou o desempenho superior de 25% a 30% dos edifícios certificados em comparação aos que não possuem certificação alguma, enquanto que edificações certificadas com LEED Gold e LEED Platinum apresentaram um desempenho superior de 45%. Entretanto, esses 121 casos representam apenas 22% de uma amostragem inicial de 500 edifícios, o restante não teve seus dados disponibilizados, o que coloca em dúvida a representatividade da amostra estudada (GONÇALVES; BODE, 2015).

Em 2009, o trabalho de Newsham, Mancini e Birt (2009), elaborado pelo Instituto para Pesquisa em Construção (Institute for Construction Research) de Ottawa, no Canadá, apesar de concluir que os edifícios certificados utilizam em média de 18% a 39% menos energia por área construída do que seus correspondentes convencionais, paralelamente, observou-se que de 28% a 35% da mesma amostra consome mais energia que seus correspondentes não certificados. Além disso, não foi encontrada nenhuma relação direta entre as certificações ouro, prata ou bronze e o consumo de energia do edifício (GONÇALVES; BODE, 2015).

Scofield (2009) realizou um estudo observando o tema da energia de uma maneira mais ampla, somando-se aquela gasta na construção à energia operacional (medida pelos mesmos coeficientes do estudo anterior) em uma nova amostra de casos. Como conclusão não foi encontrada nenhuma evidência de que a certificação LEED tenha sido responsável por, coletivamente, diminuir o

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consumo de energia dos edifícios estudados, seja aquela consumida durante a construção ou aquela consumida durante a operação dos edifícios (GONÇALVES; BODE, 2015).

Diante desses estudos e dentre outras pesquisas feitas sobre o tema, proprietários e usuários dos edifícios com certificação LEED, assim como o público em geral, vêm tomando a consciência de que esse sistema não está representando o modelo de sustentabilidade ambiental que se acreditava (GONÇALVES; BODE, 2015).

Mesmo a partir da conscientização da existência de inconsistências do sistema LEED, seu sucesso perante os demais certificados, principalmente nos Estados Unidos, é inegável, tanto que o mesmo foi incluído em seu código de edificações (GONÇALVES; BODE, 2015).

Em 2013, após as críticas, lançou a quarta versão do sistema de pontuação do LEED, composto por seis categorias distribuídas da seguinte forma, segundo o GBC Brasil (2013): - Localização e transportes: credita pontos para características sustentáveis considerando a localização do edifício. Estão disponíveis 16 pontos, muitos desses obtidos por locar o projeto em uma área com acesso a transporte público e/ou em bairros amigáveis ao movimento de pedestres; - Espaços sustentáveis: disponibiliza 10 pontos pelo tratamento do terreno, especialmente na preservação dos espaços abertos e no controle das águas pluviais; - Uso racional da água: oferece até 11 pontos para minimizar o consumo de água no edifício, especialmente por ações como a colocação de equipamentos de baixo consumo; - Energia e atmosfera: oferece a maior pontuação entre todas as categorias, disponibilizando 33 pontos, dos quais 18 são somente para a redução do consumo energético do projeto em comparação a um edifício-padrão, estabelecido pelo próprio sistema e conhecido como baseline; - Materiais e recursos: oferece 13 pontos por considerações relacionadas ao impacto ambiental dos materiais de construção e seu ciclo de vida; - Qualidade ambiental interna: oferece 16 pontos para questões relacionadas com a qualidade do ambiente interno, incluindo: conforto térmico, luminoso e acústico, além de vistas para o exterior; A partir desses tópicos se torna perceptível que o sistema LEED tem seu foco maior em pontuar pela redução impacto ambiental, ao invés de valorizar edifícios com um melhor desempenho ambiental, ou seja, ainda falta desenvolver um sistema de pontuação que também avalie a energia operacional (GONÇALVES; BODE, 2015), variações desde a especificação construtiva até o comportamento dos usuários são fatores de grande impacto no consumo energético final de um edifício, pesquisas recentes (BAKER, 2009) demonstraram que o impacto dos ocupantes no desempenho final do edifício pode ser tão significativo quanto o próprio projeto da edificação (GONÇALVES; BODE, 2015).

20 | SELOS DE DESEMPENHO AMBIENTAL

Entretanto com o passar dos anos, tanto o LEED como outros selos de desempenho ambiental vêm evoluindo e se adequando com o passar dos anos, é inegável que, mesmo sendo alvos de diversas críticas, esses selos representaram um enorme passo no desenvolvimento de projetos com uma maior preocupação ambiental, além de influenciar na renovação de leis e códigos de construção para que os projetos tenham uma melhor performance sustentável no mundo inteiro.

DESEMPENHO COMO METODOLOGIA Por meio da tecnologia disponível e uso de softwares de simulação de desempenho, Faria et al.

(2019), propõe uma metodologia de desenvolvimento projetual em três fases principais, fortemente atrelado à busca pela melhor eficiência possível dadas as condicionantes do projeto (figura 03).

Citando o artigo “Uso de simulação computacional no processo de projeto arquitetônico industrial ZEB em Brasília” (2019), na primeira etapa de estudo preliminar, se é estudado e avaliado com o auxílio de softwares, quais os impactos dos parâmetros de orientação e volumetria sobre o consumo energético inicial. Para isso, se é testado diferentes volumetrias e orientações de forma mais simplificada, a fim de se gerar e possibilitar análises comparativas.

A partir dos resultados obtidos na primeira etapa, é escolhido a geometria que apresentou a melhor performance para avançar para a fase de anteprojeto (fase 2), na qual serão avaliados as vedações e a materialidade em seu caráter de conforto térmico e lumínico, através das normas vigentes. Na fase 3, com o consumo final de energia já calculado, é feita a contração de complementares e os balanços energéticos a partir da geração de energia com fotovoltaicas, se estas forem utilizadas.

Figura 03 - Esquema gráfico sobre o método.

Fonte: FARIA; GOES; SILVA, 2019

Figura 04 - Hospital Sarah Kubitschek | Fonte: Archdaily.com

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ESTUDOS DE CASO

Hospital Sarah Kubitschek

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Figura 05 - Hospital Sarah Kubitschek | Fonte: Archdaily.com

ESTUDOS DE CASO: HOSPITAL SARAH KUBITSCHEK | 25

FICHA TÉCNICA PROJETO: Hospital Sarah Kubitschek ARQUITETO: João Filgueiras Lima (Lelé) ÁREA: 17.000m² ANO: 1994 LOCAL: Salvador, Brasil ESTRUTURA: Mista de metálica com concreto NÚMERO DE PAVS.: 1 pavimento

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Figura 06 - Carta solar da cidade de Salvador, Brasil Fonte: andrewmarsh.com

ESTUDOS DE CASO: HOSPITAL SARAH KUBITSCHEK | 27

João Filgueiras Lima, o carioca mais conhecido como Lelé, passou a sua vida se dedicando ao estudo, projeto e desenvolvimento de técnicas construtivas pré-fabricadas que pudessem servir à sociedade de maneira mais eficiente. Com esse objetivo em mente, em 1992, montou o Centro de Tecnologia da Rede Sarah (CTRS), onde desenvolveu e executou diversos edifícios públicos, passarelas, infraestruturas urbanas e, os mais famosos, Hospitais da Rede Sarah. Em seus projetos, Lelé dominava as questões de conforto térmico, desafiando questões sistemáticas de construção hospitalares, quando propôs que os ambientes deveriam ser os mais naturais possíveis, contrariando a lógica de ambientes condicionados mecanicamente, (VADA, 2018).

De acordo com Péren Montero (2006), economia de energia, boas condições visuais, psicológicas, higiênicas e uma agradável sensibilidade espacial, entre outros aspectos, subjetivos e relativos ao conforto ambiental, caracterizam a eficaz incorporação da luz e da ventilação natural nas suas obras.

Segundo o próprio Lelé, os custos com equipamentos climatização artificiais (equipamento e instalação) representam cerca de 30% do custo total da obra.

Na figura 07, no interior do Hospital Sarah Kubitschek, se tem fortemente evidenciado o aprimoramento do uso dos sheds, um dos principais sistemas de ventilação e iluminação natural utilizados pelo arquiteto, assim como as galerias, o piso técnico e os sistemas flexíveis de fechamento. O forro é composto por painéis de policarbonato basculantes e os arcos retráteis, os quais dependendo do tipo de ventilação em funcionamento (natural, mecânica ou artificial, permitem o controle da saída de ar e da iluminação natural de maneira independente, (PÉREN MONTERO, 2006).

Nas regiões de clima quente, como observadas no Brasil, as aberturas se tornam necessárias para a ventilação natural, ajudando na manutenção da temperatura no interior do edifício e na renovação do ar ao longo do dia.

Como os estudos de ventilação foram feitos logo nas fases de concepção do projeto, se tornou possível dispor os Sheds de maneira a melhor captar os ventos predominantes. Além disso, o sistema de ventilação mecânica busca suprir a baixa velocidade do vento e aumentar a renovação do ar em dias muito quentes, (PÉREN MONTERO, 2006).

Além de promoverem ventilação natural por quase todo o projeto, os Sheds também são uma fonte de iluminação natural, com exceção dos espaços que necessitam de ambientes com iluminação controlada. É reconhecido pelo arquiteto que a luz natural enriquece a qualidade ambiental e melhora a eficiência energética do edifício. Entretanto as aberturas dos Sheds também possuem fileiras de brises horizontais de modo a impedir a incidência direta de raios de sol nos ambientes internos, (PÉREN MONTERO, 2006).

O fechamento interno da abertura é feito por dois módulos verticais de esquadrias: o inferior é, em geral, uma veneziana metálica, e o superior, uma basculante de vidro. Porém, em certos ambientes, ambos módulos são basculantes de vidro, permitindo a completa interrupção da ventilação, mas sem privar o espaço de iluminação.

Segundo Péren Montero (2006), é pertinente a utilização de sistemas de controle da radiação solar,

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que permitam a entrada de luz nos ambientes internos e, ao mesmo tempo minimizem o ganho de calor proveniente do exterior. Alguns sistemas de iluminação natural são: Light-shelf, átrio, duto com espelhos, persiana flexível, parede transparente, poço de luz, telhado com shed, refletor externo, claraboia, entre outros.

Dentro do projeto, os ambientes internos estão intimamente conectados aos jardins externos que rodeiam o edifício. Ora se abre ao exterior em grandes panos de vidro, ora em corredores externos, ora os jardins adentram e recortam sua volumetria, e ora os leitos se estendem em pequenas varandas.

Essas conexões com o meio externo e a natureza trazem o conceito de biofilia como uma tendência natural a voltarmos nossa atenção às coisas vivas. É a relação entre o homem e a natureza, e a necessidade de estar sempre conectado a ela. Pesquisas em psicologia ambiental confirmam que o contato com a natureza ou elementos que remetem à natureza trazem a sensação de bem estar, felicidade e reduzem o stress, além de promover uma melhor produtividade no ambiente de trabalho (O GLOBO, 2013).

Lelé consegue se utilizar de soluções de ventilação cruzada, como as esquadrias ventiladas basculantes, de modo a manter a vista e os panos de vidro para a natureza ao redor, demonstrando que se todos os elementos relacionados à qualidade ambiental do projeto forem pensados em conjunto, se pode conseguir resultados incríveis e que valorizam ainda mais a qualidade de vida das pessoas que ali trabalham.

Conclusão Nesse projeto, Lelé demonstra como a união de diferentes conceitos como a iluminação e ventilação natural, aliados a espaços amplos e abertos a natureza podem modificar quase que completamente o dia a dia dos trabalhadores do hospital, trazendo à tona conceitos como o da biofilia aliado a ambientes que não se vê com tanta frequência como o caso de hospitais, que geralmente são edifícios completamente enclausurados funcionando através de ventilação forçada.

Além disso, o design dos Sheds cria uma forte identidade para a sua arquitetura, ou seja, as soluções de conforto ambiental moldam seu projeto e influenciam diretamente no partido arquitetônico. O projeto é pensando juntamente com a sua eficiência, não separadamente como na maioria dos projetos que são vistos pelo mundo, nos quais os edifícios são herméticos e consomem até 60% mais energia para manter os ambientes refrigerados e bem iluminados.

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Figura 07 - Corte do Hospital Sarah Kubitschek Fonte: Archdaily (2018).

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One Airport Square

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Figura 08 - One Airport Square | Fonte: Macegroup.com

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Figura 09 - One Airport Square | Fonte: Twitter.com

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FICHA TÉCNICA PROJETO: One Airport Square ARQUITETO: Mario Cucinella Architects ÁREA: 39.500m² ANO: 2014 LOCAL: Acra, Gana ESTRUTURA: Principalmente concreto NÚMERO DE PAVS.: 9 pavimentos

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Figura 10 - Carta solar da cidade de Acra, Gana Fonte: andrewmarsh.com

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O edifício foi projetado com nove pavimentos de escritórios, sendo o pavimento térreo dedicado ao acesso público, ao comércio e com um grande hall de acesso que inclui espaços para exposições. Um átrio central transpassa por todos os nove pavimentos de escritórios, que também são sustentados por uma estrutura externa em concreto, de vigas diagonais, denominadas pelos arquitetos de gaiola de passarinho, fundamentalmente inspirada nas formas e pinturas da arquitetura vernacular de Gana, (GONÇALVES; BODE, 2015).

Toda a sua volumetria e forma final foram definidas através dos estudos de estratégias de conforto ambiental.

Por estar localizado na cidade de Acra na África, região de savana, caracterizada por um clima tropical, com forte incidência solar, foi testada uma solução de sombreamento natural do edifício a fim de se proporcionar bons níveis de iluminação natural, sem o acréscimo da carga térmica de resfriamento e ofuscamento por insolação direta. Contudo, apesar da componente direta da radiação ter sido efetivamente bloqueada, a solução mais eficiente para lidar com os ganhos solares restantes da radiação difusa foi a especificação do vidro simples chamado de solar control glass, (GONÇALVES; BODE, 2015).

A figura 11 demonstra a quantidade de radiação global anual incidente em toda a fachada envidraçada. O dimensionamento da proteção solar foi resultado de um processo de simulações paramétricas, que teve como indicadores de desempenho a carga de pico de resfriamento e a demanda anual de resfriamento, como resultado dos prolongamentos horizontais da laje de cada pavimento, (GONÇALVES; BODE, 2015).

Figura 11 - Radiação solar global anual incidente ao longo das fachadas do projeto, calculada por meio de simulação computacional Fonte: BDSP Partnership

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A demanda energética de pico para o resfriamento ativo do ar interno afeta a capacidade e o dimensionamento do sistema, enquanto o consumo de energia anual propicia uma indicação geral da energia a ser consumida pelo edifício anualmente, que é associada às emissões de carbono.

Segundo Gonçalves e Bode (2015) é do conhecimento que a capacidade de um determinado projeto prover conforto térmico por meio da ventilação natural depende da carga de calor interno, da intensidade dos ganhos solares, da relação entre pé direito e profundidade da planta (que vai determinar o alcance do fluxo de ar que entra por uma abertura) e da área e posicionamento das aberturas. Dessa forma, a estratégia de climatização do projeto foi de modo misto, onde o condicionamento ativo é alternado com as horas de ventilação natural. Nem todas as esquadrias do edifício podem ser abertas, um conjunto selecionado de esquadrias externas e internas podem ser manualmente controladas com um sistema auxiliar de automação predial, que desliga o condicionamento ambiental no caso de uma janela ser aberta durante o período do condicionamento ativo.

O espaço do átrio tem um papel central na eficiência da ventilação natural dos ambientes de trabalho, que combina ventilação cruzada por efeito do vento com o efeito chaminé.

A direção sudoeste dos ventos predominantes foi explorada no desenho do átrio com o intuito de criar uma força de sucção para incrementar o efeito chaminé através do átrio e, consequentemente, a ventilação cruzada nos ambientes de trabalho (figuras 12 e 13). Diante disso, o setor sudoeste da cobertura do átrio foi mantido desobstruído para a saída do fluxo de ar interno, enquanto os demais lados da cobertura são controláveis a fim de evitar a entradas dos ventos predominantes, puxando a entrada do ar externo pelo pavimento térreo e as fachadas externas dos pavimentos de escritório, (GONÇALVES; BODE, 2015).

Figura 12 e 13- Isométrica de ventilação e iluminação natural, e isométrica de sistema de circulação natural Fonte: Archdaily (2015).

Além das lajes projetadas para evitar a incidência direta do sol na fachada envidraçada do edifício, também foram adotados detalhamentos e especificações de vidros que pudessem melhorar ainda mais o desempenho do projeto.

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A fim de cumprir com requisitos de proteção solar e acesso da luz natural, três soluções de projeto foram recomendadas para as diferentes fachadas do edifício, de acordo com a orientação e a localização no edifício (GONÇALVES; BODE, 2015): - Tipo 1: Fachada externa dos pavimentos de escritórios: minimização dos ganhos solares sem perder o aproveitamento da luz natural, por meio da aplicação de vidro simples com transmissão total da radiação global menor que 0,45 (g value) e transmissão luminosa maior que 0,7; - Tipo 2: a fachada interna dos pavimentos de escritório voltada para o átrio: maximizar a penetração da luz natural proveniente do átrio, sendo a luz natural a variável mais crítica do desempenho ambiental das fachadas internas. Aplicação de vidros simples de transmissão luminosa maior que 0,85; - Tipo 3: Fachada do pavimento térreo e do espaço de exposições: mesmos requisitos da fachada dos pavimentos de escritório, com vidro simples de transmissão total menor que 0,45 e transmissão luminosa maior que 0,7.

Figura 14 - Variação da luz natural nas fachadas internas do átrio em valores de FLN (fator de luz natural), em que a transmissão luminosa do vidro da cobertura do átrio é de 69% e a proporção de área envidraçada para a área total é de 80%, 60% e 40% Fonte: BDSP Partnership

Figura 15 - Variação da luz natural nas fachadas internas do átrio em valores de FLN, em que a transmissão luminosa do vidro da cobertura do átrio é de 50% e a proporção de área envidraçada para a área total é de 80% e 60%.

Fonte: BDSP Partnership

38 | ESTUDOS DE CASO: ONE AIRPORT SQUARE

Com as diferentes especificações de vidro para aprimorar o desempenho de cada uma das fachadas do edifício, se torna possível ampliar a eficiência do projeto e, em alguns casos, até reduzir custos.

Esse estudo de fachada demonstra como as análises de conforto ambiental em etapas preliminares do projeto pode impactar significativamente na eficiência final.

Na Figura 16 se tem a planta da solução final da cobertura do átrio central com o detalhamento da estrutura em T de sombreamento interno.

Esse desenho de cobertura foi desenvolvido através de testes e a análises paramétricas de forma a viabilizar que essa estrutura em vidro não gerasse um sobreaquecimento dentro do átrio do edifício, e pudesse ajudar no controle de temperatura e sombreamento do espaço interno do átrio e dos escritórios.

Figura 16 - (A) Planta da solução final da cobertura do átrio central, (B) com detalhe da estrutura em “T” de sombreamento interno Fonte: MCA

Conclusão Os estudos analíticos de desempenho ambiental desenvolvidos para o projeto do edifício de escritórios One Airport Square tiveram como objetivo encontrar um equilíbrio entre o controle da radiação solar e o aproveitamento tanto da luz como da ventilação natural, parâmetros que, em conjunto, influenciaram a solução final das fachadas do edifício. Diante desses experimentos, é possível observar como a forma arquitetônica pode ter um impacto significativo no desempenho ambiental do projeto, auxiliando na redução do gasto energético com meios ativos de resfriamento e promovendo ventilação natural ao conjunto.

O desempenho ambiental e as economias de energia estimados para o projeto levaram à conquista da certificação 4-Star do sistema de certificação ambiental de edifícios Green Star, a primeira desse sistema de certificação de edifícios a ser obtida por um projeto da Costa Oeste da África.

ESTUDOS DE CASO: ONE AIRPORT SQUARE | 39

Figura 17 - One Airport Square | Fonte: Archdaily.com

Figura 18 - Zaha Hadid | Fonte: Deezen.com

CAPÍTULO 2

A R Q U I T E T U R A

A L G O R Í T M I C A

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PROCESSOS DIGITAIS NA ARQUITETURA Por diversos momentos na história da humanidade, revoluções de ordem tecnológica provocaram transformações nas esferas econômicas, sociais e culturais, modificando profundamente a arquitetura e a maneira de se construir e entender as cidades ou até mesmo a distribuição espacial do homem e sua relação com a terra (LIMA; MORAIS, 2012).

Na década de 1960, as indústrias automotivas e aeroespacial foram as motivações para o desenvolvimento dos primeiros sistemas CAD (Computer-Aided Design - Desenho assistido por computador). Entretanto, é somente no anos 1980 que esses sistemas se consolidaram nos escritórios de arquitetura, devido principalmente, à nova acessibilidade aos computadores e à difusão de novos softwares (ISHII; PACHECO, 2014).

A introdução dos computadores e dos sistemas CAD aos escritórios de arquitetura, que até o momento só se utilizavam de desenhos feitos à mão, não foi aceita logo de início, ainda se era questionado sobre a real contribuição dessas novas ferramentas na quebra de paradigmas da arquitetura (NATIVIDADE, 2010). Mas com o reconhecimento do aumento significativo de produtividade na elaboração de desenhos técnicos e na manipulação de informações, os sistemas CAD começaram a ser amplamente difundidos e incorporados nos escritórios de arquitetura.

A ruptura fundamental ocorreu durante a década de 1990, quando o potencial de trabalho no mundo digital passou a ser explorado como ferramenta associada ao processo criativo. Desde o final dos anos 1980, alguns arquitetos como Marcos Novak, Greg Lynn, William Mitchell, Peter Eisenman e John Frazer iniciaram suas investigações sobre novas maneiras de criar formas arquitetônicas tendo as ferramentas digitais como principais protagonistas. Estes arquitetos descobriram que essas ferramentas forneciam novas operações sobre os objetos que o gestual da mão humana não conseguia reproduzir. A lógica dos sistemas também despertou questionamentos sobre a própria lógica da arquitetura até então encobertas pela aparente constância das ferramentas tradicionais de desenho e projetação (NATIVIDADE, 2010, p.108).

Entretanto, as ferramentas CAD disponíveis até então, só conseguiam operar seguindo as geometrias Euclidianas⁴, ou seja, objetos 2D ou 3D mas limitados a um plano de referência. O arquiteto Frank Gehry, em sua obra do museu Guggenheim de Bilbao construído em 1998 (figura 19), ampliou significativamente as possibilidades e o alcance que um arquiteto que se utilizasse de sistemas CAD aliado a outros softwares poderia ter, no que tange à viabilização da construção de formas extremamentes complexas e não-lineares, numa época em que a indústria era baseada principalmente na fabricação em série (MITCHELL, 2006).

Sua formas curvilíneas só foram possíveis pelo desenvolvimento de uma equipe de tecnologia dentro do escritório e a incorporação do software CATIA (Computer Aided Three-dimensional Interactive Application), que inicialmente era utilizado na indústria naval e aeroespacial, para o cálculo de geometria complexas em três dimensões. A viabilização da construção de tal obra, significou um enorme avanço no emprego de técnicas digitais na arquitetura, dando mais liberdade ao arquiteto na composição de geometrias complexas e na geração de formas, principalmente nos anos 2000 (NATIVIDADE, 2010).

⁴ Geometria baseada nos cinco axiomas e cinco postulados de Euclides.

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Figura 19 - Museu Guggenheim de Bilbao, Gehry and Partners Fonte: guggenheim-bilbao.eus

A partir desse período, outros escritórios como o do arquiteto Norman Foster (Foster + Partners), começaram a desenvolver equipes de tecnologia internas (Specialist Modeling Group - Grupo especialista em modelagem), buscando inovações através de pesquisas acadêmicas, estudos de conforto ambiental aplicados aos projetos de arquitetura e no desenvolvimento da modelagem de geometrias complexas, juntamente com estratégias de fabricação (FREIBERGER, 2007).

De acordo com o texto Parametric Modeling for Advanced Architecture (STAVRIC, MARINA, 2011), com o processo de revisão do Modernismo, os novos conceitos dominantes na arquitetura baseiamse na fenomenologia, confrontando-se diretamente com o funcionalismo e os modelos positivistas universais propostos antes pelo Modernismo. Com essa mudança de paradigmas e transcendência de novos conceitos na arquitetura, a interdependência da natureza inerente dos fenômenos da arquitetura e do processo de sua criação tornou-se um novo desafio.

Segundo Marcos Novak, a partir do seu artigo “Architectural Composition” (1988), os softwares também deveriam auxiliar na redefinição da vanguarda, pois até então, eles eram empregados para a solução de problemas funcionais e de representação, não explorando novos campos possíveis na arquitetura. O poder de processamento das máquinas já havia crescido substancialmente desde a década de 1960, portanto o problema era de ordem conceitual, ideológica, não tecnológica (NOVAK, 1988 apud SILVA, 2018)

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Nós podemos modelar a arquitetura. Podemos fazer computações sobre este modelo, calcular a estrutura, a iluminação, HVAC..., mas será que nós fizemos alguma coisa para projetar a arquitetura? O projeto arquitetônico assistido por computador nos ajudou a desenvolver ideias sobre arquitetura? (NOVAK, 1988 apud NATIVIDADE, 2010, p.109).

Para atingir esse objetivo, os softwares precisam processar fundamentos específicos da arquitetura, permitindo a manipulação da estrutura de composição arquitetônica e aspectos normativos (NOVAK, 1988 apud SILVA, 2018). No entanto, essa ruptura de paradigma só aconteceu após as novas ferramentas digitais incorporarem novas competências técnicas, através da substituição da geometria descritiva pela topologia⁵, da introdução da noção de parametrização (interação entre elementos do modelo) e da integração de relações temporais (modificação do objeto ao longo de um período). Os elementos arquitetônicos, em resumo, ao invés de serem representados como desenho, passaram a ser descritos por parâmetros matemáticos (SILVA, 2018).

A operação de modelos por meio da parametrização, o desenho de elementos não euclidianos com o auxílio do novo acervo de linhas NURBS (Non-Uniform Rational Basis Spline - Spline de base racional não uniforme) e a descrição destes elementos pela topologia foram os três princípios que oportunizaram as investigações de novos usos das ferramentas digitais para além da função de representação (NATIVIDADE, 2010 apud SILVA, 2018). Alguns arquitetos como Peter Eisenman, Frank Gehry, Norman Foster e Zaha Hadid, tiveram um importante papel na evolução dos softwares voltados à arquitetura.

Estas novas possibilidades devem levar os profissionais da área à uma reflexão sobre sua formação e atuação no contexto atual. A existência de uma linguagem computacional de um projeto seguramente eficiente e potencialmente útil, e seus novos modelos, obriga a uma revisão da metodologia tradicional de trabalho e a reformulação das atuais técnicas de ensino de projeto e representação gráfica (LIMA; MORAIS, 2012). Essa nova geração de ferramentas se caracteriza por duas principais categorias de softwares: os aplicativos de modelagem paramétrica e os sistemas paramétricos de projeto (ferramentas BIM - Building Information Modeling - Modelagem da Informação da Construção, em português) (SILVA, 2018).

Figura 20 - Cúpula de Reichstag em Berlim, Foster and Partners Fonte: Archdaily, 2019 ⁵ Ramo da matemática que estuda a estrutura do objeto através de suas propriedades, e não por sua geometria.

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ARQUITETURA ALGORÍTMICA E MODELAGEM GENERATIVA

Segundo o filósofo Vilém Flusser (FLUSSER, [19_?]) e citando a reportagem da revista Select (BEIGUELMAN, 2015), sem código não há possibilidade de cultura, pois os códigos são o instrumento mais poderoso criado pelo homem para superar, por meio da tecnologia, nossas limitações em relação ao mundo natural. O crescimento intelectual do homem do ponto de vista de Flusser, está diretamente relacionado à capacidade de transgredir a natureza, criando estratégias de abstração de seu próprio corpo animal e demandando mais e mais educação e preparo crítico. São eles, afinal, que permitiram, por meio da escrita e das imagens, que se elaborassem os primeiros registros e as interpretações da história e que se expandissem as fronteiras do imaginário por meio da arte e da ciência.

A partir da primeira década deste século, a parametrização se consolidou nos softwares de arquitetura através dos sistemas BIM (BOSI; MASSARA, 2011) que rapidamente ganharam força dentro dos escritórios de arquitetura e engenharia civil. A linguagem BIM tem o potencial de elevar as informações de caráter prático e tecnológico a um novo patamar nos processos de projeto em arquitetura, agregar valor performático aos espaços e ambientes, e redefinir o papel do arquiteto enquanto profissional multidisciplinar no campo das ciências sociais aplicadas (BOSI; MASSARA, 2011).

De acordo com Mitchel (2005 apud BOSI; MASSARA, 2011), podemos dizer que enquanto arquitetura tradicional era a materialização de desenhos realizados sobre o papel, a arquitetura contemporânea é a materialização das técnicas digitais que permitem a concepção de objetos com alto nível de complexidade. Foram essas mudanças e suas novas possibilidades que criaram o movimento da não-estandardização da arquitetura, como dito anteriormente, a qual se tornou viável com o incremento dos recursos digitais aplicados ao projeto e à produção (SCHODEK; BECHTOLD; GRICCS, 2005).

Com o BIM, um único modelo digital seria capaz de avaliar os possíveis conflitos entre o projeto arquitetônicos e os projetos complementares, gerenciando cada tipo de componente dentro de uma rede de complexidades construtivas que abarcam: instalações, revestimentos, circulações, estruturas, custos, gastos e duração dos processos, além de possibilitar o compartilhamento dinâmico de informações entre os diversos envolvidos com a produção do espaço arquitetônico (BOSI; MASSARA, 2011).

A modelagem digital e visualização dos edifícios arquitetônicos se tornou o benchmark no trabalho dos arquitetos e é indispensável na educação do mesmo. Os programas 2D originalmente usados para o desenho arquitetônico do tipo CAD, estão sendo então substituídos por softwares 3D inteligentes baseados em modelagem paramétrica.

A incorporação de ferramentas digitais nos processos de projeto e produção se estabeleceu nas últimas décadas como um dos principais direcionadores da arquitetura contemporânea (CASTLE, 2013). As tecnologias digitais vêm se tornando importantes, possibilitando uma representação gráfica mais ágil e precisa, assim como auxiliando nas decisões de projeto, através da integração de recursos como modelagem paramétrica e simulação computacional (DUNN, 2012), facilitando a concepção, representação e avaliação de formas complexas (não ortogonais).

Além disso, variabilidade de soluções proporcionada pela modelagem paramétrica facilita que

46 | ARQUITETURA ALGORÍTMICA E MODELAGEM GENERATIVA

sejam avaliadas diversas alternativas de projeto antes da escolha de uma solução definitiva (KOLAREVIC; MALKAWI, 2005), situação onde a simulação computacional pode ser integrada como importante ferramenta de auxílio a tomadas de decisão. (CARTANA; PEREIRA; MAYER, 2017).

Figura 21 - Gráfico comparativo entre a relação tradicional de trabalho e a relação circular potencializada pelos softwares BIM Fonte: Garber (2009).

No entanto, do desenvolvimento do design digital não se obteve simplesmente a modelagem paramétrica, tomou um passo adiante em direção aos algoritmos evolutivos, dando origem a softwares como o Grasshopper, que viabilizam a conexão direta com modelos 3D e modelagem paramétrica (Rhinoceros + Grasshopper).

Até então, um modelo digital envolvia a definição de elementos espaciais (sólidos ou superfícies planas). Cada alteração que fosse feita no design ou no projeto, acarretava na alteração manual de cada um desses elementos individualmente, que muitas vezes eram dependentes de outros elementos (como no caso do BIM). Com tais alterações, se era necessário readaptar, escalonar e reorientar cada elemento individualmente, consumindo muito tempo.

De modo geral, dois princípios básicos podem ser destacados quando se trata desse tipo de processo de design. o primeiro princípio é a modelagem associada, ou seja, a construção sintética de uma estrutura baseada no funcionamento hierárquico dos objetos e suas interdependências. O segundo é o princípio gerador, em que uma solução é selecionada entre muitas configurações 3D disponíveis representando a configuração ideal. O critério de seleção para a configuração ideal pode ser técnico ou estético (STAVRIC; MARINA, 2011).

São esses princípios citados por Stavric e Marina (2011) que dão origem à ideia de Modelagem Associada e Modelagem Generativa, respectivamente.

A Modelagem Associada se refere ao método no qual os elementos são conectados em uma ordem fixa, a qual produz o resultado base para produzir uma nova ordem, ou seja, esse método de design extrai os parâmetros requeridos das estruturas projetadas e os manipula usando os algoritmos

ARQUITETURA ALGORÍTMICA E MODELAGEM GENERATIVA | 47

certos (STAVRIC; MARINA, 2011).

Na Modelagem Generativa, ao invés de desenhar/modelar a estrutura, são utilizados números como dados de input, ou seja o design é feito através de operações matemáticas. Através desse método, todas as geometrias geradas são facilmente adaptáveis à novas variáveis e a novos inputs (STAVRIC; MARINA, 2011).

A modelagem que combina o uso de associações e modelos generativos é chamada de modelagem algorítmica generativa, pois se utiliza de algoritmos para gerar objetos como é o caso do Grasshopper com sua interoperabilidade com o Rhinoceros 3D, atrelando programação a um software de modelagem.

Entretanto, os softwares de modelagem generativa que se utilizam de linguagem de programação computacional não exigem um conhecimento prévio nessa área, pois foram desenvolvidos de modo que designers consigam gerar uma enorme variedade de formas complexas passíveis de serem alteradas e reconfiguradas de forma intuitiva.

Utilizando o plug in Grasshopper como exemplo, toda a programação é feita através de “pilhas” ou “baterias” que contém algum tipo de informação e, quando conectadas umas às outras, geram um fluxo de informações que resulta em elementos 3D dentro do Rhinoceros. Desta forma, é possível fazer uma extensa e complexa programação sem escrever uma única linha de código.

Figuras 22 - Modelagem de uma ponte utilizando o Grasshopper, na qual todos os parâmetros podem ser alterados livremente, viabilizando testar diferentes propostas através da mesma linha de código.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

Na era da arquitetura paramétrica não-estandardizada, matemática e geometria representam o núcleo do processo de design, tendo o papel central desde a procura pela forma até o processo de manufaturamento e prototipagem dos elementos arquitetônicos (STAVRIC; MARINA, 2011). É provável que o futuro caminhe para a união do BIM do a modelagem algorítmica. Os softwares BIM Autodesk Revit e o Archicad já incorporaram sistemas de modelagem algorítmica em sua interface, o Dynamo e o Grasshopper Live Connection respectivamente, incorporando a programação para manipular geometrias paramétricas carregadas de informação.

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MODELAGEM PARAMÉTRICA E SUSTENTABILIDADE O código de programação está para as linguagens de programação como a palavra está para a comunicação verbal. A matemática é modo que o homem encontrou para pode entender e decifrar a natureza, fator que, no ramo da arquitetura, pode ampliar o modo como uma edificação responde ao meio em que está inserida.

“A matemática é a única linguagem que temos em comum com a natureza” - Stephen Hawking. É através do domínio dos processos paramétricos na arquitetura que se tornou possível associar os modelos às análises ambientais, climáticas, e adicionar parâmetros referentes à sustentabilidade de maneira integrada, abreviando o tempo empenhado no desenvolvimento de um projeto, além de possibilitar a criação e construção de modelos complexos não-uniformes, (QUEIROZ; DANTAS; NOME, 2015).

Com o avanço dos softwares de parametria e modelagem algorítmica, os métodos projetuais que exploram diversas configurações e desenvolvimento de várias formas para se tomar uma decisão estão cada vez mais presentes na arquitetura e nas decisões acerca do conforto ambiental do ambiente. Ou seja, o processo projetual passa a ganhar novas etapas, adicionando as informações computacionais na fase de decisão do partido e conceitos de projeto, permitindo otimizar recursos ambientais e torná-los mais presentes nos projetos (BINI; GALAFASSI, 2017).

Esta oportunidade de integrar plenamente simulações no início do processo projeto provoca uma transição de um processo de projeto que era tradicionalmente um processo de “tomada de forma” a um processo que combina a “tomada de forma” e a “descoberta da forma” (QUEIROZ; DANTAS; NOME, 2015).

Nesses novos modelos integrados, as questões referente ao desempenho passam a ser restrições integradas ao modelo de projeto (QUEIROZ; DANTAS; NOME, 2015), é diante dessa possibilidade que a ideia de edificações do tipo ZEB começa a ganhar mais força. O próprio arquiteto pode, por contra própria, tomar decisões atreladas à sustentabilidade e estudar diferentes variáveis no projeto para se ter a melhor eficiência possível com auxílio desses novos softwares. Se tornou possível que o próprio arquiteto teste, por exemplo, diferentes configurações e formatos de brises em uma fachada, além de poder extrair dados técnicos da real eficiência dessas soluções de maneira otimizada e integrada.

Vários plugins como o LadyBug Tools e o DIVA para Grasshopper incorporam arquivos bioclimáticos e possibilidades de simulações climáticas dentro do modelo digital, viabilizando análises como de insolação, ventilação, iluminação. Além disso, permitem associar essas análises às geometrias programadas.

Utilizando como exemplo o estudo desenvolvido no artigo “Projetando uma envoltória otimizada a partir de processos paramétricos e algorítmicos” (2015), três modelos de brises foram desenvolvidos, cada um com um ângulo específico de acordo com as análises feitas com a carta solar do local, e alocados na fachada do projeto parametricamente, ou seja, o próprio software dispões os modelos ao longo da fachada da maneira mais eficiente possível e ainda enumera diferentes soluções com diferentes resultados, cabendo ao arquiteto escolher a que melhor se aplica ao seu projeto

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Autores como Tizani e Mawdesley (2011) demonstram que a integração de conhecimentos multidisciplinares em um único modelo de desempenho paramétrico é um dos aspectos identificados como sendo de importância, pois facilita processos interdisciplinares reforçando o papel do arquiteto como um agente interdisciplinar, que precisa ser capaz de manipular e analisar os dados obtidos através das simulações digitais para produzir uma arquitetura ambientalmente mais eficiente.

Segundo Shi e Yang (2013), a metodologia convencional de projeto em arquitetura não é totalmente eficaz na busca da relação entre projeto (forma) e performance, sendo necessário desenvolver e aperfeiçoar o projeto baseado na análise de desempenho de maneira mais científica (QUEIROZ; DANTAS; NOME, 2015).

Figura 23 - Três configurações diferentes dos brises propostas a partir da leitura da carta solar do local de estudo.

Fonte: QUEIROZ; DANTAS; NOME, 2015

Figura 24 - Escala de cores mostrando quantidade de radiação incidente na fachada antes da aplicação dos brises (esquerda) e depois da aplicação dos elementos de sombreamento paramétricos (direita).

Fonte: QUEIROZ; DANTAS; NOME, 2015

Figura 25 - Resultado formal em pontos de vista sequenciados.

Fonte: QUEIROZ; DANTAS; NOME, 2015

CAPÍTULO 3

M A D E I R A

Figura 26 - Wood | Fonte: Wallup.net

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INTRODUÇÃO Como a arquitetura generativa se baseia em cálculos e análises para se obter as melhores e mais eficientes soluções para uma edificação, também se tem atrelado a esse tema, a sustentabilidade no que tange à eficiência energética e ambiental. Portanto, a meu ver, quando se busca eficiência, o tema da sustentabilidade deve estar intrinsecamente ligado à essa prática projetual, inclusive no processo construtivo, na materialidade e até na obra. É nesse cenário que entra o uso da madeira por ser um material extremamente versátil, em sua forma pré-fabricada (o que evita poluição sonora e produção de lixo in loco), leve (possibilitando o fácil manuseio e montagem), reciclável e sustentável se proveniente de fontes certificadas.

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HISTÓRICO DA MADEIRA NA CONSTRUÇÃO Desde o início, a civilização humana sempre se viu conectada ao uso da madeira. Os povos mais antigos já a utilizavam como ferramentas e para montar suas moradias, por ser um material versátil e de fácil obtenção.

A madeira foi o material que possibilitou a adaptação do ser humano em diferente cenários ao redor do mundo, além de que, combinada a outros materiais como barro, palha, pedra e ferro, consegue atender a praticamente todas as necessidade humanas, desde a construção de barcos a planadores. Já no campo da arquitetura, algumas civilizações se destacaram fortemente pelo uso da madeira em suas construções como é o caso do Extremo Oriente, com uma arquitetura leve e que é feita para suportar os terremotos frequentes, portanto é feita de encaixes precisos e resistentes, e a arquitetura nórdica/escandinava que é caracterizada pela construção de estruturas principalmente em madeira para isolar o frio, devido às propriedades térmicas desse material, (FERREIRINHA, 2015).

Com a evolução da tecnologia e das demandas do ser humano ao longo do tempo, foi necessário desenvolver novas tecnologias aplicadas à madeira, de forma a aumentar sua resistência, permitindo construções maiores e mais complexas.

Segundo o material publicado pela Revista da Madeira (2010), o início do século XIX o coronel Emy, na França, introduziu o conceito de vigas compostas por lâminas de madeiras sobrepostas, unidas por pregos e cintas metálicas permitindo vencer vão maiores, uma vez que se era minimizado os esforços perpendiculares às fibras de madeira, os quais prejudicam muito a eficiência desse material. Entretanto somente em 1901, o alemão Friedrich Otto Hetzer teve a ideia de substituir as conexões metálicas por uma cola de alta resistência derivada do leite: a caseína, dando origem assim à Madeira Laminada Colada ou MLC, a primeira variação de madeira engenheirada como conhecido atualmente.

Em 1934, nos Estados Unidos, o alemão Max Hanisch projetou o edifício do Laboratório de Produtos Florestais, utilizando de vigas e arcos de madeira laminada colada. Foram efetuados diversos ensaios no material para poder entender melhor e estudar suas características e resistências, esses ensaios foram o que posteriormente permitiram a aceitação do MLC na construção civil.

No entanto, somente em 1940, com o aparecimento das colas sintéticas, ocorreu um grande desenvolvimento no sistema MLC, passando a ser utilizado também em estruturas que demandam grande resistência e durabilidade como pontes.

A madeira mais utilizada para o MLC é o Pinheiro Americano (conhecida como Pinus devido ao seu nome científico Pinus Elliottii) por ser encontrada em abundância nos países do hemisfério norte, onde havia a maior demanda de construções em madeira e permitia com maior facilidade o reflorestamento.

A indústria da madeira laminada colada, atualmente, se encontra extremamente desenvolvida em países da América do Norte e da Europa, na qual, somente na França chegou a existir mais de 40 indústrias trabalhando na fabricação de estruturas de MLC. O seu emprego vai desde pequenas passarelas, escadas e abrigos até grandes estruturas concebidas sob as mais variadas formas estéticas. Juntamente ao MLC outros tipos de madeira trabalhada industrialmente foram surgindo

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Figura 27, 28 e 29 - Royal Navy, poder naval britânico feitos, grande parte, em madeira (27); oca indígena em madeira (28) e arquitetura tradicional japonesa (29).

Fonte: Pinterest.com; Revista Navigator (2020); Viva Decora (2018)

56 | HISTÓRICO DA MADEIRA NA CONSTRUÇÃO

possibilitando aperfeiçoar esta indústria então crescente e suprimir mais demandas do campo da construção, sendo principalmente o CLT (Madeira Laminada Cruzada ou Cross Laminated Timber) e o LVL (Madeira Microlaminada ou Laminated Veneer Lumber, em inglês).

De acordo material retirado do site da Crosslam (DIAS, 2018), empresa específica na fabricação de madeira engenheirada, o desenvolvimento do CLT, se deu no início na década de 1990, motivado pela necessidade da indústria madeireira em agregar valor às placas de madeira serrada, que adicionado à sua aplicação na engenharia, fez com que o produto se tornasse uma opção competitiva no mercado da construção civil.

Ainda de acordo com Dias (2018), em 1981 o termo “Brettsperrholz” foi usado pela primeira vez pelos engenheiros alemães Dröge e Stoy, para designar painéis colados cruzados para pontes tecnologia a qual, teve seu desenvolvimento inicial primeiramente na Alemanha, Áustria e Suíça.

Foi posteriormente traduzido para o inglês “Cross Laminated Timber” pelo professor Gerhard Schickhofer e Hasewend em 2000. Porém, existem estudos indicando que placas de madeira laminada colada cruzada já haviam sido usadas no início do século XIX, mais precisamente em 1908 por Schuchow e Kalep. O registro da primeira estrutura em CLT no mundo, uma pequena residência, se deu em 1993 feita por Schuler e Guyer. O CLT como conhecemos hoje, de forma engenheirada, teve sua primeira construção, também residencial em 1995, feita por Moser.

No entanto, as diretrizes de regulamentação da madeira engenheirada na construção civil demoraram para entrar em vigor. Dia (2018) afirma que sua normatização na Europa começou a ser implantada em 1998, mas só foi aceita em 2008. A norma que regulamenta a produção de CLT (EN 16351) foi lançada em 2014 e atualmente o CLT também deve entrar entrar para o Eurocode 5. No Brasil as estruturas de madeira são regulamentadas pela NBR 7190, baseada nas diretrizes européias.

Figura 30 - Crescimento do CLT em m3 ao longo dos anos Fonte: Plackner, 2014

Já o LVL, estima-se que tenha sido utilizado pela primeira vez na confecção de hélices de avião durante a Segunda Guerra Mundial, entre outras peças de alta resistência de aeronaves.

Na década de 1960, empresários norte americanos colocaram no mercado da construção civil, vigas compostas de madeira do tipo Viga-I (LVL, 2009). Estas representavam um produto que podia suportar mais carga em relação ao seu próprio peso do que qualquer outro material existente até

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então. O produto foi um sucesso em virtude do baixo peso, alta resistência e a habilidade em vencer grandes vãos, representando um substituto ideal para as vigas de madeira maciça (LVL, 2009).

Entretanto, a produção destas vigas de alta qualidade dependia de uma adição de madeira serrada de alta resistência, o que era complicado devido ao fato da madeira não ser tão uniforme (LVL, 2009). Como solução encontrada, foram desenvolvidas peças de madeira através da colagem de folhas de 2,54 mm, dando origem ao que se conhece hoje como LVL. Este material passou a ser comercializado na composição de vigas e como peças inteiriças (LVL, 2009).

No cenário brasileiro, ainda existem poucas indústrias que trabalham com esse tipo de madeira, com um preço pouco competitivo em relação aos demais materiais como aço e concreto. A primeira indústria de Madeira laminada colada brasileira, a Esmara Estruturas de Madeira Ltda., foi fundada em 1934 em Curitiba/PR. Hoje em dia já se tem em andamento diversos projetos de edifícios inteiros construídos apenas com madeira ou com estrutura mista de madeira, envolvendo também aço e concreto.

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MADEIRA ENGENHEIRADA A madeira tem cada vez se provado como o material construtivo mais promissor, e aliado ao aço e o concreto em estruturas mistas, está possibilitando obras mais rápidas e mais limpas. Esse material pode ser utilizado estruturalmente de duas formas: em sua forma bruta, apenas com tratamentos para evitar seu desgaste ao longo do tempo e engenheirada, ou seja, trabalhada industrialmente focando em uma melhor performance, podendo ser encontrada com diversas variantes, sendo as principais (figura 31): A

B

C

D

E

F

G

Figura 31 - Madeira Laminada Colada (A); Madeira Laminada Pregada (B); Madeira Laminada Cavilhada (C); OSB (D); Painéis Aglomerados de Madeira Colada (E); Madeira Laminada Cruzada (F); Madeira Micro-Laminada (G).

Fonte: CROSSLAM, 2020.

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Entretanto de todas as variações disponíveis, as que apresentam maior relevância no mercado de madeira engenheirada atualmente são o CLT, MLC e LVL. A madeira engenheirada possibilitou um significativo avanço na construção em madeira ao redor do mundo, consolidando esse material como sendo tão eficiente e competitivo como o aço e o concreto, além de permitir a construção de edifícios altos utilizando exclusivamente esse material (DIAS, 2018).

CLT De acordo com Crosslam (2016c), o CLT consiste na sobreposição de lâminas de madeira maciça coladas com adesivo estrutural e à prova d’água em sentidos opostos e alternados para alcançar o melhor uso das propriedades estruturais dos painéis de madeira, uma vez que, a distribuição de força ao longo das fibras da madeira ocorre em ambos os sentidos, eliminando qualquer retração significativa ou deformação dos painéis. É utilizado para painéis de lajes e paredes, possibilitando a construção de todos os tipos de projetos, desde residências a edifícios de múltiplos pavimentos, e pode inclusive, ser utilizado no núcleo rígido desses edifícios, como é o caso do edifício Forte Living em Melbourne na Austrália, projetado pelo arquiteto Andrew Nieland (figura 32).

Figura 32 - Edifício Forte Living em Melbourne na Austrália, com toda sua estrutura em paineís CLT. Fonte: Vale do Cedro, 2019

Os painéis CLT são compostos sempre por um número ímpar de camadas (3, 5 ou 7 camadas), com espessura variando entre 57 e 250 mm e são processados (cortado, fresado e usinado) através de uma máquina CNC (Computer Numeric Control). O acabamento das placas é realizado através de um micro aparelhamento e lixamento, podendo até ser explorado como acabamento final do projeto, desde que voltado para face interna, pois a madeira estrutural deve sempre evitar o contato direto com o meio externo para evitar acúmulo de umidade dentro das fibras das peças, fator que com o tempo, pode comprometer sua resistência, visto que capacidade estrutural é inversamente proporcional à porcentagem de umidade da madeira (CROSSLAM, 2016c).

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Utilizando-se da lógica CAD/CAM (computer-aided design ou Desenho Assistido por Computador e computer-aided manufacturing ou Manufatura Assistida por Computador) de produção, toda a obra é previamente planejada e as peças são pré-fabricadas, tendo assim obras mais eficientes, rápidas e limpas, uma vez, que a estrutura só é montada in loco. Nenhum tipo de corte das peças estruturais é feito em obra, todas as aberturas e recortes são previamente feitos nas peças na própria fábrica, o que é possível graças ao sistema BIM (CROSSLAM, 2016a).

Figura 33 - Montagem de uma estrutura com painéis de parede e laje em CLT. Fonte: CROSSLAM, 2016a

MLC Segundo o engenheiro especializado em estruturas de madeira, Alan Dias (2018), no caso do MLC (Madeira Laminada Colada) ou GLULAM (Glued Laminated Timber) diferentemente do CLT, as lamelas de madeira são coladas de modo a nunca coincidir os anéis de crescimento, as fibras ficam dispostas paralelas entre si, a fim de se deixar a peça mais estável, invertendo os anéis se evita que a peça sofra flexão e tenha uma força estrutural muito maior no sentido das fibras, possibilitando vencer grandes vãos. É ideal para vigas, pilares, coberturas, passarelas e escadas.

Figura 34 - Viga de Madeira Laminada Colada Fonte: mdefusta.com

As estruturas em MLC podem cobrir grandes vãos sem apoio intermediário com peças mais esbeltas em comparação a outros materiais como aço e concreto, pelo fato da madeira ter um peso específico muito menor que esses materiais, (figura 35 e 36).

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Figura 35 e 36 - Comparação entre madeira tipo Pinus e sistemas construtivos de aço e concreto, acerca das propriedades módulo de elasticidade e resistência à compressão.

Fonte: CROSSLAM, 2020

Figura 37 - Pré-dimensionamento viga de aço.

Fonte: Pravía, 2002

Figura 38 - Pré-dimensionamentos viga de concreto.

Fonte: Pravía, 2002

Figura 39 - Pré-dimensionamentos viga de madeira.

Fonte: Pravía, 2002

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Comparativos entre os pré-dimensionamentos de aço (figura 37),madeira (figura 39) e concreto (figura 38), evidenciando como a madeira pode vencer maiores vão com vigas mais esbeltas, sendo muito semelhante ao aço.

Estimando, por exemplo, um vão ser vencido de 12m, a viga de concreto necessitaria de uma altura entre 0,70 a 0,90m enquanto que esse mesmo vão em uma viga de madeira ou de aço, necessitaria de uma altura de viga entre 0,50 e 0,70m.

LVL De acordo com Crosslam (2020), a opção do LVL (Laminated Venner Lumber) ou Madeira Micro Laminada também é muito usada para vigas e pilares. O LVL também pode ser utilizado em conjunto com o MLC em vigas que possuem muitos furos para passagem de instalações para reforçar o seu núcleo em decorrência destas aberturas ao longo da viga.

Figura 40 - Vigas de LVL, se pode notar como as lamelas são significativamente mais finas em relação ao MLC Fonte: DIAS, 2019

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VANTAGENS DA MAEIRA ENGENHEIRADA Biofilia Diante do desenvolvimento da civilização, se tem notado um distanciamento cada vez maior da natureza, as construções e o desenvolvimento tecnológico tomou conta da paisagem nas grandes cidades, sobrando pouco espaço para o verde. O termo ‘biofilia’ é traduzido como ‘amor às coisas vivas’ no grego antigo (philia = amor a / inclinação a). O termo foi usado pela primeira vez pelo psicólogo Erich Fromm em 1964 e posteriormente popularizado no anos 1980 pelo biólogo Edward O. Wilson, detectando como a urbanização começou a promover uma forte desconexão com a natureza, (O GLOBO, 2013).

A biofilia vem sendo gradualmente introduzida à arquitetura e ao design de interiores, sendo uma teoria que defende que, ao longo da evolução humana, fomos programados para amar tudo o que é vivo, em vez de objetos, e, por isso, a natureza simplesmente nos faz sentir melhor (O GLOBO, 2013).

A principal estratégia é basicamente incorporar as características da natureza em meio à construção, como água, vegetação, luz natural e elementos como madeira e pedra. O uso de formas e silhuetas botânicas em vez de linhas retas é uma característica fundamental em projetos biofílicos, além de estabelecer relações visuais, por exemplo, entre luz e sombra.

Ainda citando a reportagem do O Globo (2013), com a decorrência desse distanciamento da natureza, no campo da construção civil, alguns arquitetos e designers começaram a tentar trazer de volta o contexto da natureza para dentro das edificações. Parques, jardins, flores, fitocidas (substâncias produzidas por plantas contra micro-organismos) têm efeitos benéficos em humanos conta Yoshifumi Miyazaki, codiretor do Centro para Meio Ambiente e Saúde da Universidade de Chiba, no Japão.

Cientistas de diversos países, como Holanda, Reino Unido e Japão perceberam que, ao entrar em contato com o verde, o corpo humano logo responde, de forma sutil, com pressão mais baixa e maiores níveis de glóbulos brancos (responsáveis pelas defesas do organismo), entre outros fatores que, inclusive, ajudam a melhorar a produtividade e a redução do estresse em ambientes de trabalho (O GLOBO, 2013).

Há também estudos que demonstram os benefícios de se viver perto da natureza. Em uma pesquisa que acompanhou 350 mil pessoas, a pesquisadora Jolanda Maas, do Centro Médico Universitário de Amsterdã, concluiu que, quando 90% da área ao redor da residência é de verde, 10,2% dos moradores não se sentem saudáveis. Já quando 10% da área ao redor é de natureza, 15,5% relatam problemas de saúde. A relação com a natureza pode inclusive ajudar na prevenção de doenças mentais: pessoas que vivem próximas da natureza teriam 21% menos chances de desenvolver depressão (O GLOBO, 2013).

Em propostas arquitetônicas na qual se tem a madeira, seja estruturalmente ou não, aparente e presente no design, também remete ao conceito de biofilia e, atrelada a uma boa iluminação natural, as pessoas se sentem bem e mais confortáveis, inclusive os funcionários das fábricas onde as peças são produzidas.

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Figura 41 - Escritório com estrutura de madeira aparente Fonte: Archdaily, 2020

Resistência ao fogo Em relação a resistência ao fogo, o desempenho de incêndio do CLT é melhor do que qualquer outro sistema de construção de madeira, concreto ou aço, desde que devidamente calculado na fase de projeto (DIAS, 2018). A baixa área de superfície e o ambiente hermético, em comparação com a construção de madeira padrão, também ajudam a inibir o crescimento de incêndio em um espaço contido, limitando o combustível disponível. Mesmo um painel instalado normalmente sem revestimento algum não permite que o fogo queime livremente, pois a madeira possui um “sistema de proteção” natural que, ao entrar em combustão, cria uma cápsula de carbono que impossibilita a entrada de oxigênio no núcleo da madeira, isso permite que um lado do painel esteja próximo de 1000 °C, enquanto o outro lado está na temperatura ambiente, de acordo com experimentos e testes de prova feitos pela Crosslam, nos quais a estrutura do corpo de prova ficava quase que intacta após ser incendiada (DIAS, 2018).

Figura 42 - Recorte de uma peça estrutural de MLC queimada em um ensaio em laboratório, evidenciando como a capa carbonizada protegeu o núcleo durante da peça.

Fonte: structuremag.org

Sustentabilidade De acordo com IPCC (2007), a construção civil é responsável por até 30% das emissões de gases de efeito estufa (GEE). Na fabricação de cimento, por exemplo, o principal gás emitido é o CO2,

VANTAGENS DA MADEIRA ENGENHEIRADA | 65

liberado na chamada calcinação, etapa na qual o calcário é transformado em óxido de cálcio (cal virgem), e também na queima de combustível fóssil nos fornos (MAPA DA OBRA, 2016). No entanto, a madeira é um material de fonte renovável e a sua produção tem uma pegada de carbono relativamente baixa em relação ao aço e concreto, uma vez que as árvores conseguem capturar CO2 do ar durante toda a sua vida útil, na relação de 1 tonelada de CO2 sequestrado a cada 1m³ de madeira produzido (CROSSLAM, 2018).

Em relação às tecnologias construtivas industrializadas, a construção com madeira demonstra uma expressiva redução na produção de resíduos nos canteiros de obra e na utilização de água, sendo significativamente menos poluente que o concreto e o aço, pois as peças vem pré-fabricadas e no canteiro só é realizada a montagem (CROSSLAM, 2018).

Com programas de certificação como o PEFC (Programme for the Endorsement of Forest Certification) e FSC (Forest Stewardship Council), se consegue verificar que a origem da madeira engenheirada vem de áreas agrícolas reflorestadas, mantendo-se a conservação da diversidade biológica e a capacidade produtiva dos ecossistemas florestais, além da manutenção dos solos e recursos hídricos (CROSSLAM, 2016).

Resistência O advento da madeira engenheirada permitiu que a madeira seja usada em prédios nunca vistos antes, como por exemplo os de 30 andares, nos quais a madeira nunca tinha sido adequada anteriormente. A laminação cruzada permite que as lamelas percam sua fragilidade individual e componham um único sistema de painel com propriedades de resistência mais próximas à do concreto que à da madeira original. Diante do cruzamento dos painéis no CLT também se torna possível, balanços, vãos livres e cargas podem ser projetados em qualquer direção, em vez de apenas um, oferecendo novas possibilidades de design (DIAS, 2018).

Sísmica A madeira apresenta a combinação ideal à prova de terremotos: combinação de força, ductilidade e baixa densidade. As propriedades de alta resistência em relação ao peso diminuem as forças sísmicas que atuam contra a estrutura, tornando esses edifícios extremamente seguros, ao mesmo tempo em que permitem fundações menores. Um edifício de 7 andares de CLT foi vibrado pela maior mesa de testes de terremoto do mundo no Japão em 10 terremotos de graus distintos e sobreviveu perfeitamente intacto. Os andares de CLT em um arranjo teórico de 24 andares mostraram reduzir a carga sísmica em 50% em comparação com o concreto armado (DIAS, 2018).

Isolamento Térmico A madeira apresenta o sistema de construção ideal para a arquitetura passiva, que não exigem sistemas de aquecimento. Ela pode manter 90% do ar aquecido que escapa das casas normais. O CLT é perfeitamente adequado para projetos da metodologia alemã conhecida “passivhaus” (casas passivas) que são tão eficientes em isolar uma casa que eles não precisam de nenhum sistema de aquecimento, por formar um sistema hermético no interior dos ambientes (CROSSLAM, 2018).

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ANÁLISE ESTRTUTURAL DA MADEIRA Anisotropia da madeira A madeira é um exemplo de material anisotrópico⁶ com as suas propriedades mecânicas a dependerem da disposição das suas fibras. A madeira se expande ou se retrai de forma diferente, dependendo das variações de umidade no ambiente, fator que pode prejudicar sua performance como elemento estrutural caso não seja tratado corretamente (DIAS, 2016). No sentido longitudinal ao eixo de uma tora, por exemplo, a variação é mínima (0,1%); no sentido tangencial, é máxima (até 10%), e no sentido radial, cerca de 5% (CROSSLAM, 2020).

Figura 43 - Fibras da madeira sendo analisadas através de um microscópio eletrônico Fonte: scielo.mec.pt

Por ser composta de fibras, a madeira está sujeita a deformação lenta ou fluência quando exposta à grandes cargas por longos períodos de tempo. No caso de cargas axiais em pilares, há o encolhimento dessas peças, e no caso das vigas, há deformação no banzo superior (DIAS, 2020). Na figura 44 a compressão paralela (exemplo 1) há a tendência se de encurtar as células da madeira ao longo do seu eixo longitudinal. Na compressão normal (exemplo 2) se comprime as células da madeira perpendicularmente ao eixo longitudinal. Na compressão inclinada (exemplo 3) a força age tanto paralela como perpendicularmente às fibras.

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Figura 44 - Três exemplos de a madeira é afetada nos diferentes sentido de compressão.

Fonte: RITTER, 1990 ⁶ Anisotropia é a característica que uma substância possui em que certa propriedade física que pode variar de acordo com a direção.

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Segundo Crosslam (2016a), o processo de fabricação é feito em 6 etapas: SECAGEM A madeira é seca em estufa até se obter um teor de 12% +/-2% de umidade, sendo o adequado para a aderência entre as lamelas e evitando posteriores variações de tamanhos e fendas.

OTIMIZAÇÃO/DEFEITOS A matéria prima passa por uma avaliação de qualidade para se corrigir ou retirar quaisquer defeitos que possam prejudicar a peça.

FINGER JOINT As peças são então fresadas em “finger joints”, possibilitando a emenda das mesmas dentro das especificações desejadas e características visuais especificadas, a fim de se obter o resultado final de desempenho e visual do painel.

MONTAGEM Os painéis são montados e as lamelas colocadas lado-a-lado (até atingir o comprimento e largura desejados) para formar camadas de madeira maciça. Cada camada sucessiva é sobreposta perpendicularmente à camada precedente no caso do CLT. COLAGEM/PRENSA A cada camada de lamelas, é aplicado adesivo e todo o “sanduíche” é então prensado lateral e verticalmente em uma grande prensa. O adesivo utilizado é à base de poliuretano resistente ao fogo; livre de solventes, formaldeídos e de VOC’s (compostos orgânicos voláteis).

CORTE/FRESAMENTO Os painéis prensados são cortados nas medidas especificadas inicialmente, finalizando-se o trabalho com o Pórtico CNC. Essa máquina, com 02 cabeçotes e 05 eixos, é capaz de moer e recortar praticamente qualquer especificação ou solicitação de um designer

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Configurações de painéis CLT Painéis de lajes

Figura 45 - Observação: Lamelas externas no sentido transversal Fonte: Crosslam, 2016a

Figura 46 - Observação: Lamelas externas no sentido transversal Fonte: Crosslam, 2016a

ANÁLISE ESTRUTURAL DA MADEIRA | 69

Todas as lamelas, longitudinais e transversais são emendadas com finger-joint, o que possibilita diversos tamanhos para as peças.

Figura 47 - Finger-joints transversais e longitudinais Fonte: DIAS, 2018

Para CLT, o finger-joint pode variar de um comprimento de 15-20mm. Colagens com finger-joints de comprimento superior à 20mm devem ser estudados caso a caso pois podem reduzir a resistência quando a placa é submetida à momentos fletores. A posição dos finger-joints podem ser tanto transversais como longitudinais. A diferença é apenas estética. Para os finger-joints recomenda-se o uso de adesivos como o MUF (Melamina-Ureia-Formol), o PUR (Poliuretano Monocomponente) ou o EPI (Emulsificante-Polimero-Isocianato) (DIAS, 2018).

Conexões entre as peças de madeira Em relação às conexões entre as peças estruturais de madeira é muito importante considerar as uniões e reforços que permitirão que estas mantenham-se efetivamente de pé e trabalhem em conjunto com todo o sistema estrutural.

Essas conexões são sempre pensadas (no caso da madeira) de modo a aproveitar o sentido das fibras, evitando trincas com os esforços contra o sentido de maior eficiência da peça de madeira e permitindo que os diferentes materiais possam trabalhar em conjunto para a mesma finalidade, uma vez que, na maioria dos sistemas estruturais de madeira se terão conexões que envolvem aço e/ou concreto.

Figura 48 - Exemplos de conexões entre peças de estruturais de MLC e os possíveis resultados de seu uso incorreto retirados do catálago de conexões do Rewood Fonte: Rewood, 2018

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Figura 49 - Exemplos de conexões entre peças de estruturais de MLC e os possíveis resultados de seu uso incorreto retirados do catálago de conexões do Rewood Fonte: Rewood, 2018

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As conexões entre as peças de madeira podem ser feitas de modo a serem aparentes ou de modo a esconder a conexão, dando a ideia de uma estrutura monolítica de madeira, como por exemplo, no edifício International House do escritório de arquitetura Tzannes (figura 50 e 51) foram utilizados conectores ocultos da Rothoblaas, que permitiram as conexões entre as peças de modo sutil e removível, o prédio pode ser inteiro desmontado um dia ser for preciso.

A chave para a execução bem-sucedida de grandes estruturas de madeira é a disponibilidade de conectores econômicos, versáteis e confiáveis. As conexões podem ser dividas em 4 pilares principais em relação às suas variações (DIAS, 2017). Em relação ao primeiro pilar que se originou nos Estados Unidos, se tem o padrão através de parafusos, parafusos e pregos, rebites de madeira, chapas treliçadas e conectores metálicos de liga leve pré-projetados. Estes são todos os indutores prolongados de códigos locais e são bem conhecidos pela maioria. Isso não inclui anéis metálicos de estilo norte-americano e placas de cisalhamento, que são especificados com menos frequência hoje (DIAS, 2017).

No segundo pilar se encontram os sistemas de conexão que não são explicitamente cobertos por códigos de construção, mas podem ser projetados dentro do escopo dos códigos usando os primeiros princípios. Estes incluem peças fundidas, chaves de corte, entalhes de madeira com madeira e entalhes de aço com madeira (DIAS, 2017).

O terceiro pilar inclui sistemas de conexão genéricos, que não são cobertos por códigos norteamericanos, mas são reconhecidos oficialmente em códigos estrangeiros respeitáveis, como o suíço, o alemão ou o Eurocode (DIAS, 2017). Estes incluem parafusos de ajuste apertado e pinos e pregos de anel.

Já no quarto pilar, se encontra os sistemas proprietários de última geração que são suportados por dados empíricos e geralmente por códigos e aprovações estrangeiros (europeus) (DIAS, 2017).

Estes exigem revisão cuidadosa e, ocasionalmente, testes locais.

Figura 50 e 51 - Conexão estrutural no International House, projeto do escritório de arquitetura Tzannes Fonte: tzannes.com.au

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CONSIDERAÇÕES FINAIS A construção em madeira que caiu em desuso devido às suas limitações em comparação com o advento do aço e do concreto, está retornando com força no século XXI em consequência dos avanços tecnológicos que permitiram o uso de todo o potencial construtivo desse material.

A inovação nas madeiras laminadas e os avanços nas conexões estruturais permitiram à madeira atingir uma performance tão boa e eficiente como a do concreto e do aço com um peso estrutural reduzido, tornando esse material novamente viável para o mercado da construção civil.

Em conjunto com o desenvolvimento da madeira engenheirada também se tem o conceito de sustentabilidade que está cada vez mais forte e presente como demanda obrigatória nas novas construções principalmente nos Estados Unidos e em países da Europa. A madeira se encaixa nesse cenário perfeitamente por ser reutilizável e promover construções mais limpas por ser préfabricada.

Além dos benefícios construtivos se tem atrelado o conceito da biofilia, da relação humana com materiais naturais principalmente em ambientes que necessitam de concentração e relaxamento, o que torna a madeira muito atraente para edifícios corporativos e residenciais.

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Figura 52 - Peças de painéis de CLT, é possível notar pela imagem a alternância entre os sentido das fibras em cada lamela de madeira.

Fonte: Archdaily,

Figura 53 - Dalston Works | Fonte: architectmagazine.com

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ESTUDOS DE CASO

Dalston Works

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Imagem 54 - Dalston Works | Fonte: velfac.co.uk

ESTUDOS DE CASO: DALSTON WORKS | 77

FICHA TÉCNICA PROJETO: Dalston Works ARQUITETO: Waugh-Thistleton ÁREA: 155.000m² ANO: 2017 LOCAL: Londres, Inglaterra ESTRUTURA: Mista de concreto no subsolo e térreo, com lajes em CLT e pilares em MLC. NÚMERO DE PAVS.: 10 pavimentos

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Figura 55 - Carta solar da cidade de Londres, Inglaterra Fonte: andrewmarsh.com

ESTUDOS DE CASO: DALSTON WORKS | 79

O projeto Dalston Works de dez andares da Waugh Thistleton Architects é o maior edifício de madeira laminada cruzada em Hackney, Londres, tendo sido concluído em 2017. O empreendimento de 121 unidades feito inteiramente de CLT das paredes externas às paredes do núcleo pesa um quinto de um edifício de concreto equivalente (MERRICK, 2017).

Figura 56 e 57 - Plantas do pavimento tipo e do térreo Fonte: Architects Journal, 2017

80 | ESTUDOS DE CASO: DALSTON WORKS

Enfrentando a necessidade de Londres por habitações densas e de alta qualidade, o esquema também oferece uma metodologia para implementar a tecnologia de madeira com uma pegada de carbono significativamente reduzida, como uma redução de 80% no número de emissão de carbono na atmosfera durante a construção. Além disso, eficiência e o peso do projeto permitiram que o cliente Regal Homes aumentasse o número de unidades em 25%, entregando o projeto em apenas 18 meses devido à confiança do esquema no painel de CLT pré-fabricado (MERRICK, 2017).

O projeto possui uma estrutura mista de concreto e madeira. No subsolo e no térreo toda a estrutura é feita em concreto de modo a criar uma ancoragem para a estrutura de madeira dos demais andares, visto que a madeira é um material muito leve.

Mesmo sendo feito quase que completamente de madeira, para integrar-se ao seu entorno, utilizou de variadas alturas de cobertura e à intrincada construção de tijolos fazendo referência às construções vitorianas e eduardianas típicas na vizinhança londrina (SCHULER, 2018).

A edificação é estruturada da seguinte forma: as vigas e pilares de madeira são todas feitas em MLC e as paredes e lajes são feitos em CLT. As vigas de madeira naturalmente já conseguem vencer vão maiores com dimensões menores se comparada ao aço e concreto pois possui uma relação muito mais eficiente do seu peso específico e a resistência à tração.

Figura 58 - Corte demonstrado o sistema estrutural do projeto: em preto concreto e em amarelo madeira.

Fonte: Architects Journal, 2017

ESTUDOS DE CASO: DALSTON WORKS | 81

Figura 59 - Corte demonstrado o sistema estrutural do projeto: em preto concreto e em amarelo madeira.

Fonte: Architects Journal, 2017

82 | ESTUDOS DE CASO: MJØSTÅRNET

Figura 60 - Mjøstårnet | Fonte: moelven.com

ESTUDOS DE CASO: MJØSTÅRNET | 83

Mjøstårnet

84 | ESTUDOS DE CASO: MJØSTÅRNET

Figura 61 - Mjøstårnet | Fonte: pinterest.com

ESTUDOS DE CASO: MJØSTÅRNET | 85

FICHA TÉCNICA PROJETO: Mjøstårnet ARQUITETO: Voll Arkitekter ÁREA: 15.000m² ANO: 2019 LOCAL: Brumunddal, Noruega ESTRUTURA: Pilares e vigas em MLC e lajes em CLT com capa de concreto nos últimos andares NÚMERO DE PAVS.: 18 pavimentos

86 | ESTUDOS DE CASO: MJØSTÅRNET

Figura 62 - Carta solar da cidade de Brumunddal, Noruega Fonte: andrewmarsh.com

ESTUDOS DE CASO: MJØSTÅRNET | 87

O atual edifício em madeira mais alto do mundo com 81m de altura, é um hotel em estrutura mista de madeira, lajes de concreto e conexões estruturais em aço. Demonstrou um grande avanço na utilização da madeira e como ela pode ser usada para se atingir grandes alturas, principalmente através de estruturas mistas, nas quais se consegue aproveitar de maneira mais eficiente as vantagens de cada material (THORNS, 2018).

De acordo com Abrahamsen (2017), CEO da Moelven Limtre AS, a estrutura do edifício é principalmente sustentada por grandes vigas e colunas de MLC em todo o projeto. As treliças nas fachadas são responsáveis em restringir as forças globais nas direções horizontais e verticais e garantir rigidez no conjunto.

A fachada é feita de painéis pré-fabricados de CLT, criando envelope do edifício, mas não apresentam grande relevância estrutural. Esses painéis já chegam montados na obra com todas as camadas para prever isolamento térmico e acústico (ABRAHAMSEN, 2017). Tendo em vista que a madeira estrutural não pode ficar exposta à trocas de umidade com o meio externo, os painéis da fachada foram revestidos com uma madeira não-estrutural tratada para impedir que a umidade passe para dentro do edifício, uma vez que todo elemento estrutural deve evitar ao máximo contato com o meio externo.

Figura 63 - Seções típicas do edifício.

Fonte: Abrahamsen, 2017.

88 | ESTUDOS DE CASO: MJØSTÅRNET

As lajes do segundo ao décimo primeiro pavimento são feitas de Wood Deck pré-fabricados. O Wood Deck utilizado é feito com MLC nas vigotas e painel de LVL (ABRAHAMSEN, 2017).

Esse tipo de laje foi escolhido por usar menos madeira que um deck convencional de CLT e ser mais leve e fácil de montar, além de conseguir suprir as demandas de isolamento acústico e de resistência ao fogo (ABRAHAMSEN, 2017).

Do décimo segundo pavimento ao décimo oitavo, foi utilizado lajes de concreto 300mm para dar massa e peso para o prédio. No térreo existe um grande radier em concreto para poder ancorar o edifício (ABRAHAMSEN, 2017).

Todos os pilares de MLC foram conectados através de cavilhas de aço com fendas, proporcionando uma conexão de alta capacidade, que normalmente é utilizadas em pontes e grandes edifícios (ABRAHAMSEN, 2017).

Figura 64 - Mock up da construção do edifício.

Fonte: Abrahamsen (2017).

ESTUDOS DE CASO: MJØSTÅRNET | 89

Figura 65 - Modelo Estrutura do edifício Fonte: Abrahamsen (2017).

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Figura 66 - International House | Fonte: Archinect, 2017

International House

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Figura 67 - International House | Fonte: Archdaily, 2017

ESTUDOS DE CASO: INTERNATIONAL HOUSE | 93

FICHA TÉCNICA PROJETO: International House ARQUITETO: Tzannes ÁREA: 7.920m² ANO: 2017 LOCAL: Sydney, Austrália ESTRUTURA: Pilares em MLC, vigas em MLC+LVL e lajes e paredes em CLT NÚMERO DE PAVS.: 7 pavimentos

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Figura 68 - Carta solar da cidade de Sydney, Austrália Fonte: andrewmarsh.com

ESTUDOS DE CASO: INTERNATIONAL HOUSE | 95

O projeto International House em Sydney foi concebido de modo a agregar comodidade e prazer à experiência do domínio público, demonstrar liderança em design ambientalmente sustentável e promover o bem-estar. O material de madeira inteiramente natural e renovável usado estruturalmente é uma tecnologia inovadora para projetos com perspectivas demonstradas para sua adoção em um número crescente de aplicações comerciais em todo o mundo (INTERNATIONAL… 2017).

Ao deixar completamente exposta a estrutura de madeira engenheira, o projeto busca trazer muito a tona o conceito da biofilia no que tange ao bem estar dos seus ocupantes e um ambiente de trabalho mais saudável, além de promover uma estética interna (INTERNATIONAL… 2017).

A pré-fabricação da estrutura proporcionou uma redução significativa no tempo de construção e um controle de qualidade adicional obtido pela fabricação dentro da fábrica. A pré-fabricação completa dos componentes de madeira foi realizada através de um abrangente processo de documentação digital em 3D, coordenando todas as penetrações, conexões e interfaces antes da aquisição. Todo o projeto foi compatibilizado em BIM (CLT, 2020).

Tendo praticamente toda a madeira estrutural exposta no interior do edifício a solução para evitar que essa madeira não tivesse absorção de umidade do meio externo foi lacrar o edifício com uma fachada de vidro que, ao mesmo tempo que permite toda a madeira exposta ser vista tanto por dentro como por fora do projeto, também protege toda a estrutura das agressões do meio externo (CLT, 2020).

Figura 69 - Vista interna do International House Fonte: Archdaily, 2017

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Para fortalecer essa ideia de pureza da madeira, foram utilizadas conexões metálicas ocultas entre as peças, de modo a parecer que as peças de madeira estão conectadas diretamente umas com as outras, aparentando ser uma estrutura monolítica de madeira (CLT, 2020).

Os vão de pilares variam em torno de 6x10m, todas as vigas são perfuradas diretamente na fábrica para acomodar os espaços para a passagem de instalações. Nenhum tipo de furo ou recorte nas peças estruturais é feita em obra, pela falta de precisão (CLT, 2020).

Devido a alta quantidade de perfurações nas vigas, foi utilizado uma composição de MLC na extremidades e LVL (figura 70) no interior da viga de modo a reforçar seu núcleo e garantir a mesma eficiência (CLT, 2020).

Figura 70 - Foto ampliada das vigas com as perfurações para a passagem de instalações prediais. A parte mais clara da viga é a parte em MLC, e a mais escura o LVL. Fonte: CLT (2020).

ESTUDOS DE CASO: INTERNATIONAL HOUSE | 97

Figura 71 - Planta do térreo Fonte: Archdaily, 2017

CAPÍTULO 4

A N Á L I S E

U R B A N A

Imagem 72 - Amsterdã | Fonte: Pinterest

INTRODUÇÃO O projeto a ser desenvolvido procura relacionar o tema de sustentabilidade à arquitetura generativa, buscando soluções bioclimáticas para um edifício de uso misto, com o programa sendo pensado a fim de se explorar os diferentes usos e como cada um deles é influenciado pelo ambiente no qual está inserido.

Visando aprofundar os estudos relacionados à arquitetura bioclimática, e analisando diversos contextos internacionais, encontrei na cidade de Amsterdã, uma demanda existente e emergente por edificações extremamente ligadas às relações ambientais e à sustentabilidade em seu centro econômico denominado Zuidas, além de ser um local onde a indústria de madeira engenheirada já é amplamente desenvolvida e uma possibilidade de estudar um clima e uma cultura diferente do Brasil.

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TERRENO E CONTEXTO HISTÓRICO

Figura 73 - Centro econômico de Amsterdã Fonte: parool.nl

O Zuidas teve as suas origens totalmente relacionados com a necessidade da cidade de Amsterdã de se expandir e melhorar a acessibilidade. Nesse sentido pouca coisa mudou nos últimos 150 anos de história de Amsterdã.

Toda a história começou em 1939, quando a primeira linha férrea foi construída na Holanda, indo desde Amsterdã até Haarlem. Quatro anos depois, veio uma nova ferrovia conectando Amsterdã a Utrecht. Cada linha tinha sua própria estação e, vinte anos depois, surgiu a ideia de conectá-las (ZUIDAS, [20--]). O primeiro plano, datado de 1867, colocava uma “Estação Central” no lado sul da cidade (ao sul de Frederiksplein). Dois anos depois, a Câmara Municipal de Amsterdã optou por instalar a Estação Central nas margens do Rio IJ, perto de Damrak (ZUIDAS, [20--]).

Já no ano de 1900 novos planos surgiram para uma Zuiderstation (Estação no Sul em Holandês), quatorze anos depois, o arquiteto Berlage apresentou o Plan Zuid (Plano do Sul) que fora inicialmente baseado em três pilares (ZUIDAS, [20--]): - Abranger o existente Vondelpark e Museum Quarter; - Uma conexão com leste da cidade através de uma ponte que ficou conhecida como Ponte Berlage; - A criação de uma estação mais ao sul, a Zuidestation, que se estendia no eixo norte-sul da cidade; A construção do Plan Zuid começou ano de 1911, conectando todos esses pilares por grandes avenidas, e se estendendo até o canal Zuideramstel (ZUIDAS, [20--]).

Em 1921, os trabalhos de construção começaram no Ringspoordijk, a leste e ao sul de Amsterdã.

Este aterro ferroviário foi projetado para conectar os trilhos a Haarlem e Utrecht, mas nunca foi concluído por causa da crise dos anos 1930 e da Segunda Guerra Mundial que se seguiu (ZUIDAS, [20--]). Cornelis van Eesteren, que era chefe de desenvolvimento urbano no departamento de Obras Públicas de Amsterdã, propôs o Plano Geral de Expansão (Algemeen Uitbreidingsplan) para a cidade em 1934 (ZUIDAS, [20--]). Isso formaria a base para a expansão da cidade até 2000. Os

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Figura 74 - Plano de expansão de Amsterdã elaborado pelo General Cornelis van Eesteren’s em 1935 Fonte: ZUIDAS, [20--]

trabalhos começaram em 1951. O distrito de Prinses Irene em Zuid foi construído entre 1954 e 1958, seguido por Buitenveldrert entre 1958 e 1966 (ZUIDAS, [20--]).

O passeio marítimo sul (Zuidelijke Wandelweg) corre entre o distrito de Prinses Irene e Buitenveldert formando a linha divisória entre duas áreas de terreno recuperado com uma diferença de altura de 1,5 m (ZUIDAS, [20--]). O primeiro edifício a surgir nesta área foi o Hospital Acadêmico em De Boelelaan em 1961, seguido pelo Salão Europa do Centro de Exposições RAI em 1961. Uma pequena parte do Passeio Sul ainda permanece até hoje (ao sul da piscina de Mirandabad no Distrito de Rivierenbuurt). A outra seção foi substituída pelo A10 Zuid, inaugurado em 1981 (ZUIDAS, [20-]).

A partir de 1980, a cidade de Amsterdã começou a considerar planos para o primeiro centro empresarial no mesmo local onde foram instaladas as primeiras ferrovias, ao sul do rio IJ (ZUIDAS, [20--]). Começando em 1990, foi estudado as possibilidades de exploração de como poderia ser alocado os escritórios comerciais ao longo da avenida entre Schiphol e Amsterdã Zuid-Oost (SulLeste) (ZUIDAS, [20--]). O desenvolvimento dessa região foi nomeado de “Zuid-as” ou Eixo Sul. Essa seção que é hoje chamada de Zuidas.

No entanto, em 1994 se teve uma mudança de estratégia no planejamento de Amsterdã, focando em melhorar aproveitar o uso tanto das margens do rio IJ (principalmente no sentido do centro da cidade) e do Zuidas, que por ser de fácil acesso, se tornou o principal centro empresarial da cidade (ZUIDAS, [20--]). Estratégia essa que forneceu as bases para o desenvolvimento atual do Zuidas.

Com o desenvolvimento e o deslocamento de grandes empresas para a nova região do Zuidas, em 1997 o governo se deu conta da real necessidade de criação de um masterplan para o eixo sul, com

104 | TERRENO E CONTEXTO HISTÓRICO

o intuito não só de fortalecer o centro empresarial mas como de tornar esse lugar uma boa região para se morar como todas as instalações apropriadas. Esse masterplan foi nomeado de Zuidas Vision que ainda está sendo utilizado e desenvolvido até os dias atuais.

A ideia principal do desenvolvimento do centro empresarial, já nos anos 2000, era de enterrar as ferrovias A10 Zuid e Amsterdam Zuid Station permitindo construções em larga escala de residências e escritórios corporativos (ZUIDAS, [20--]). Foi em 2007 que o Zuidas Vision Document foi elaborado buscando consolidar um programa de masterplan para o zoneamento e ocupação da região, no entanto, com a crise de crédito em 2008, empresas começaram a questionar a viabilidade de se instalar na região, o que ocasionou também com a queda do valor das terras e o arquivamento do Zuidas Vision que só foi retomado um ano depois, em 2009 (ZUIDAS, [20--]).

Desde sua criação o Zuidas Vision Document passou por diversas atualizações conforme o desenvolvimento da região. A partir de 2012 uma variação do planejamento inicial surgiu, propondo apenas que a A10 fosse enterrada e a Zuid Station fosse renovada, se tornando a Zuidasdok (ZUIDAS, [20--]).

Figura 75 - Construção do ABN-AMRO Fonte: zuidas.nl

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ZUIDAS MASTERPLAN

Figura 76 - Masterplan Zuidas Vision Fonte: Zuidas Vision 2016 document summary (2016).

O Zuidas Vision Document, feito em 2007 pelo conselho da cidade de Amsterdã, estabelece diretrizes para o desenvolvimento e crescimento desse centro comercial, dentre elas a busca pela forte conexão com o resto da cidade e uma excelente qualidade urbana que favoreça tanto pedestres como o uso da bicicleta. O tema da sustentabilidade também se demonstra fortemente presente em todas as propostas que envolvem o masterplan.

A ambição principal é produzir um centro urbano que pode ser considerado “excelente” em todos os aspectos. É para ser um centro de fascínio internacional, mas distinto em virtude da existência em Amsterdã de qualidades locais. Será uma parte integral de Amsterdã com ótimo valor futuro, uma melhoria da cidade que fortalece o potencial econômico de toda a região. (ZUIDAS VISION DOCUMENT, 2009, p.21)

O Zuidasdok é um dos conceitos-chave no desenvolvimento do programa é o agrupamento de infraestrutura rodoviária e ferroviária no subterrâneo denominado de “Dok”, uma vez que isso removerá as barreiras físicas entre o Zuidas e as outras partes de Amsterdã, o que é essencial para que a região se torne um distrito totalmente integrado à cidade, e possibilite também o uso ideal do espaço limitado no centro do distrito de Zuidas (2009). Além disso, o enterramento Irá reduzir a poluição atmosférica pela atenuação do ruído do tráfego e diminuição das emissões de carbono, sem prejudicar a acessibilidade. Na verdade, a infraestrutura subterrânea proporcionará mais espaço para tráfego e transporte do que na situação atual (2009).

106 | TÍTULO

Figura 77 - Proposta para a estruturação da “Dok”, agrupando a infraestrutura rodoviária e ferroviária no subterrâneo.

Fonte: Zuidas Vision Document (2008).

Visando a sustentabilidade e uma excelente qualidade urbana, oito principais conceitos são estabelecidos (ZUIDAS, 2009): - É conectivo e inclusivo, incentivando o desenvolvimento de uma comunidade diversa e sólida, fazendo o melhor uso possível da posição de Zuidas como um centro.

- Fornece continuidade, por meio da qual os custos totais do ciclo de vida podem ser quantificados de maneira eficaz e realista, dentro da estrutura de espaços públicos totalmente coesos.

- Facilita a flexibilidade, promovendo um desenvolvimento dinâmico por meio da cooperação ativa em resposta ao desenvolvimento econômico e social.

- É de alta qualidade, representando um padrão exemplar de design, construção e manutenção. tem uma identidade clara, abraçando aspectos internacionais, mas mantendo as “raízes” locais, tornando-se assim uma parte distinta de Amsterdã.

- É eficiente, por meio de alta densidade e intensidade de uso, aliada ao estímulo à interação e ao mix sustentável de funções.

- É viável, promovendo o desenvolvimento econômico com uma relação custo-benefício favorável.

- Assume a responsabilidade minimizando o impacto ambiental adverso e maximizando os benefícios ambientais.

TÍTULO | 107

Em vista de suas ambições internacionais, no Zuidas serão estabelecido sistemas de certificação ambiental como o LEED e o BREEAM, uma vez que os critérios utilizados por essas certificações são reconhecidos internacionalmente, além de proporem critérios de medição e avaliação mais objetivos. Todos os projetos em Zuidas terão como objetivo a classificação mais alta possível conhecida como LEED Platinum - ou o equivalente ‘Excelente’ segundo o British BREEAM (Método de Avaliação Ambiental BRE) (ZUIDAS, 2009).

No entanto haverá dificuldade para um edifício individual atingir essas altas classificações caso certas pré-condições e vantagens de escala não estiverem presentes no nível coletivo (ZUIDAS, 2009). A Corporação de Desenvolvimento deve enfrentar o desafio de garantir práticas socialmente responsáveis ​​em todo o projeto, e seu Plano de Negócios fornecerá detalhes de como ela pretende fazer isso. A estrutura organizacional e os métodos de trabalho são de grande importância e devem ser integrados a um Sistema de Gestão Ambiental (SGA) certificado pela norma ISO 14001 (ZUIDAS, 2009).

Figura 78 - Subáreas dentro do Zuidas Fonte: Zuidas Vision 2016 document summary (2016).

Para facilitar a implementação do masterplan, o Zuidas foi subdividido em diferentes áreas de atuação. O objetivo tem sido desenvolver as funções residenciais e comerciais em proporção aproximadamente igual, com aproximadamente 10% do espaço dedicado a amenidades públicas (ZUIDAS, 2009). Em outras palavras, Zuidas se tornará um centro urbano multifuncional e de uso misto.

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Desde a implementação do programa em 2008, o Zuidas vem se desenvolvendo rapidamente e, consequentemente, aumentando a “pressão” sobre a área. O número de residentes e os usuários está crescendo e os edifícios estão constantemente sendo construídos e alterados. É diante desse cenário que algumas estratégias foram adotadas para garantir seu desenvolvimento saudável, dentre elas: garantir boa acessibilidade, manter a qualidade da região assim como a qualidade de vida e promover uma excelente informação pública e comunicação com o mesmo (ZUIDAS, 2009).

Nos próximos 15 anos, a área vai mudar para um distrito urbano misto com mais de 7.000 residências.

O programa residencial está fortemente representado em Gershwin e nas sub áreas adjacentes do bairro Kenniskwartier e Ravel. Há também um grande foco no desenvolvimento da acessibilidade, a estação Amsterdam Zuid está se transformando na porta de entrada para Amsterdã (ZUIDAS, 2009). Há espaço disponível nas proximidades das entradas da estação para bicicletas, bondes e ônibus. O espaço público ao redor da estação é destinado a pedestres. Algumas das parcelas demonstradas neste mapa ainda não são definitivas.

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ZUIDAS RAVEL

Figura 79 - Subáreas do Zuidas, destacando a área escolhida para o desenvolvido da proposta projetual, a Ravel.

Fonte: Zuidas Ravel Herzien Uitvoeringsbesluit (2015).

Zuidas está se tornando um local de destaque internacional para viver e trabalhar em Amsterdã.

A excelente acessibilidade, o ambiente de alta qualidade e a atração de Amsterdã, formam as bases para o seu desenvolvimento com sucesso. Desde a adoção do Plano Diretor Zuidas pela Câmara Municipal de Amsterdã, a principal estratégia para o seu desenvolvimento foi a elaboração de vários subprojetos. Um desses subprojetos é o Ravel que está localizado no canto sudeste da Zuidas, entre Beethovenstraat, De Boelelaan,o Vivaldistraat e o anel A10 (ZUIDAS, 2009).

Em junho de 2007 o conselho Zuideramstel implementou o projeto para a sub-região Ravel, onde seria implementado o “Parkrand” que contém um programa de empreendimento imobiliário de 270.000m² de área disponível (ZUIDAS, 2015), mais o desenvolvimento de campos de futebol sobre a área de proteção do rio. Ou seja, a quadra inteira sofrerá uma reestruturação do zero, com uma nova proposta de loteamento para melhor integrar a Ravel com as demais regiões do Zuidas.

Além disso, todas as construções devem respeitar rígidas normas de construção e sustentabilidade para garantir a melhor qualidade urbana.

Por se completamente reestruturada, essa região fornece uma maior liberdade para a escolha do terreno, diferente das demais regiões que já estão mais consolidadas atualmente.

A ideia principal de Ravel é formada através da propostas de frameworks e campos de desenvolvimento. O quadro, consistindo nas ruas Beethovenstraat, Mahlerlaan e Vivaldistraat mais a estrutura da água em forma de “S”, dá forma para o modelo dos campos de desenvolvimento (ver

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figura XX). O extenso Mahlerlaan, planejador urbano mais importante da parte sul de Zuidas, forma a linha central de Ravel (ZUIDAS, 2015).

Figura 80 - Loteamento atual da Ravel Fonte: Zuidas Ravel Herzien Uitvoeringsbesluit (2015).

O zoneamento da quadra foi divido em duas etapas, na primeira etapa foi proposto o afloramento do rio que atualmente se encontra praticamente “engolido” pelas edificações existentes e, também, o prolongamento das principais via permitindo o cruzamento de pedestres, carros e bicicletas pela quadra (figura 81 e 82). A segunda etapa foi a divisão da quadra em três regiões diferentes: os campos de desenvolvimento 1 e 2 (figura 83) , nas quais serão permitido alturas maiores e programas de uso mais diversos como escritórios, residências, comércio e hotelaria; e o campo de desenvolvimento 3 ou Sportpark (parque esportivo) que será exclusivamente voltada para a prática esportiva com quadras de futebol (ZUIDAS, 2015).

Na figura 85 se tem a proposta do masterplan para a zona Ravel já consolidada abrigando os novos loteamentos em conjunto com áreas de lazer e o afloramento do rio.

A proposta tem como principal vertente a relação mais próxima das pessoas com a natureza, amplamente evidenciada pelas vias e praças arborizadas e o desenho do rio que percorre toda a Ravel. Além disso, retifica que todos os projetos a serem feitos devem ter fortes plinths e permitir caminhabilidade entre as quadras, adjunto de um viés sustentável (ZUIDAS, 2009).

TÍTULO | 111

Figura 81 - Framework da proposta de requalificação da Ravel, sendo, de cima para baixo: vias (Wegen), curso d’água (Water) e a estruturação (Raamwerk) que resulta nos espaços negativos que servirão de campos de desenvolvimento (Ontwikkelvelden).

Fonte: Zuidas Ravel Herzien Uitvoeringsbesluit (2015).

A quadra selecionada para o desenvolvimento do presente projeto é a Kavel F (figura 85), pela sua proximidade com a avenida principal, a relação com o rio e possibilidade de subir 2 torres para um projeto mais diversificado. A quadra possui referências de como deverão ser distribuídas as áreas e os programas dentro dos totais de área para cada uso do programa pré estabelecido no masterplan e, a sua relação com as vagas para estacionamentos. Mas é possível readequar o programa para que possa melhor atender as demandas, sempre mantendo as relações pré-estabelecidas com o entorno e com as áreas totais.

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Figura 82 - Sobreposição do framework sobre a subárea Ravel Fonte: Zuidas Ravel Herzien Uitvoeringsbesluit (2015).

Figura 83 - Camos de desenvolvimento (ontwikkelvelden) resultantes da sobreposição do framework.

Fonte: Zuidas Ravel Herzien Uitvoeringsbesluit (2015).

TÍTULO | 113

Figura 84 - Acessos e percursos propostos com o novo loteamento.

Fonte: Zuidas Ravel Herzien Uitvoeringsbesluit (2015).

Figura 85 - Novos lotes propostos com as áreas máximas de ocupação Fonte: Zuidas Ravel Herzien Uitvoeringsbesluit (2015).

CAPÍTULO 5 O

P R O J E T O

Figura 86 - Render projeto | Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

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PARTIDO PROJETUAL Como o projeto foi desenvolvido em uma região região de clima temperado, com temperaturas baixas ao longo do ano, a principal premissa para o desenvolvimento dos primeiros estudos do partido foi buscar relacionar o máximo possível a iluminação natural, para ao mesmo tempo que possibilite uma economia com iluminação artificial, possibilita também o aquecimento passivo da edificação através da irradiação solar. É diante dessa premissa, que estudos foram desenvolvidos a respeito de qual seria a melhor forma de maximizar os ganhos de calor ao mesmo tempo que tivesse uma boa iluminação natural e resistência térmica, para manter o máximo de tempo possível, a edificação aquecida.

No entanto, devido às rigorosas propostas do masterplan do Zuidas, era imprescindível que a edificação chegasse o mais próximo possível de ser ZEB, além de usar como referência os mais altos padrões de eficiência do LEED Platinum ou, seu equivalente, o BREEAM Excellent. Portanto, outros estudos referentes à performance e sustentabilidade foram desenvolvidos, além da escolha da madeira como principal sistema construtivo, por se tratar de uma fonte renovável e possibilitar uma construção mais limpa, com menor geração de resíduos e desperdício de materiais.

Para realizar os estudos de eficiência foram escolhidos o software Rhino 3D por possuir a ferramenta Grasshopper e o plugin LadyBug Tools.

Como explicado anteriormente, esses softwares foram escolhidos por possibilitarem vincular dados e análises ambientais a volumes arquitetônicos, viabilizando fazer inúmeros testes e estudos de performance ambiental de forma rápida e prática.

O método de desenvolvimento do partido arquitetônico adotado para este projeto se baseia nas relações entre análises ambientais e forma arquitetônica, buscando a melhor eficiência possível para o projeto no âmbito da iluminação natural e irradiação principalmente, para se minimizar os gastos energéticos com calefação, uma vez que o terreno se localiza em um ambiente de clima frio (Amsterdã, Holanda).

Rhinoceros 6.0 O Rhinoceros 6.0 foi o software escolhido como agente principal do trabalho, visto que os outros programas e plugins funcionam internamente a ele. É um dos programas mais utilizados para a confecção de modelos paramétricos, que opera com recursos NURBS (Non Uniform Rational Beta Splines), curvas determinadas pelo autor do desenho, sem proporção ou simetria, possibilitando a criação de qualquer forma 2D ou 3D (BINI; GALAFASSI, 2017).

Não muito popular no Brasil, surgiu nos anos 1990 nos EUA como um comando do AutoCAD, e com sua grande repercussão se desenvolveu como um software principal, que permite a execução de desenhos em 2D e, por meios de configurações, se transformam em visualização 3D. A visualização permitiu aos arquitetos explorar formas tridimensionais complexas e desenvolvê-las de uma maneira que eles não podiam fazer facilmente pelo método manual (LAWSON, 1999 apud BINI; GALAFASSI, 2017).

Neste trabalho o Rhinoceros teve a função de visualização de gráficos e construção dar forma,

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servindo de base para o outro software descrito a seguir.

Grasshopper Plugin que, a partir do Rhinoceros 6.0, passa a vir incorporado com o software. Utiliza de modelagem paramétrica através de programação algorítmica, determinando as formas matemáticas representadas por desenhos de “pilhas” ou “baterias”, que se conectam e montam as formas vistas a interface do Rhinoceros.

Criado em 2008, esse plugin auxilia profissionais e estudantes a trabalharem com programação algorítmica (BINI; GALAFASSI, 2017). É por meio desse software, juntamente com a sua extensão Ladybug Tools, que foi realizado todas as análises de conforto ambiental, e como a forma do projeto poderia ser otimizada para se obter a melhor eficiência possível no projeto.

118 | PARTIDO PROJETUAL

Figura 87 - Implentação do masterplan para a subárea da Ravel.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

Figura 90 - Criação de um pátio interno para favorecer a entrada de luz e criar uma conexão com o rio.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

Figura 88 - Escolha do terreno para o d Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

Figura 91 - Deconstrução da forma de a ambiental.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

PARTIDO PROJETUAL | 119

desenvolvimento do projeto.

Figura 89 - Desenvolvimento volumétrico com base nos potencial construtívo e dos programas pré-estabelecidos.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

acordo com os estudos de performance

Figura 92 - Volume arquitetônico final.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

Figura 93 - Compilação das diretrizes de desenvolvimento projetual | Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

122

DESENVOLVIMENTO PROJETUAL 1

2

A ideia inicial veio do princípio de que cada nível pudesse ser otimizado individualmente, podendo também criar sombras onde necessário nos pavimentos inferiores e sacadas com jardins nos pavimentos superiores, procurando sempre trazer a natureza para perto dos ambientes de convívio.

O código desenvolvido (figura 94) pode ser subdivido em três principais etapas, a primeira (1) que são os dados climáticos obtidos através da utilização do LadyBug Tools, para a região de Amsterdã, Holanda; a segunda (2) que é o desenvolvimento das volumetrias a serem submetidas às análises ambientais; e por fim, a terceira (3) que são os estudos das volumetrias após suas otimizações.

123

3

Figura 94 - Código desenvolvido no Grasshopper e suas subdivisões Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

124 | DESENVOLVIMENTO PROJETUAL

Ladybug

2

1

3

4

5

6

Figura 95 - Código desenvolvido no Grasshopper e suas subdivisões Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

DESENVOLVIMENTO PROJETUAL | 125

1 Na primeira etapa, foi utilizado um arquivo do tipo .EPW, fornecido pelo próprio LadyBug, para integrar todos os dados climáticos de Amsterdã ao código, podendo ser extraídos posteriormente através do componente importEPW (figura 96).

Figura 96 - Mapa para download de arquivos .EPW de diversas regiões do mundo Fonte: Ladybug Tools

2 Para fazer análises gráficas em relação às temperaturas anuais que estariam dentro da zona

de conforto pré estabelecida de no mínimo 12°C e no máximo 24°C, foi utilizado o componente 3DChart (figura 95) que possibilita tornar todas as informações do ImportEPW em gráficos lineares ou 3D (figura 97).

Figura 97 - Gráfico de temperaturas anuais em Amsterdã, colocando os limites mínimos e máximos de temperatura como a zona de conforto que seria ideal.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

3 Foi também extraído essa mesma zona de conforto térmico mas em formato de carta solar (figura

98 e 99), possibilitando visualizar de maneira mais didática os períodos do ano e as alturas do sol que estão dentro da zona de conforto estabelecida. Com esses dados se é possível estudar, por exemplo, o dimensionamento e a angulação de painéis solares.

Figura 98 e 99 - Carta Solar com as zonas de conforto anuais.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

126 | DESENVOLVIMENTO PROJETUAL

4 Para o estudo dos ventos, foi extraído a rosa dos ventos de Amsterdã através do componente windRose (figura 100). Neste componente também é possível inserir diferentes informações como a velocidade e a temperatura do vento, possibilitando fazer diferentes análises de como isso impactará a edificação e como se é possível utilizar dos ventos para favorecer o projeto.

Figura 100 - Gráficos em formato de rosa dos ventos, que demonstram a velocidade do vento e a sua temperatura respectivamente ao longo de cada mês do ano.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

5 Outro dado importante foi o desenvolvimento da carta psicrométrica, uma vez que ela permite

estudar como as estratégias de conforto impactam na qualidade do projeto e no conforto do próprio usuário (imagem 101).

Figura 101 - Carta psicrométrica de Amsterdã, analisando a eficiência de estratégias de conforto passivo, e como elas impactam no conforto do usuário.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

6 Por fim, foi desenvolvido a programação para extrair os dados de irradiação solar (figura 102).

Além de refletir esses dados nas fachadas do projeto, também foi utilizando como input para o componente Galapagos, que posteriormente calculou de maneira generativa as melhores opções de volumetrias para maximizar a radiação solar incidente na fachada.

Figura 102 - Modo primário a ser descontruído para maximizar o paroveitamento da luz natural.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

DESENVOLVIMENTO PROJETUAL | 127

128 | DESENVOLVIMENTO PROJETUAL

Estudo Preliminar O desenvolvimento do estudo preliminar começou com a modelagem do terreno (figura 104) conforme o proposto no novo masterplan da Ravel, além de incorporar o C.A. e as porcentagens da área que será destinada para cada uso (figura 103).

Figura 103 e 104 - Desenvolvimento dos inputs iniciais para o desenvolvimento do projeto com base no zoneamento proposto no Zuidas e o terreno resultante (modelo em verde).

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

Começando pelo uso comercial, denominado como amenidades segundo o masterplan, foi desenhado no Rhino 3D polylines básicas para que posteriormente fossem alteradas através dos control points, de acordo com as análises de irradiação do Ladybug. Desta forma, se permite ter mais controle do resultado final, uma vez que, como parte do partido, se era extremamente necessário a criação de áreas públicas de convívio e terraços verdes ao longo de todos os níveis do projeto, buscando sempre trazer o contato do usuário com a natureza.

Figura 105 - Programação desenvolvida para o estudo de volumetria das Amenidades.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

DESENVOLVIMENTO PROJETUAL | 129

Figura 106 e 107 - Curvas básicas para o início do estudo de radiação e sua extrusão em verde através do Grasshopper.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

Figura 108 e 109 - Decomposição das curvas com base na atualização em tempo real do estudo de radiação do Ladybug e a forma final.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

No entanto, já no desenvolvimento da torre empresarial e residencial foi utilizado um método diferente. Foi proposto através da programação do Grasshopper, geometrias básicas para cada pavimento, que posteriormente foram submetidas a análise generativa do componente Galapagos, o qual se utilizou dessas formas básicas para as desconstruir com base nos dados coletados do componente radiantionAnalysis do Ladybug, como explicado anteriormente.

Figura 110 - Definições das torres empresarial e residencial, desenvolvidos da mesma forma mas submetidos a análises diferentes no Galapagos Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

130 | TDESENVOLVIMENTO PROJETUAL

Como o posicionamento das torres já estava previamente definido no masterplan do Zuidas, foi utilizado o componente Evaluate Surface juntamente com o MD Slider para posicionar de forma correta a torre no terreno (figura 112). Em seguida, foram fornecidos os dados de pé direito e o número desejado de pavimentos ao componente Polygon, que será responsável em gerar os polígonos de referência da torre. O número de segmentos foi atrelado ao componente Random para estudar de forma mais rápida e didática diferentes composições e restringir o número de cálculos necessários no Galapagos.

Os polígonos de cada pavimento foram subdivididos em pontos (figura 113), pontos os quais foram reposicionados para criar uma nova polyline, de modo a deformar os polígonos originais (figura 114). Todas essas funções também foram submetidas ao componente Random.

Figura 112 - Localização dos polígonos iniciais no terreno.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

Figura 113 - Polígonos iniciais decompostos em pontos de referência Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

Figura 111 - Desenvolvimento da programação da torre de escritórios.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

Figura 114 - criação decompostos.

Fonte: Elaborado pe

DESENVOLVIMENTO PROJETUAL | 131

Após serem reconstruídos, os polígonos resultantes foram rotacionados de forma independente (figura 115), também através do componente Random. Finalizada a forma, cada pavimento foi transformado em volumes sólidos (figura 116).

Tanto a torre corporativa como a residencial passaram pelo mesmo processo mas de modos autônomos, ou seja, cada uma delas apresentou um resultado conforme seus inputs únicos.

de novos polígonos

elo autor (2020).

Figura 115 - Rotação das polylines Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

Figura 116 - Consolidação do volume inicial Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

132 | DESENVOLVIMENTO PROJETUAL

Figura 117- Tabela de resultados do Galapagos.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

O componente Galapagos foi o responsável por fazer as análises de volumetria e ver qual possuía a melhor performance. Para fazer os cálculos, esse componente precisa ser alimentado em valores numéricos em seus dois inputs, o Fitnesse e o Genome. O input Fitness (input a ser utilizado como parâmetro de referência) foi conectado aos dados de radiação solar de Amsterdã. O input Genome (input de dados numéricos a serem alterados), por sua vez, os sliders que controlam as modificações no volume da torre, todos atrelados ao Random como dito anteriormente para agilizar os cálculos.

Após ser fornecidos os dados necessários para o estudo, é iniciado os cálculos para ver qual é a melhor combinação de sliders para atender às demandas de radiação solar. Para tal, o Galapagos análise inúmeras combinações possíveis e as ordena da mais eficiente para a que menos se adequou ao Fitness (figura 117).

Diante dos resultados obtidos, o arquiteto pode optar por escolher resultado que mais se encaixe no Fitness, ou pelo resultado que apresente a melhor solução arquitetônica para o partido do projeto em questão.

DESENVOLVIMENTO PROJETUAL | 133

Figura 118 e 119 - Decomposição da forma através do uso do galápagos e o volume final do projeto.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

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EXPERIMENTOS E ANÁLISES AMBIENTAIS Iluminação Natural Como parte do partido e principal condicionante levada em consideração para dar a forma característica do projeto, a iluminação natural é um importante fator tanto para diminuir o gastos energéticos com iluminação artificial, como para permitir o aquecimento passivo do edifício.

Pensando nisso, após a modelagem generativa do volume, se é necessário verificar a real eficiência do projeto. Para realizar esse estudo, foi montado um código no Grasshopper (terceira etapa do código apresentado anteriormente) para poder analisar os impactos da iluminação natural com o auxílio dos resultados obtidos anteriormente pelo Ladybug.

O código utiliza como input as lajes de cada pavimento do edifício (figura 120), nas quais será refletido os dados de luminância anuais.

Para realizar essa análise, será utilizado o LEED como métrica de referência, por ser exigido no masterplan do Zuidas. Segundo o LEED v4 (LEED, 2013), para se medir a eficiência da iluminação natural de uma edificação, se é necessário que pelo menos 55% do espaço atinja a autonomia de luz natural (sDA - Spatial Daylight Autonomy) para receber a pontuação mínima nesse quesito.

Figura 120 - Código elaborado para a análise de iluminação natural.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

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O sDA é uma métrica que define uma porcentagem da área que atende aos níveis mínimos de iluminação diurna para uma fração especificada das horas de trabalho por ano. No caso do LEED v4, sDA300 / 50% indica que um determinado percentual da área deve atender ou exceder 300 lux por pelo menos 50% das horas de trabalho por ano.

Entretanto, em um projeto que busque atender esses parâmetros pode ter problemas em relação a iluminação excessiva. É por esse fato que também se precisa calcular a exposição anual à iluminação natural (ASE - Annual Sunlight Exposure).

O ASE é uma métrica que identifica o potencial de desconforto visual em espaços de trabalho internos. Para o LEED v4, não mais que 10% de um espaço deve ter luz solar direta superior a 1000 lux por um período máximo de 250 horas por ano (ASE1000 / 250).

Utilizando o ASE como base (considerando que as áreas com luz solar direta superior a 1000 lux já excedem os 300 lux mínimos do sDA) para espacializar as áreas que possivelmente sofrerão ofuscamento ao longo do ano, foi utilizado o componente do Ladybug sunlightHoursAnalysis com os inputs baseados nos parâmetros do LEED. Para o estudo foi considerado que 100% da fachada fosse de vidro com 0.6 de transmissão luminosa.

136 | EXPERIMENTOS E ANÁLISES AMBIENTAIS

Figura 121 - Diagrama representando a quantidade de luz incidente anualmente em cada pavimento.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

Com base no gráfico obtido, tem-se como resultado que apenas 23% da área total do projeto possui menos de 250 horas de iluminação anuais e menos que 1000 lux. Com esses dados, o projeto seria passível de pontuação máxima em relação às necessidades de sDA. Por outro lado, pelo menos parte dos outros 77% provavelmente teriam problemas com ofuscamento ao longo do ano, pela quantidade excessiva de iluminação solar direta caso a fachada não tenha nenhum tipo de proteção.

Portanto, conclui-se que é necessário um equilíbrio saudável entre sDA e ASE, podendo ser alcançado usando estratégias de design, para que ao mesmo tempo que permita o melhor aproveitamento da iluminação natural, também minimize o ofuscamento.

EXPERIMENTOS E ANÁLISES AMBIENTAIS | 137

Figura 122 - Separado em forma de polylines, estão subtraídas as áreas com menos de 250 horas anuais de iluminação natural.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

138 | EXPERIMENTOS E ANÁLISES AMBIENTAIS

Comparativo Volumetrias Como forma de analisar a veracidade dos resultados obtidos, e o quanto o projeto foi realmente otimizado através dos estudos feitos, foi elaborado uma comparação da volumetria do projeto final com formas simplificadas, buscando estudar qual seria a eficiência do edifício caso não tivesse sido submetido à modelagem generativa.

As formas simplificadas foram divididas em duas tipologias básicas: a primeira delas sem a proposta do pátio interno (figura 123) e a segunda com o pátio (figura 124).

Utilizando como base os mesmos parâmetros do experimento anterior, no primeiro estudo, se obteve como resultado, em relação a iluminação natural, que um total de 63% das áreas dos pavimentos possuem mais de 250 horas de iluminação anuais.

Já no segundo estudo comparativo, com acréscimo do pátio interno, a porcentagem de áreas que receberia mais de 250 horas anuais de luz natural, seria de 68%, ou seja, mesmo diminuindo a profundidade da laje, se teve pouca diferença na porcentagem total, visto que as áreas dos pavimentos de ambas as torres não foram otimizados.

Diante desses resultados, observa-se que a volumetria otimizada (com 77% da área com mais de 250 horas de iluminação natural anualmente) se demonstra 9% mais eficiente que a correspondente (estudo com pátio), evidenciando como uma análise generativa logo nos estudos iniciais do projeto pode influenciar na sua eficiência final.

Figura 123 e 124 - estudos de caso de volumes “tradicionais” com e sem pátio interno respectivamente.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

EXPERIMENTOS E ANÁLISES AMBIENTAIS | 139

140 | EXPERIMENTOS E ANÁLISES AMBIENTAIS

Composição Fachada

Com base nos resultados anteriores de iluminação natural, se tem o ofuscamento como um dos principais problemas devido ao excesso de luz natural. Portanto, foi desenvolvido um estudo para analisar elementos opacos na fachada em alternância com as partes translúcidas, para minimizar a iluminação excessiva.

O código desenvolvido busca estudar diferentes composições de fachada em um pavimento tipo, se utilizando dos mesmos inputs do primeiro experimento.

EXPERIMENTOS E ANÁLISES AMBIENTAIS | 141

Figura 125 - Programação desenvolvida para o estudo da composição da fachada em um pavimento tipo.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

142 | EXPERIMENTOS E ANÁLISES AMBIENTAIS

Foi proposto três variações de aberturas diferentes para analisar como isso impactaria a entrada de luz solar (figura 127).

Na primeira variação, com 30% da fachada como sendo translúcida, 83% da área do pavimento possui 250 horas de iluminação natural ou menos. Com 60% da fachada como translúcida, esse número cai para 17% de área, e com 90%, fica em 12%.

Com isso, nota-se que com 30% de abertura na fachada a quantidade de iluminação natural fica insuficiente, mas em contrapartida, ao subir para 60% o problema do ofuscamento começa a intensificar, principalmente na fachada sul (demarcado em preto nos estudos).

Com base nesses resultados, verifica-se que a abertura ideal estaria entre 30% e 60%, para permitir uma boa quantidade de iluminação ao mesmo tempo que se minimiza o ofuscamento.

Para o projeto final, foi adotado cerca de 50% de abertura visto que os painéis opacos também seriam um elemento de grande importância para também auxiliar na manutenção do calor interno.

Com essa porcentagem de abertura, o ofuscamento se torna muito localizado e pode minimizado com soluções como persianas, dando liberdade para o usuário ajustar a sua preferência.

MONTANTE SUPERIOR ESQUADRIA BASCULANTE AUTOMATIZADA

PAINEL OPACO

PAINEL VIDRO

MONTANTE INFERIOR

Figura 126 - Ampliação dos painéis da fachada Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

EXPERIMENTOS E ANÁLISES AMBIENTAIS | 143

Figura 127 - Estudos feitos utilizando 30%, 60% e 90% de abertura na fachada respectivamente.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

144 | EXPERIMENTOS E ANÁLISES AMBIENTAIS

Reuso de Água Buscando também o melhor aproveitamento dos recursos naturais, todas as jardineiras ao longo de todos os pavimentos forma um sistema de coleta de água cinza para reuso. A água coletada através de drenos, dispostos regularmente ao longo das jardineiras, é filtrada e segue através de instalações específicas em direção a uma cisterna no subsolo do edifício.

Para calcular o dimensionamento da cisterna, primeiro se é necessário obter os dados do índice pluviométrico da cidade de Amsterdã, Holanda: JAN - 85mm FEV - 90mm MAR - 90mm ABR - 90mm MAI - 90mm JUN - 90mm JUL - 120mm AGO - 110mm SET - 110mm OUT - 110mm NOV - 110mm DEZ - 110mm Fonte: Climate-data.org

O dimensionamento da cisterna foi feito de acordo com a média de precipitação dos meses com maior quantidade de precipitação (março, maio, julho e agosto), uma vez que serão nesses períodos que se terá uma maior captação de água, e possibilitará ter uma maior reserva para compensar os meses com menos precipitação.

Considerando a média dos meses mais chuvosos (aproximadamente 114mm) e uma área total de 3.657,37m² de jardineiras em todo o projeto, será necessário o armazenamento de um total de 416.940,18L de água, a qual será utilizada principalmente para a irrigação das áreas verdes e para o acionamento de descargas nos pavimentos comerciais ao longo do ano.

Diante dos dados obtidos, foi proposta uma cisterna com capacidade para 450m³ no 3º Subsolo do edifício.

Para a irrigação das jardineiras foi considerado 1,5L/m²/dia, totalizando um consumo de 5.486,05L/ dia.

Analisando dos dados pluviométricos, os meses com menos precipitação se encontram no inverno (novembro, dezembro, janeiro, e fevereiro). Com base nesses resultados, e considerando a utilização total da cisterna, ela teria água disponível para irrigar 100% das jardineiras de modo contínuo por aproximadamente 82 dias, mais da metade dos meses com menos precipitação. Isso desconsiderando eventuais chuvas que podem ir reabastecendo a cisterna ao longo desses meses.

A ideia Já nos meses de maior precipitação (março, maio, julho e agosto), o excedente de água poderá ser utilizado para abastecer os pavimentos comerciais.

EXPERIMENTOS E ANÁLISES AMBIENTAIS | 145

LAJE EM CLT VIGA EM MLC

PILAR EM MLC

LAJE DE CONCRETO ARMADO VIGA DE CONCRETO ARMADO

PILAR EM CONCRETO ARMADO

Figura 128 - Perspectiva do sistema de coletagem da água das jardineiras Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

Figura 129 - Detalhe em planta demonstrando sistema de irrigação (vermelho) e o sistema de coleta de água para reuso (azul) Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

146 | EXPERIMENTOS E ANÁLISES AMBIENTAIS

Ventilação Natural Dada a prioridade para a insolação como fator crucial para o desenvolvimento do partido projetual, como mecanismo de ganho calor passivo e redução dos gastos energéticos com calefação e iluminação artificial, outra análise a ser feita é em relação à velocidade e temperatura dos ventos, que podem influenciar diretamente no ganho e na perda de calor ao longo do dia, além de auxiliar na renovação do ar interno.

Diante dos resultados obtidos através do uso do plug in LadyBug para Grasshopper, se tem os gráficos das rosas dos ventos (figura 128 e 129) onde cada anel representa uma hora do dia e as cores localizam o sentido proveniente dos ventos.

Ambos os gráficos demonstram que os ventos possuem maior velocidade (figura 128) e maior temperatura (imagem 129) no começo do dia vindo principalmente do sentido sudoeste, que vai decaindo até o final do dia. Portanto, estratégias precisam ser pensadas para permitir a circulação dos ventos quentes nos sentidos principais e barrar ou minimizar os ventos mais frios ao longo do dia. Para isso, esquadrias basculantes automatizadas foram desenvolvidas e dispostas ao longo de toda a envoltória do projeto. Com o auxílio de gráficos desse tipo, se torna mais fácil prever o comportamento dos ventos ao longo do ano e tomar atitudes que aprimorem a performance do projeto.

Ao transpor o volume projetual para o software Autodesk Flow Design (figura 130, 131 e 132), se torna possível visualizar em 3D como a edificação será afetada pelas correntes de vento principais.

Esse estudo possibilita, além do estudo estrutural, no que tange o reforço da estrutura e a criação de mais massa (um problema devido a estrutura estar sendo desenvolvida em madeira), a viabilização de soluções mais precisas para a ventilação natural.

Diante das análises obtidas, os primeiros 4 andares (estritamente de galerias comerciais) terão aberturas basculantes automatizadas para ajudar no controle da temperatura interna e evitar a entrada excessiva de ventos frios mapeados pela rosa dos ventos exposta acima.

A liberdade do indivíduo para a manutenção do próprio conforto é um ideal importante que foi pensando nos ambientes mais privados como a torre corporativa e a torre residencial No edifício empresarial, se terá uma abordagem de uma fachada dupla ventilada, com objetivo de proteção contra ventos fortes através de um primeiro painel externo, e o controle da circulação do ar por uma janela interna, dando total liberdade ao usuário e favorecendo seu conforto ao longo do dia.

Na torre residencial, as janelas serão dispostas a sempre promover uma ventilação cruzada em todos os apartamentos.

EXPERIMENTOS E ANÁLISES AMBIENTAIS | 147

Figura 130 e 131 - Gráficos em formato de rosa dos ventos da velocidade e temperatura respectivamente dos ventos predominantes em Amsterdã.

Fonte: Elaborado pelo autor (2020).

Figura132 - Perspectiva da vista esquerda Fonte: Autodesk Flow Design

Figura 134 - Vista superior Fonte: Autodesk Flow Design

Figura 133 - Perspectiva da vista direita Fonte: Autodesk Flow Design

148 | EXPERIMENTOS E ANÁLISES AMBIENTAIS

Proposta final

1

Figura 135 - Corte perspectivado das estratégias de performance ambiental Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

EXPERIMENTOS E ANÁLISES AMBIENTAIS | 149

2

3-4

150 | EXPERIMENTOS E ANÁLISES AMBIENTAIS

GUARDA-CORPO DE VIDRO EMBUTIDO GUARDA-CORPO DE VIDRO EMBUTIDO DECK DE MADEIRA DECK DE MADEIRA MANTA ALWITRA MANTA ALWITRA PLACA CIMENTÍCIA

0,19

0,57 0,57

METÁLICO RUFOBARROTE METÁLICO RUFO RIPADO EM METÁLICO MADEIRA

ESQUADRIA EMBUTIDA NO FORRO

0,19

CAIBRO 15x6CIMENTÍCIA cm PLACA TERRA CAIBRO 15x6 cm PERFIL METÁLICO "T" COM TERRA PLACA CIMENTÍCIA PERFIL METÁLICO "T" COM BARROTE METÁLICO PLACA CIMENTÍCIA

ESQUADRIA EMBUTIDA NO FOR

12,00 Nível 2 12,00

RIPADO EM MADEIRA IRRIGAÇÃO

0,16

0,16 0,45

ESQUADRIA BASCULANTE AUTOMATIZADA ESQUADRIA BASCULANT AUTOMATIZAD MOTOR

MOTO VIDRO INSULADO

VIDRO INSULA

0,45

0,11 0,47

Nível 2

0,10

ISOLAMENTO IMPERMEABILIZAÇÃO TÉRMICO ISOLAMENTO CHAPA METÁLICA DE TÉRMICO PROTEÇÃO CHAPA METÁLICA DE PROTEÇÃO FORRO EM PAINEL RIPADO FORRO EM PAINEL RIPADO ESQUADRIA BASCULANTE ESQUADRIA AUTOMATIZADA BASCULANTE AUTOMATIZADA LAJE CLT 100mm

0,06

0,74

DRENAGEM IMPERMEABILIZAÇÃO

0,10

RALO ESFÉRICO DRENAGEM

0,06

BIDIM RALOMANTA ESFÉRICO

0,74 0,11 0,47

IRRIGAÇÃO MANTA BIDIM

0,70

PISO ELEVADO COM ISOLAMENTO TÉRMICO E PISO ELEVADO C ACÚSTICO ISOLAMENTO TÉRMICO ACÚSTI CABOS DE CALEFAÇÃO

0,18 0,10 0,18 0,70

0,18 0,10 0,18

CABOS DE CALEFAÇ ESQUADRIA EMBUTIDA NO PISO

CLT 100mm VIGA LAJE MLC COM REFORÇO EM LVL VIGA MLC COM PARA PERFURAÇÕES REFORÇO EM LVL PERFURAÇÕES LAJE PARA CLT 160mm

ESQUADRIA EMBUTIDA NO PI

LAJE CLT 160mm

1 - Figura 136 - Detalhe jardineira | Sem escala Detalhe Floreira com Guarda-Corpo 1 Esc.:Detalhe Floreira Fonte: pelocom autorGuarda-Corpo (2020) : 25 1 1Elaborado

2

Esc.: 1 : 25

Corte Pai Corte P

1 : 25 2Esc.:Esc.: 1 : 25

46,50 46,50

N+09 ESC

N+09 ESC

0,45

FORRO EM MADEIRA RIPADO

0,45

FORRO EM MADEIRA RIPADO

FRESTA PARA ESQUADRIA VENTILADA FRESTA PARA ESQUADRIA VENTILADA PERSIANA PERSIANA ESQUADRIA BASCULANTE PARA VENTILAÇÃO INTERNA ESQUADRIA BASCULANTE PARA VENTILAÇÃO INTERNA

EXT.

0,20

0,20

EXT.

INT.

3,65

3,65

INT.

PISO ELEVADO COM ISOLAMENTO TÉRMICO E PISO ELEVADO COM ACÚSTICO ISOLAMENTO TÉRMICO E ACÚSTICO CABOS DE CALEFAÇÃO CABOS DE CALEFAÇÃO GRELHA PARA VENTILAÇÃO INT.

REVESTIMENTO DE SACRIFÍCIO

0,20 0,45

RUFO LAJE MISTA CLT 100mm + EPS 20mm + 80mm CONCRETO LAJE MISTA CLT 100mm + EPS ARMADO 20mm + 80mm CONCRETO ARMADO REVESTIMENTO DE SACRIFÍCIO

INT.

0,20

EXT.

42,00 42,00

N+08 ESC

N+08 ESC

0,20

RUFO

EXT.

0,45

0,20

GRELHA PARA VENTILAÇÃO

VIGA DE MLC VIGA DE MLC

Painel Empresiarial

4 Esc.:Painel 1138 : 25 - Empresiarial 2 - Figura Detalhe fachada dupla ventilada | Sem escala 4 Esc.: 1 : 25 Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

5

Detalhe E Detalhe

1 : 25 5Esc.:Esc.: 1 : 25

EXPERIMENTOS E ANÁLISES AMBIENTAIS | 151

18,00

0,86

0,86

Nível 3

0,18 0,10 0,18

ESQUADRIA BASCULANTE AUTOMATIZADA

Nível 2

PERFIS "C" PARA FECHAMENTO

0,57

ESQUADRIA EMBUTIDA NO FORRO

12,00

PERFIS METÁLICOS PARA TRAVAMENTO DA ESTRUTURA ISOLAMENTO TÉRMICO

MOTOR

PAINEL OSB3

PERFIL METÁLICO PARA ESTRUTURAÇÃO

VIDRO INSULADO

5,13

5,13

REVESTIMENTO EM PAINEL RIPADO

PISO ELEVADO COM ISOLAMENTO TÉRMICO E ACÚSTICO

PISO ELEVADO COM ISOLAMENTO TÉRMICO E ACÚSTICO

CABOS DE CALEFAÇÃO

CABOS DE CALEFAÇÃO EXT.

INT.

ESQUADRIA EMBUTIDA NO PISO

0,20

ESQUADRIA EMBUTIDA NO PISO

0,20

12,00

0,51

0,51

0,16

0,16

Nível 2

0,15 0,10 0,15

Corte137 Painel Vidro esquadria comercial automatizada | Sem escala Corte Painel Op 3 Esc.: 1 : 25 3 -2Figura - Detalhe Esc.: 1 : 25 Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

46,50 N+09 ESC

18,00

Nível 3

Nível 3

0,86

18,00

VARIÁVEL

0 0,18

PERFIS "C" PARA FECHAMENTO

PERFIS METÁLICOS EXT.PARA TRAVAMENTO DA ESTRUTURA

VARIÁVEL

VARIÁVEL

PAINEL TRANSLÚCIDO

PAINEL OPACO

0,20

ISOLAMENTO TÉRMICO PAINEL OSB3

PERFIL METÁLICO INT. PARA ESTRUTURAÇÃO

AUT

5,13

REVESTIMENTO EM PAINEL RIPADO ESQUADRIA DE ALUMÍNIO

C

VIDRO INSULADO LAMINADO

MONTANTE METÁLICO PARA ESTRUTURAÇÃO

TRILHO EMBUTIDO EM PAINEL OPACO

PERFIS METÁLICOS PARA TRAVAMENTO DA ESTRUTURA

PISO ELEVADO COM ISOLAMENTO TÉRMICO E ACÚSTICO

ISOLAMENTO TÉRMICO PAINEL OSB3

CABOS DE CALEFAÇÃO

42,00

EXT.

0,20

REVESTIMENTO EM PAINEL RIPADO

12,00 Nível 2

0,16

Nível 2

0,51

12,00

INT.

0,19

ESQUADRIA EMBUTIDA NO PISO

N+08 ESC

0,15 0,10 0,15

Detalhe Esquadria Comercial- Planta 5 Esc.: 1 : 25 Corte Painel Opaco 3

Esc.: 1 : 25 139 - Detalhe painel opaco | Sem escala 4 - Figura Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

152 | EXPERIMENTOS E ANÁLISES AMBIENTAIS

Estrutura Toda a estrutura foi pensada com a utilização de madeira engenheirada, CLT para as lajes, paredes e divisórias; e MLC e para as vigas e pilares.

As lajes do 1º ao 5º são feitas de CLT mas, do 6º em diante em ambas as torres, são feitas com CLT com capa de concreto armado para dar maior visto e estabilidade ao conjunto, visto que a madeira se trata de uma matéria prima com uma densidade própria muito baixa em relação aos demais materiais utilizados na construção civil. Todas as vigas com exceção do subsolo são feitas em MLC assim como os pilares, permitidos vão maiores com estruturas mais esbeltas. Os pilares do subsolo são em concreto a fim de se evitar danos a madeira pela maior presença de umidade, visto que o projeto se localiza em uma área próxima a um rio.

Os núcleos rígidos do comercial são feitos inteiramente com CLT. No entanto, os núcleos que atendem as torres são feitos com concreto, também para uma maior estabilidade Como visto anteriormente, as estruturas em MLC podem cobrir grandes vãos sem apoio intermediário com peças mais esbeltas em comparação a outros materiais como aço e concreto, pelo fato de a madeira ter um peso específico muito menor que esses materiais.

A madeira também remete ao conceito de biofilia, atrelada a uma boa iluminação natural, as pessoas se sentem bem e mais confortáveis trabalhando em ambientes com muita presença de madeira, inclusive os funcionários das fábricas onde as peças são produzidas (DIAS, 2020). Além viabilizar uma construção mais limpa e mais rápida, visto que todas as peças são entregues prontas na obra.

EXPERIMENTOS E ANÁLISES AMBIENTAIS | 153

5-6-7

Figura 140 - 3D estrutural Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

154 | EXPERIMENTOS E ANÁLISES AMBIENTAIS

LAJE EM CLT VIGA EM MLC

PILAR EM MLC

LAJE DE CONCRETO ARMADO VIGA DE CONCRETO ARMADO

PILAR EM CONCRETO ARMADO

5 - Figura 141 - Encontro pilar de madeira com pilar de concreto | Sem escala Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

EXPERIMENTOS E ANÁLISES AMBIENTAIS | 155

PILAR MLC

PARAFURO AUTOPERFURANTE CHAPA DE APOIO PISO ACABADO

0,00 Térreo

GRAUTE CONTRAPISO CHUMBADOR LAJE VIGA

ADO

6 - Figura 142 - Encontro pilar de madeira com piso interno | Sem escala Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

PILAR MLC

CONEXÃO METÁLICA

PARAFUSO AUTO ATARRAXANTE PARAFUSO AUTOPERFURANTE

7 - Figura 143 - Encaixe das vigas nos pilares | Sem escala Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

156

PROJETO FINAL

MAHLERL

VEN

THO

BEE

1

AAT

STR 15 2

1

1

DE BOELE

Implantação 0

20

40

60

80

157

LAAN

15 3

4

15

1

15

ELAAN

Figura 144 - Implantação | Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

158 | PROJETO FINAL

2 14

01

03

04

05

06

07

08

09 133,59

66,34 8,00

7,00

9,00

10,34

9,00

10,00

Loja

Loja

Loja

229,66 m�

224,97 m�

193,16 m�

13,00

4 14

Hall Comercial 288,29 m�

Cozinha

Loja

28,02 m�

149,45 m�

Restaurante 189,84 m�

15 2

3 14

Hall Empresarial

+0,00 m

573,97 m�

20,00%

Café 58,01 m�

2 14

1

Planta - Térreo 0

5

10

15

25

PROJETO FINAL | 159

1 14

15 3

10

11

12

13

14

15

16

17

52,25 15,00

11,05

4,80

9,00

11,40

10,94

5,06

7,50

A

Loja

Loja

192,26 m�

124,17 m�

B

4 14

Hall Comercial 255,60 m� 65,06 m�

BB 10,00

Hall Residencial +0,00 m

CC

5,00

Loja 132,01 m�

Loja

C

172,96 m�

D 4

15

DD 10,00 48,07

Loja 69,24 m�

3 14

241,61 m�

E

+0,00 m 3,65

Hall Comercial

Loja

98,47 m�

100,45 m�

5,00

F Loja

20,00%

6,92

G

H

1 14 1

15

Figura 145 - Planta térrea | Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

160 | PROJETO FINAL

2 14

20,00%

4 14

UP

3 14

-3,60 m

Carga e descarga

20,00%

2 14

Planta - 1º Subsolo 0

5

10

15

25

PROJETO FINAL | 161

1 14

4 14

UP

m UP

3 14

20,00%

1 14

4 14

Figura 146 - 1º Subsolo | Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

162 | PROJETO FINAL

2 14

20,00%

20,00%

4 14

-6,60 m

3 14

2 14

Planta - 2º Subsolo 0

5

10

15

25

PROJETO FINAL | 163

1 14

4 14

m

3 14

1 14

Figura 147 - 2º Subsolo | Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

164 | PROJETO FINAL

2 14

20,00%

4 14

-9,60 m

3 14

2 14

Planta - 3º Subsolo 0 4 14

5

10

15

25

PROJETO FINAL | 165

1 14

4 14

3 14

1 14

Figura 148 - 3º Subsolo | Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

166 | PROJETO FINAL

Planta - 1º Pavimento 0

5

10

15

25

PROJETO FINAL | 167

Figura 149 - 1º Pavimento | Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

168 | PROJETO FINAL

Planta - 2º Pavimento 0

5

10

15

25

PROJETO FINAL | 169

Figura 149 - 2º Pavimento | Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

170 | PROJETO FINAL

Planta - 3º Pavimento 0

5

10

15

25

PROJETO FINAL | 171

Figura 149 - 3º Pavimento | Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

172 | PROJETO FINAL

Planta - 4º Pavimento 0

5

10

15

25

PROJETO FINAL | 173

Figura 149 - 4º Pavimento | Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

174 | PROJETO FINAL

Planta - 5º Pavimento 0

5

10

15

25

PROJETO FINAL | 175

Figura 149 - 5º Pavimento | Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

176 | PROJETO FINAL

Group#1

Laje Corporativa +28,70 m

Planta Tipo - Torre Empresarial 0

2

4

6

10

Group#1

Apartamentos +33,50 m

Group#1

Group#1 Group#1

Planta Tipo - Torre Residencial 0

2

4

6

10

Figura 150 e 151 - Plantas tipo | Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

1,20

Lavabo 2,21 m�

2,18

0,16

1,84

0,92

0,80

0,90

2,38

1,73

0,63

PROJETO FINAL | 177

Hall / Vestíbulo 0,75

7,83 m�

Group#1

6,66

4,84 11,50

23,82 m�

Cozinha

3,94

Sala de Estar

4,26

5,56 m�

4,34

Varanda

3,74

1,57

11,56 m�

Sala de Jantar 14,61 m�

5,92

2,63

2,95

0,80

1,10

0,16

0,67

0,70

1,42

0,67

0,70 3,78 m�

1,65

1,28 0,24

1,17

2,54

Banho Suíte 1 0,16

1,5

5,32 m�

0,23

9

3,28

3,2

1,65

Banho Master 5,06 m�

1,3

0,94

5,06

1,64

1,71

1,91

0,80

1,64

5

0,90

3,56

1

0,24

4,80

15,07 m�

0,24

5,67

Suíte 1

0,40

1,36

0,80

1,57

2,4 4

1,40

3,96

2,71

5,53

Suíte Master 25,97 m�

5,8 6

3,2 1

6,6 0 3,4 4

Ampliação - Apartamento Modelo 0

1

2

3

5

Figura 152 - Ampliação | Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

5,80

5,53

3,4 1

15,61

1,65

0,80

5

0,39

Despensa

1,65

0,3

3,97

1,49

0,07

0,16

0,73

178 | PROJETO FINAL

Corte 1 0

10

20

30

Corte 3 0

10

20

30

50

Figura 153 e 154 - Elevações | Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

50

PROJETO FINAL | 179

Corte 2 0

10

20

30

Corte 4 0

10

20

30

50

Figura 155 e 156 - Elevações | Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

50

180 | PROJETO FINAL

Elevação Sul 0

10

20

30

50

Elevação Oeste 0

10

20

30

Figura 157 e 158 - Elevações | Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

50

PROJETO FINAL | 181

Elevação Leste 0

10

20

30

Elevação Norte 0

10

20

30

50

Figura 159 e 160 - Elevações | Fonte: Elaborado pelo autor (2020)

50

182

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