Ensaios e Ciência: Ciências Biológicas,
Agrárias e da Saúde
ISSN: 1415-6938
[email protected]
Universidade Anhanguera
Brasil
Maragno Vieira, Gogliardo
Adequação bioclimática da arquitetura de Mato Grosso do Sul
Ensaios e Ciência: Ciências Biológicas, Agrárias e da Saúde, vol. 6, núm. 3, 2002, pp. 13-37
Universidade Anhanguera
Campo Grande, Brasil
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ADEQUAÇÃO
BIOCLIMÁTICA DA ARQUITETURA DE
MATO GROSSO
DO
SUL
Gogliardo Vieira Maragno
Coordenador da Pesquisa
Colaboraram com a pesquisa os professores José Alberto Ventura Couto e Gutemberg
Weingartner.
Curso de Arquitetura e Urbanismo na Universidade para o Desenvolvimento do Estado e
da Região do Pantanal.
e-mail [email protected]
RESUMO
Este trabalho objetivou pesquisar a
adequação bioclimática da arquitetura a
partir do estudo de caso específico das
cidades de Mato Grosso do Sul. Partiu-se da
premissa de que a abordagem bioclimática
na arquitetura permite que as edificações
possam relacionar-se com o meio ambiente
em maior harmonia além de proporcionar
conforto ambiental e preservação de
energia. Esta abordagem se dá através da
aplicação consciente de soluções projetuais
e de materiais construtivos adequados às
características climáticas locais utilizando
recursos geralmente renováveis como o sol,
o vento e a vegetação. Desta maneira é
possível propiciar o desejado conforto aos
usuários, além de contribuir para a redução
do consumo de energia e a preservação da
natureza. A pesquisa constata que em
muitas situações a abordagem bioclimática
não é empregada por indisponibilidade de
dados climáticos organizados que permitam
uma aplicação direta, como subsídio de
projeto, por parte dos arquitetos e
urbanistas. Ao sistematizar as informações
climáticas, bem como as estratégias
adequadas de projeto, ilustradas com
exemplos positivos e negativos da
arquitetura praticada em oito cidades de
Mato Grosso do Sul, a pesquisa
disponibiliza um importante instrumento
auxiliar de projeto à profissionais,
estudantes e pesquisadores da área na
busca da qualidade do ambiente construído.
PALAVRAS CHAVE
Arquitetura,
arquitetura bioclimática,
Mato Grosso do Sul.
14
ABSTRACT
The aim of this study is to research the bioclimatic suitability of architecture as shown
by the specific case-study of some towns in
Mato Grosso do Sul. The underlying idea is
that the bio-climatic approach to architecture
allows that buildings have a more
harmonious relationship with their
environment at the same time that provides
environmental well-being and energy
conservation. This approach takes place by
consciously applying design solutions and
building materials which are suitable to the
local climatic characteristics using
renewable resources, in general, such as
the sun, the wind and the vegetation.
Therefore it becomes feasible to offer
valuable well-being for the users besides
contributing for the reduction of energy
consumption and to nature conservation.
The study comes to the conclusion that in
many situations the bio-climatic approach is
not employed due to unavailability of
organized climatic data that would allow for
their direct application on design on the part
of architects and urban planners. The
systematization of the climatic information
carried out by this study, as well as the
suitable design strategies offered, together
with the illustrations given by positive and
negative examples in the architecture as
practiced in eight towns in Mato Grosso do
Sul, make available to professionals,
students and researchers in the field an
important design tool in their search for
quality of the built environment.
KEY-WORDS
Architecture,
bio-climatic architecture,
Mato Grosso do Sul.
Ensaios e ci., Campo Grande - MS, v. 6, n.3, p. 13-37, dez. 2002
1
INTRODUÇÃO
Há milhares de anos o homem observa a natureza e compreende que a
vida e a energia procedem do Sol, que atua diretamente na constituição dos climas.
Acredita-se que Sócrates (470-399 a.C.) tenha sido o primeiro filósofo a descrever
alguns princípios fundamentais relacionando o clima às edificações:
Nas casas com orientação Sul, os raios de sol penetram nos pórticos
durante o inverno, mas no verão o movimento do sol está diretamente
sobre nossas cabeças e nossos telhados, produzindo sombra. Se é
assim, esta é a melhor maneira: podemos fazer construções mais altas
no Sul, para captar o sol no inverno, e mais baixas no lado Norte, para
excluir os ventos frios.
Vitrúvio (1999), na primeira parte de seu tratado De Architectura Libri
Decem defende que a boa arquitetura está sempre apoiada em três atributos:
firmitas, utilitas et venustas1 , e defende que o lugar escolhido para edificar uma
construção ou uma cidade deve ser salubre e voltado para regiões do céu nem
muito quentes nem muito frias. Alberti (1986), já no início de sua obra De re
aedificatoria2, demonstra preocupações semelhantes evidenciadas no próprio
título do segundo capítulo: Da Região, do Clima do Ar, do Sol e dos Ventos, onde
trata das regiões satisfatórias para se construirem edifícios em relação às
influências do clima sobre as pessoas e os edifícios.
Estes exemplos distanciados entre si e de nossos dias por centenas ou
milhares de anos confirmam que a análise do clima e suas relações com a
arquitetura não são preocupações recentes. A arquitetura tem procurado ao longo
da história desenvolver meios de controle ambiental que possam oferecer abrigo
e conforto aos homens, e o clima de cada lugar tem sido fator determinante na
definição das concepções arquitetônicas, dos materiais, das técnicas construtivas
e das instalações prediais. Conhecer o clima de um lugar e saber relacioná-lo à
prática projetual constituí cada vez mais um diferencial da boa arquitetura.
Gonzales et al. (1986) observam que ao reconhecer a importância do
1
Solidez, utilidade e beleza.
2
Leon Batista Alberti: Manuscrito de 1452, publicado pela primeira vez em1485.
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ambiente, e particularmente do clima, na solução física dos lugares que serão
habitados pelo homem pode-se mais eficazmente alcançar a organização dos
espaços, de maneira que reúnam características específicas para satisfazer os
diferentes tipos de necessidades humanas e entre elas a do bem-estar térmico.
Entre o final do século XIX e início do século XX, os notáveis avanços tecnológicos
levaram gerações de arquitetos a acreditar que a solução dos problemas
ambientais dar-se-ia preferencialmente com a utilização de máquinas e
equipamentos movidos a algum tipo de energia disponível e, portanto, o
condicionamento ambiental deixava de ser assunto dos arquitetos e sua solução
dar-se-ia posteriormente, sob a responsabilidade de outros profissionais.
Na década de 70, as crises do petróleo despertaram a consciência de
que as fontes de energia utilizadas no condicionamento artificial não eram
inesgotáveis vindo a contribuir para uma revalorização da arquitetura integrada
ao clima atenta às questões ambientais. Contraditoriamente, esta retomada
ocorreu com maior ênfase nos países mais desenvolvidos, com maior acesso à
energia. Assim, as pesquisas voltadas para os seus climas, normalmente frios
ou temperados, foram mais intensas do que as voltadas para os climas tropicais,
que predominam nos países não desenvolvidos. Atualmente, esses países
também têm despendido seus esforços, entre eles o Brasil. A escassez na oferta
de energia elétrica durante o ano 2001 em nosso país e a incerteza sobre a
disponibilidade de energia no futuro próximo acarretaram uma atenção ainda maior
para o tema, estimulando a busca por soluções que favoreçam a redução do
consumo de energia.
Paralelamente, as exigências em relação ao conforto ambiental por parte
da população são crescentes. A alternativa que se apresenta no campo da
arquitetura e urbanismo é a do bioclimatismo, ou seja, uma arquitetura que busca
contrapor-se à utilização da tecnologia de forma arbitrária e exagerada com
desconhecimento ou descaso quanto às características climáticas do lugar e
seus efeitos sobre as edificações. Postura que leva quase sempre a uma
arquitetura imprópria para o homem e altamente consumidora de energia.
Atualmente o que se procura é o estabelecimento de critérios e estratégias
de projeto acessíveis a todos e que proporcionem uma arquitetura que se
16
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identifique com o lugar e, portanto, seja muito mais eficiente, tanto do ponto de
vista do bem-estar térmico quanto do uso de energia. Neste sentido, a avaliação
das condições climáticas é necessária ao estabelecimento de análises
comparativas entre as condições ambientais existentes e as necessidades dos
indivíduos para a realização de suas atividades cotidianas.
Neste trabalho, buscou-se, por meio da abordagem bioclimática, iniciar
uma sistematização de dados climáticos para definição de critérios gerais
recomendados à arquitetura nas diferentes regiões de Mato Grosso do Sul.
2
O CONFORTO TÉRMICO
A ASHARAE3 define conforto térmico como um estado de espírito que
reflete satisfação com o ambiente térmico que envolve a pessoa (apud
GOULART; LAMBERTS; FIRMINO, 1994). Há um projeto de norma técnica em
análise no Comitê Brasileiro de Construção Civil da ABNT4 , desde 1998, sobre o
desempenho térmico de edificações onde conforto térmico é definido como” [...]
a satisfação psicofisiológica de um indivíduo com as condições térmicas do
ambiente”. Xavier (1999) especifica que o conforto térmico pode ser estudado
sob dois pontos de vistas fundamentais: o pessoal e o ambiental sendo que, em
relação ao pessoal, Fanger (1972) o define como “[...] sendo uma condição da
mente que expressa satisfação com o ambiente térmico”. Esta sua definição
pode ser encontrada tanto em textos sobre o assunto, quanto como referência
em muitas normas técnicas em todo o mundo, inclusive as da ASHRAE. Alguns
autores, como Rohles (apud XAVIER, 1999), advertem que é necessário analisar
conjuntamente a temperatura do corpo e as sensações relatadas pelas pessoas,
ou seja, a condição do corpo e a condição da mente. Sob o ponto de vista
ambiental, o conforto é definido como “[...] o estado térmico para determinado
ambiente, com relação às suas variáveis físicas, quando um menor número de
pessoas estejam insatisfeitas com o mesmo” (FANGER, 1972).
3
American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers
4
Projeto 02:135.07:1998 da Associação Brasileira de Normas Técnicas
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As condições do ambiente atuam sobre os fatores de conforto de um
indivíduo e influenciam sua apreciação sobre o mesmo, sendo que, o mesmo
espaço pode apresentar respostas muito diferentes conforme as condições
especiais dos usuários. Serra e Coch (1995), classificam estas condições em
três grupos descritos a seguir:
a)
condições biológica/fisiológicas: hereditariedade, sexo, idade etc.;
b) condições sociológicas: tipo de atividade, educação ambiente
familiar, moda, tipo de alimentação etc.;
c)
3
condições psicológicas: variáveis para cada usuário.
A ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA
A arquitetura é considerada bioclimática quando está baseada na correta
aplicação de elementos arquitetônicos e tecnologias construtivas em relação
às características climáticas, visando otimizar o conforto dos ocupantes e o
consumo de menos energia. O termo bioclimático foi cunhado por Victor Olgyay
em suas pesquisas desenvolvidas com seu irmão Aladar no MIT e publicadas
no início da Década de 50 (OLGYAY; OLGYAY, 1957; OLGYAY, 1998). Izard e
Guyot (1980) estabelecem como boa arquitetura bioclimática “[...] aquela que
permite que um edifício se beneficie de ambientes interiores próximos ao
conforto para uma margem de variação das condições exteriores bastante
amplos, sem o recurso do condicionamento de ar artificial.” Para Watson e
Labs (apud ANDRADE, 1996) o projeto bioclimático é aquele cuja fonte ou
recurso encontra-se no microclima de seu sítio, onde deverá ser implantado e
apresenta um fluxo natural de energia ao redor da edificação criado por meio de
uma total integração do sol, vento, precipitação e o resultado das temperaturas
do ar e da terra. Bogo et al. (1994) descrevem o bioclimatismo como o princípio
de concepção em arquitetura que pretende utilizar, por meio da própria
arquitetura, os elementos favoráveis do clima com o objetivo de satisfazer as
exigências de bem-estar higrotérmico.
18
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4
ÍNDICES DE CONFORTO TÉRMICO E CARTAS BIOCLIMÁTICAS
O ponto de partida para o estabelecimento das condições de conforto
térmico será a definição de variáveis e parâmetros que possam estabelecer
condições adequadas em relação ao comportamento térmico do ser humano
diante do ambiente térmico. Nesse aspecto, os diferentes índices de conforto
procuram englobar o efeito conjunto destas variáveis através de diferentes
abordagens e metodologias. A aplicação destes índices permite que se
estabeleçam zonas de conforto térmico delimitadas graficamente sobre
nomogramas ou cartas e diagramas que limitam os parâmetros físicos e as
definem. As cartas bioclimáticas, por sua vez, são elaboradas a partir das zonas
de conforto térmico e proporcionam de maneira integrada informações sobre
comportamento climático do entorno e previsão de estratégias para a correção
desse comportamento quando fora da zona correspondente ao conforto térmico.
Bogo et al. (1994) analisaram as aplicações de diversas cartas bioclimáticas e
concluíram que a de Givoni revista em 1992 (GIVONI, 1998) era a mais adequada
para países em desenvolvimento, como o Brasil. Baseados nesta conclusão,
Lamberts, Dutra e Pereira (1997) empregaram-na nos estudos sobre eficiência
energética e, especialmente, no programa computacional ANALISYSBIO 3.0. que
permite, a partir de dados climáticos locais, a construção de cartas bioclimáticas
com as estratégias passivas e ativas recomendadas aos projetos de arquitetura.
Pelo exposto, ressaltamos que as cartas bioclimáticas facilitam as análises
das características climáticas de um clima local conhecido sob o ponto de vista do
conforto humano especificando diretrizes de projeto para maximizar o conforto
interior de edifícios não condicionados mecanicamente. No presente trabalho
seguimos as recomendações dos autores acima citados utilizando a carta de Givoni.
5
ESTRATÉGIAS ARQUITETÔNICAS PARA O CONFORTO
TÉRMICO
Um dos principais objetivos do condicionamento térmico natural é a
adequação do edifício às solicitações do meio externo para satisfazer da melhor
maneira possível as exigências térmicas das pessoas que o utilizam (RIVERO,
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19
1985). Inúmeras soluções de projeto arquitetônico afetam o condicionamento
interno do edifício. Podemos citar quatro formas de interação entre o edifício e o
ambiente que são afetadas diretamente por estas soluções:
a)
efetiva exposição solar dos elementos opacos e transparentes dos
envoltórios;
b)
efetivo ganho de calor solar dos edifícios;
c)
razão entre o ganho e a perda de calor do ar ambiente;
d)
potencial de ventilação natural e refrigeração passiva do edifício.
As variáveis de projeto de maior relevância que interferem nas interações
acima são:
a)
forma do edifício;
b)
orientação e condições de sombreamento das aberturas;
c)
orientação e cor dos fechamentos opacos;
d)
dimensão e localização das aberturas em relação às condições de
ventilação;
e)
ventilação interna considerando-se seu efeito na temperatura interna
do edifício;
f)
características térmicas dos materiais quanto aos ganhos e perdas
de calor;
g)
revestimento da área de entorno do edifício e paisagismo (GIVONI, 1998).
Algumas dessas variáveis podem agir combinadamente intensificando o
efeito desejado, enquanto outras podem agir em oposição determinando uma
avaliação cuidadosa por parte dos arquitetos visando escolher aquelas que
apresentem o melhor resultado final.
6
CLASSIFICAÇÕES CLIMÁTICAS E CLIMA EM MATO GROSSO
DO SUL
Considerando-se que o clima de uma localidade é a síntese de todos os
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elementos climáticos em uma combinação específica determinada pela interação
de todos os agentes e fatores envolvidos nos processos climáticos, suas
classificações surgem da necessidade de sintetizar e agrupar elementos
climáticos similares em tipos específicos de climas a partir dos quais as regiões
climáticas são mapeadas.
Segundo Ayoade (1998), a classificação climática, apesar de conveniente,
constitui um exercício extremamente difícil, tendo em vista que todas elas são artificiais,
já que os limites são impostos pelos pesquisadores e são, quase sempre, subjetivos.
Os elementos mais freqüentes usados na caracterização dos climas são temperatura
e precipitação pluvial utilizando-se, com freqüência, apenas seus valores médios.
Dentre as inúmeras abordagens utilizadas para a classificação dos climas existem
duas fundamentais: a genética e a genérica (ou empírica), descritas abaixo.
a)
Classificações Genéticas – são baseadas nos controles climáticos,
ou seja, nos fatores que determinam ou causam os diferentes climas.
b) Classificações Genéricas ou Empíricas – são baseadas nos
próprios elementos climáticos observados ou em seus efeitos sobre
a vegetação ou o homem. Constituem, na realidade, classificações
biometereológicas quanto à natureza, sendo chamadas de
bioclimáticas na arquitetura por se basearem no conforto fisiológico
humano, nos tipos de construção para a conservação deste conforto
em níveis satisfatórios ou nos requisitos de vestuário.
Mato Grosso do Sul está localizado entre as latitudes 17o e 24oS na região
Centro-Oeste do Brasil junto com Goiás, Mato Grosso e Distrito Federal. Sua
extensão territorial corresponde a 18% da Região Centro-Oeste e 4,19% do Brasil,
com 358.158,7 km². Vinte e cinco por cento deste total correspondem ao Pantanal
sul-mato-grossense, com 89.318 km². O Estado é dividido em duas grandes
bacias hidrográficas: a do Rio Paraná - constituída basicamente de chapadões,
planaltos e vales - e a do Rio Paraguai, constituída de patamares, depressões e
depressões interpatamares, formando o Pantanal nas regiões chaquenha e
pantaneira. No estudo de seu clima, pesquisamos diferentes formas de
classificações que podem lhe ser atribuídas.
Na classificação de Gorou e Bernardes (apud HERTZ, 1998) o território
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21
de Mato Grosso do Sul é alcançado por dois tipos de clima: a) o tropical úmido
com estação seca e chuvas de verão, correspondendo praticamente à área do
Pantanal e, b) o tropical úmido de altitude, no restante do Estado.
Para o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (1990) o Estado de
Mato Grosso do Sul compreende o clima Tropical Brasil Central subdividido da
seguinte forma: a) quente, úmido com 3 meses secos no Pantanal e limites norte/
nordeste; b) subquente, úmido com 1 a 2 meses secos na faixa central e leste, e;
c- subquente, úmido com 3 meses secos nas regiões sul e sudoeste.
Na classificação de KÖPPEN, adotada em grande número de publicações
e que leva em consideração o relevo, regime de chuvas e temperatura, encontramos
dez diferentes tipos de clima no Brasil, dois deles presentes em Mato Grosso do
Sul: a) Aw, com temperaturas elevadas com chuva no verão e seca no inverno e;
b) Cfa, com temperatura moderada, chuvas bem distribuídas e verão quente.
Compreendem respectivamente as regiões norte e sul do Estado.
A classificação proposta por STRAHLER (apud LAMBERTS; DUTRA;
PEREIRA, 1997) vem sendo mais largamente utilizada no Brasil e baseia-se na
origem, natureza e movimentação das massas de ar. Nela o País é dividido em
seis regiões básicas, duas delas presentes em Mato Grosso do Sul: tropical e
tropical de altitude.
Porém, será no Atlas Multirreferencial de Mato Grosso do Sul
(SECRETARIA DE PLANEJAMENTO E COORDENAÇÃO GERAL DE MS, 1990),
que poderemos encontrar uma análise mais detalhada do clima no Estado. Nele
se pode observar a variação mesoclimática com as seguintes divisões:
a)
Úmido – com índice efetivo de umidade com valores anuais variando
de 40 a 60. A precipitação pluviométrica anual varia entre 1750 e
2000mm, com excedente hídrico de 1200 a 1400mm durante 7 a 8
meses e deficiência hídrica de 200 a 350mm durante 3 meses.
b)
Úmido a Subúmido – com índice efetivo de umidade com valores anuais
variando de 20 a 40. A precipitação pluviométrica anual varia entre 1500
e 1750mm, com excedente hídrico de 800 a 1200mm durante 5 a 6
meses e deficiência hídrica de 350 a 500mm durante 4 meses.
22
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c)
Subúmido – com índice efetivo de umidade com valores anuais
variando de 0 a 20. A precipitação pluviométrica anual varia entre 1200
e 1500mm, com excedente hídrico de 400 a 800mm durante 3 a 4
meses e deficiência hídrica de 500 a 650mm durante 5 meses.
d)
Subúmido a Semi-Árido – com índice efetivo de umidade com valores
anuais variando de –20 a 0. A precipitação pluviométrica anual varia
entre 800 e 1200mm, com excedente hídrico de 100 a 400mm durante
2 meses e deficiência hídrica de 650 a 750mm durante 6 meses.
Zavatini (apud DIAS; MERCANTE; LAURINO, 2001), afirma que Mato
Grosso do Sul situa-se em uma área de transição climática sofrendo a atuação
de diferentes massas de ar. O Estado situa-se em uma zona de encontro de
diversas massas que atuam no território brasileiro sendo cortado por uma Faixa
Zonal Divisória, preconizada por Monteiro (1991). Para Zavantini (apud DIAS;
MERCANTE; LAURINO, 2001) os dois tipos de climas presentes no território de
Mato Grosso do Sul são:
a)
Climas Tropicais Alternadamente Secos e Úmidos:
a.1) com destacada atuação da Massa Tropical Atlântica, abrangendo
o nordeste do Estado de Sonora até Brasilândia;
a.2) com participação efetiva da Massa Tropical Continental e
esporádica da Massa Equatorial Continental, abrangendo a região
central do Pantanal (praticamente todo o município de Corumbá),
o vale do Coxim e Alto Taquari e os municípios entre esta região
e Campo Grande.
b) Climas Subtropicais Úmidos:
b.1) com predominância da Massa Polar Atlântica e participação
efetiva da Massa Tropical Continental, abrangendo a região
sudoeste - extremo sul do Pantanal, os médios vales do
Aquidauana e Miranda e o Planalto da Bodoquena;
b.2) com atuação equilibrada das Massas Tropical Atlântica e Polar
Atlântica, abrangendo as regiões centro-sul e sudeste do Estado.
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Figura 1 - Mapa de MS com a Classificação Climática de Base Genética proposta por Zavatini
Fonte: Dias, Mercante e Laurino(2001)
Finalmente, o projeto de norma brasileira sobre desempenho térmico de
edificações propõe a divisão do território brasileiro em oito zonas relativamente
homogêneas quanto ao clima (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS
TÉCNICAS, 1998)5 . Para o estabelecimento destas oito zonas o território brasileiro
foi dividido em 6500 células caracterizadas por sua posição geográfica e por três
de suas variáveis climáticas: médias mensais das temperaturas máximas, médias
mensais das temperaturas mínimas e médias mensais das umidades relativas do
ar. Deste total de células, em 330 delas pode-se contar com dados das Normais
Climatológicas fornecidas pelo Instituto Nacional de Metereologia (1992). Para todas
as demais células, utilizou-se o método de interpolação para estimar o seu clima.
Desta forma, nove cidades de Mato Grosso do Sul foram listadas e
5
Desde 1998 e até a conclusão desta pesquisa o presente projeto ainda encontrava-se em
análise pelo Comitê Brasileiro de Construção Civil e não havia ainda sido aprovado.
24
Ensaios e ci., Campo Grande - MS, v. 6, n.3, p. 13-37, dez. 2002
classificadas em quatro diferentes zonas: Dourados e Ponta Porã na Zona
Bioclimática 3; Aquidauana e Ivinhema na Zona 5; Campo Grande, Coxim, Paranaíba
e Três Lagoas na Zona 6, e Corumbá na Zona 8.
7
ADEQUAÇÃO BIOCLIMÁTICA EM MATO GROSSO DO SUL
Os dados do clima têm maior utilidade quando comparados com valores
padrões ou normais estabelecidos por períodos estandardizados similares para todos
os países (INSTITUTO NACIONAL DE METEREOLOGIA, 1992). Para que sejam
considerados como “normais climatológicas”, segundo o padrão internacional aceito,
é preciso que os dados refiram-se a períodos padronizados de trinta anos. Assim o
Instituto Nacional de Meteorologia − INMET − normalizou dados de 209 estações
meteorológicas distribuídas em todo o território nacional do período de 1961 a 1990.
São dados referentes a nove parâmetros meteorológicos e valores extremos de
temperatura e precipitação de duzentas e nove estações meteorológicas pertencentes
ao Departamento Nacional de Meteorologia do Ministério da Agricultura e Reforma
Agrária. Deste total oito estações estão localizadas em cidades de Mato Grosso do Sul
– Campo Grande, Corumbá, Coxim, Dourados, Ivinhema, Paranaíba, Ponta Porã e
Três Lagoas. Destas somente Campo Grande, Ponta Porã e Três Lagoas possuem
dados do período completo, enquanto as demais possuem dados a partir do início da
década de 70, porém, todas elas, com mais de 15 anos de amostragem.
Ao buscarmos identificar as exigências de adequação ambiental para definir
as estratégias projetuais na arquitetura de Mato Grosso do Sul com suas
peculiaridades e nuances ao enfoque bioclimático, utilizamos a seguinte
metodologia:
a)
levantar os dados das variáveis climáticas disponíveis para as cidades
do Estado;
b)
identificar as características comuns de clima nas diversas regiões
procurando estabelecer regiões bioclimaticamente homogêneas;
c)
levantar e apontar as estratégias adequadas para cada tipo de clima;
d)
demonstrar e ilustrar as estratégias recomendadas para aplicações em
projetos;
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e)
comparar as estratégias recomendadas com a arquitetura atualmente
praticada no Estado, por meio de exemplos - positivos e negativos - quanto
à adequação;
f)
diagnosticar a situação atual da arquitetura do Estado em relação ao
bioclimatismo oferecendo alternativas para seu aperfeiçoamento.
Foram estudadas as características geográficas (latitude, longitude e
altitude), população, mapa de localização, classificações climáticas; normais e
gráficos climáticos, carta bioclimática, estratégias bioclimáticas de projeto,
ilustrações com exemplos da arquitetura atual para cada uma das oito cidades.
Para aquelas que não dispunham de Normais a pesquisa apontou uma
aproximação para cada uma das oito já citadas consideradas então como pólos
bioclimáticos. Nesta aproximação foi estudada especialmente a classificação
climática de base genética proposta por Zavantini (apud DIAS; MERCANTE;
LAURINO, 2001), complementada com uma análise das demais características
geográficas presentes. Esta divisão aproximada por suas características mesmo
não apresentando elevada precisão pode a partir de agora servir como um
instrumento auxiliar na definição das estratégias bioclimáticas para cada município
de Mato Grosso do Sul até que todos eles possam dispor de dados próprios.
As estratégias bioclimáticas foram extraídas das seguintes fontes:
programa Analysis Bio (LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 1997), projeto de norma
técnica sobre o desempenho térmico das edificações (ASSOCIAÇÃO
BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 1998) e Acondicionamiento Bioclimático
(BINELLI, 1995).
26
Ensaios e ci., Campo Grande - MS, v. 6, n.3, p. 13-37, dez. 2002
Figura 2 - Regiões Bioclimáticas Atribuídas em Mato Grosso do Sul
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ESTRATÉGIAS BIOCLIMÁTICAS DO “ANALYSIS BIO”
O programa Analysis Bio foi desenvolvido por pesquisadores do LabEEE
- Laboratório de Eficiência Energética em Edificações da Universidade Federal
de Santa Catarina (LAMBERTS et al., [199-]). Seu objetivo é propiciar uma análise
rápida das estratégias bioclimáticas visando uma melhor adaptação das
edificações ao clima local, através da avaliação de dados climáticos plotados
sobre uma carta bioclimática.
Conforme mencionado anteriormente, o Programa utiliza a carta revista
por Givoni com limites máximos de conforto expandidos, tendo em vista a
aclimatação dos habitantes de países em desenvolvimento e de clima quente. O
método utilizado é apropriado para projetos residenciais e para o caso de
edificações de comércio e serviço há limitações, pois não são considerados os
aumentos de geração de calor internos a partir dos equipamentos e dos ocupantes.
Ao método de Givoni foi combinado o de Watson e Labs (apud ANDRADE, 1996)
pelo tipo de dados climáticos indicados. O programa utiliza dois tipos de dados
climáticos: a) Test Reference Year (TRY) – com informações climáticas para as
8.760 horas do ano e; b) Normais Climatológicas (1961 - 1990) - com valores
médios mensais das principais variáveis climáticas.
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Os resultados obtidos através dos dados TRY são mais detalhados e exatos
que aqueles obtidos através das Normais, porém são poucas as cidades brasileiras
que dispõem de valores horários das variáveis climáticas (aproximadamente 16). São
utilizados os dados das Normais quando não se dispõem de dados horários para o
local desejado, porém, por empregar valores médios de temperatura e umidade, os
resultados são menos precisos do que a análise utilizando-se dados horários TRY.
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ESTRATÉGIAS BIOCLIMÁTICAS SEGUNDO O PROJETO DE
NORMA DE DESEMPENHO TÉRMICO DAS EDIFICAÇÕES
Esta norma, ainda em fase de anteprojeto, além de propor a divisão do
território brasileiro em oito zonas relativamente homogêneas quanto ao clima
(ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 1998) estabelece um
conjunto de recomendações e estratégias construtivas destinadas às habitações
unifamiliares de interesse social. Na definição das zonas bioclimáticas foram, da
mesma forma que no Analysis Bio, utilizados dados TRY e Normais. As
recomendações referem-se a questões como: tamanho das aberturas em relação
às áreas de piso, sombreamento das aberturas e valores de transmitância
térmica, atraso térmico e fator de calor solar para as paredes e coberturas.
A base utilizada também é a carta de Givoni com zonas e estratégias
semelhantes: A. Zona de aquecimento artificial (calefação); B. Zona de
aquecimento solar da edificação; C. Zona de massa térmica para aquecimento;
D. Zona de Conforto Térmico (baixa umidade); E. Zona de Conforto Térmico; F.
Zona de desumidificação (renovação do ar); G + H. Zona de resfriamento
evaporativo; H + I. Zona de massa térmica de refrigeração; I + J. Zona de ventilação;
K. Zona de refrigeração artificial.
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ANÁLISES BIOCLIMÁTICAS PROPOSTAS POR BINELLI
Binelli (1994) em sua obra Acondicinonamento Bioclimático, ao analisar os
bioclimas presentes no território mexicano, define estratégias a partir da seguinte
metodologia: a) relação e descrição sumária dos requerimentos de cada bioclima; b)
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seleção dos fatores climáticos; c) determinação das variáveis de condicionamento
do edifício ao bioclima; d) proposição de variáveis de projeto arquitetônico. A principal
diferença em relação aos demais métodos é que o autor apresenta uma espécie de
catálogo gráfico com a demonstração das estratégias projetuais recomendadas
facilitando sua consulta e utilização no processo de elaboração de projetos.
Figura 3 - Exemplos de Recomendações Gráficas: ventilação cruzada passando pelos ocupantes
e seguindo o eixo eólico, para todo o Estado
Fonte: Adaptação do material de Binelli (1994).
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CONCLUSÕES
Ao denominarmos esta pesquisa de Adequação Bioclimática da
Arquitetura de Mato Grosso do Sul , procuramos deixar evidente, não
pretendíamos tratar especificamente do bioclimatismo, como uma disciplina
autônoma, mas sim da arquitetura. Tanto da arquitetura que efetivamente vem
sendo praticada, quanto daquela que deveria estar sendo realizada no Estado.
Da boa arquitetura em suma, já que desde a antiguidade reconhece-se que a boa
arquitetura é a que atende aos princípios adotados pelo bioclimatismo e que
respondem com eficiência sua premissa básica: oferecer abrigo ao homem.
Ruiz-Larrea (1998), em suas reflexões sobre a arquitetura bioclimática
lembra que nós, homens, e a natureza que habitamos compartilhamos leis e
estruturas comuns que nos fazem, na realidade, ser a mesma coisa. Assim, ao
buscarmos uma adequação bioclimática da arquitetura estaremos na verdade
buscando a reconciliação da forma, da matéria e da energia que em algum momento
do século XX durante o auge do Movimento Moderno estiveram dissociados.
Além desta abordagem há questões pragmáticas. Segundo Lamberts,
Dutra e Pereira (1997), 42% da energia consumida no Brasil é utilizada nas
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edificações. Boa parte tem sido gasta nos equipamentos eletroeletrônicos que
fazem parte de nosso dia-a-dia, porém uma parcela considerável é consumida
em iluminação, aquecimento ou refrigeração de ambientes. Sem dúvida, uma
boa parte deste consumo poderia ser reduzido através de um maior cuidado dos
arquitetos quanto às questões projetuais relacionadas ao clima e suas relações
com o conforto e a preservação de energia.
Neste aspecto, Mato Grosso do Sul, pela sua localização latitudinal
caracteriza-se como uma região de transição entre os climas quentes das latitudes
baixas e os climas mesotérmicos de tipo temperado das latitudes médias (NIMER
apud QUADRO et al., 1996); foi o que se pode constatar, ao analisarmos as
características climáticas das diferentes regiões do Estado que propomos
dividirem quatro grupos:
a)
Região oeste, compreendendo o Pantanal e incluindo Corumbá.
b)
Região centro-norte, incluindo Campo Grande localizada exatamente
sobre a linha divisória, Coxim, e Ivinhema (esta mais a sudeste).
c)
Região nordeste, incluindo Paranaíba e Três Lagoas.
d)
Região sul, incluindo Dourados e Ponta Porã.
Há certa homogeneidade climática entre as regiões em relação a algumas
variáveis como a temperatura, elevada em todas elas podendo, no entanto, serem
destacados alguns aspectos diferenciadores: menor umidade e pluviosidade na
região nordeste e inverno com temperaturas mais baixas na região sul, porém
mantendo as temperaturas elevadas no restante do ano.
Estas características genéricas determinam as seguintes estratégias
gerais para projeto em todo o Estado:
a)
Necessidade de sombreamento das paredes, coberturas e
principalmente as aberturas, praticamente todo o ano e em todas as
regiões, excetuando-se a região sul durante os meses mais frios
quando há necessidade de aquecimento passivo.
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Figura 4 - Residências: Campo Grande com sombreamento ano todo e, Dourados somente no
verão
b)
Utilização prioritária da ventilação cruzada como uma das principais
estratégias, excetuando-se os períodos em que a temperatura externa
é superior a interna (mais comum na região nordeste), e os dias, mas
principalmente as noites frias de inverno em quase todas as regiões.
c)
Utilização da massa térmica na cobertura e paredes da edificação
proporcionando amortecimento e atraso em relação ao calor do
ambiente externo.
Figura 5 - Edificação popular em Campo Grande com massa térmica insuficiente compensada
pelo aproveitamento da sombra da árvore
d)
Utilização do resfriamento evaporativo através da ventilação proveniente
de superfícies de água e áreas densamente arborizadas no período
quente das estações secas.
Além destas estratégias gerais a pesquisa apresenta as cartas bioclimáticas
de cada região, seus dados climáticos sistematizados e principalmente as estratégias
de projeto específicas, estas em forma gráfica que poderá constituir uma cartilha auxiliar
a estudantes e arquitetos.
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Ao levantarmos a arquitetura praticada por arquitetos e não arquitetos no Estado,
seja a denominada erudita ou a espontânea, verificamos que, muitas vezes, as soluções
adequadas são ignoradas ou desprezadas. Ao tentarmos encontrar os motivos para
essa atitude, apoiamo-nos em Tombazis (1995), que aponta algumas razões para que
muitos arquitetos, inclusive os mais prestigiosos, não tenham a abordagem bioclimática
como um importante, mas logicamente não exclusivo, parâmetro em seu trabalho. A
primeira razão seria a formação acadêmica dos próprios arquitetos que durante um
período não oferecia aos estudantes contato com os princípios e filosofia da abordagem
bioclimática, ou se o fazia, o mesmo se dava de maneira isolada, através de
especialistas, como um conhecimento paralelo, afastado dos estúdios de projeto. Outra
seria o temor e a falta de interesse dos arquitetos para tudo o que seja mais matemático
aliado à falta de conhecimentos básicos das leis da física. A presença destes
conhecimentos nas questões bioclimáticas as tornam mais difícil de serem
compreendidas e incorporadas a seu pensamento cotidiano. A terceira razão
seria que arquitetos adoram ter total liberdade na criação formal de seus projetos.
Tudo o que possa limitar esta liberdade é evitado a todo custo. Porém, ainda
segundo Tombazis (1995), ocorre justamente o contrário na materialização do
jogo de volumes, referido no passado por Le Corbusier, pois quanto maiores os
limites, maiores as chances de alcançar resultados mais criativos, e além disto,
se o que importa é unicamente a forma exterior, então o resultado é uma escultura,
e não arquitetura. A última razão por ele apontada é que os arquitetos são treinados
para exercitar essencialmente seus olhos. Pouco, ou quase nada, são exercitados
dos outros sentidos.
Destas razões, muitas delas, no todo ou em parte, podem ser aplicadas
aos arquitetos de Mato Grosso do Sul por dedicarem ainda insuficiente atenção
às questões referentes à adequação bioclimática. A partir da pesquisa
desenvolvida, podemos listar as seguintes razões para a inadequação específica
de grande parte da arquitetura do Estado:
a)
desconhecimento das técnicas e princípios básicos do bioclimatismo;
b)
apelo exagerado a modismos e modelos exógenos como, por
exemplo, os grandes painéis envidraçados, sem observar os cuidados
necessários de proteção e sombreamento;
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c)
desconhecimento das características térmicas e desempenho dos
materiais de construção usuais;
d)
desconhecimento das características e dados climáticos
reconhecidamente de difícil acesso ou mesmo, algumas vezes,
inacessíveis;
e)
crença de que o resfriamento ou aquecimento artificial pode, ou deve,
solucionar os problemas ambientais, prescindindo de maiores
preocupações;
f)
temor de que soluções bioclimáticas possam elevar o custo da obra;
g)
insegurança e dúvidas a respeito da real eficácia das soluções;
h)
ausência de normas específicas sobre o assunto;
i)
descaso com a utilização posterior da edificação e o nível de satisfação
dos usuários;
j)
supervalorização das soluções funcionalistas ou formalistas em
detrimento das questões ambientais.
Considerando a elevada temperatura presente quase todo o ano, a
observação destes motivos pode levar à compreensão das causas das principais
soluções inadequadas e equivocadas encontradas na pesquisa, que seriam:
a)
superexposição à radiação solar, seja por orientação inadequada das
aberturas, por ausência de protetores solares, protetores mal
projetados ou dimensionados ou uso exagerado de superfícies
envidraçadas;
b)
subaproveitamento das soluções de ventilação natural, por bloqueio
do vento causado por elementos externos (muros, outras edificações,
etc.), escolha inadequada das esquadrias (abertura para ventilação
correspondente à parcela muito reduzida em relação à abertura para
iluminação), estabelecimento de uma única abertura (se não há
entrada, não poderá haver saída do ar), entre outras;
c)
escolha de materiais de cobertura ou fechamento inadequados ou
sem os cuidados complementares necessários (ausência de
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isolamento térmico adequado, baixa inércia térmica, ausência de
ventilação dos áticos).
Figura 6 - Igreja em Corumbá com soluções regionais: massa térmica adequada obtida pela
utilização de parede dupla de carandá, palmeira típica do Pantanal, com recheio de
argamassa.
Por outro lado podemos constatar que o avanço na utilização da abordagem
bioclimática tem sido significativo, com soluções exemplares presentes em quase
todas as regiões e servindo como fator de indução pela cobrança por parte da
sociedade em geral para com os arquitetos. Quanto mais desenvolvida uma
sociedade, maior é o nível de exigência em relação ao conforto, especialmente o
ambiental. Com a nova consciência da necessidade de preservação da natureza,
e também da energia − que custa cada vez mais e está sujeita a racionamento − e,
em última análise, ainda contribui para os desequilíbrios ambientais, a sociedade
cobra soluções bioclimáticas dos arquitetos, e estes, por sua vez, cada vez mais
encontram eco as suas soluções que se, eventualmente, possam significar um
custo maior de instalação ou construção, representam a médio ou longo prazo
uma economia considerável de recursos.
Figura 7 - Hotel em 4 pavimentos em Ponta Porã: cobertura com telha cerâmica e paredes
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envidraçadas inclinadas permitindo a incidência solar apenas durante o inverno.
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As recomendações finais que se fazem é a de encontrar formas de
organizar os dados climáticos sistematizando-os e tornando-os acessíveis aos
arquitetos e demais profissionais do Estado, pois como alerta Rivero (1985), os
arquitetos não tem a obrigação de possuir os conhecimentos técnicos
especializados para efetuar uma análise profunda sobre os aspectos climáticos,
isto cabe a outros profissionais, mas ele deve estar corretamente informado sobre
os problemas do condicionamento térmico e de como utilizar corretamente os
dados climáticos. Além disto, evidencia-se que é preciso ampliar
significativamente a divulgação das soluções bioclimáticas, suas técnicas, seu
custo e suas vantagens não somente entre arquitetos mas na sociedade, para
que ela possa conhecê-la e exigi-la como um direito. E, finalmente, é preciso
enfatizar a aprofundar ainda mais este assunto nos cursos de arquitetura e
urbanismo pois, como afirmou Koenisberger (1979): “Projetar e construir
unicamente sobre a base de seus pressentimentos é irresponsabilidade, pois
transfere os riscos aos clientes e usuários que terão que pagar, ou sofrer, quando
a conjectura estiver equivocada”.
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