AVALIAÇÃO PÓS-OCUPAÇÃO E SUSTENTABILIDADE EM RESIDÊNCIA
UNIFAMILIAR - PORTO ALEGRE - RS
COSTI, Marilice
Docente da PUCRS - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Arquiteta e Urbanista, Mestre em
Arquitetura – e-mail: [email protected] - Rua Santana, 666/ 504 – CEP 90040-371 – Porto Alegre –
RS - Tel.: 0xx 51 30192863 - 32173761
RESUMO
Este estudo de caso foi desenvolvido em uma residência unifamiliar em bairro residencial em Porto Alegre/RS.
Dependendo da estação, os moradores queixavam-se do calor ou frio excessivo no segundo pavimento. Foram
feitos: walkthrough, quando se fez a avaliação tecno-construtiva; a medição da temperatura de superfície e
temperaturas mínima e máxima no interior foram feitas em vários momentos, entrevista com os usuários,
levantamento fotográfico, configurando-se uma avaliação pós-ocupação qualitativa. Constatou-se que não havia
critério para uso adequado das aberturas, havia frestas nos lambris e o isolamento térmico estava degradado.
Foram feitas recomendações para projeto e orientações aos moradores quanto ao manejo das aberturas. Após a
obra ter sido executada, as medições foram refeitas para fins comparativos. No verão de 2004, o ar-condicionado
passou quase todo o tempo desligado, provando que o sistema projetado proporcionou conforto térmico,
demonstrou eficiência e maior sustentabilidade.
ABSTRACT
This case study had been developed on a unifamiliar residence in a residencial district in Porto Alegre /RS. The
residents complained about the both excessive hot and cold temperatures on the second floor. Walkthrough,
photographic survey and a techno-constructive assessment had been made, superficial temperature and interior
maximum and minimum temperatures had been measured, users interviewed. A post-occupancy evaluation had
been made: a qualitative survey. Residents’ behavior regarding the handling of openings, such as doors and
windows, had no criteria; there were cracks in the “lambris” and thermal isolation was degraded.
Recommendations for the project and orientations for the residents about handling the openings had been made.
After the work execution, measurements were remade by means of comparison. In summer 2004, airconditioning was only used for one day, proving the projected system efficiency and resulting in more
sustainability to the habitation.
INTRODUÇÃO
A cidade de Porto Alegre possui clima subtropical úmido, altitude média de 46 m. Sua proximidade de 100 km
do Oceano Atlântico e por ser delimitar com o estuário do rio Guaíba, possui temperatura média anual de 19,5
ºC. As extremas oscilam entre 40,7ºC (313,7 K) e – 2,4ºC (280,6 K). As mínimas ocorrem por volta das 6 horas
e a máxima por volta das 15 horas. Possui variações bruscas de temperatura devido ao movimento das massas de
ar. A média anual da umidade relativa do ar é 75,9 % (MASCARÓ,1996). Neste estudo, foram isoladas as
variáveis: ventos urbanos e o fenômeno da convecção, devido à complexidade de uma medição in loco e a
variabilidade da velocidade do ar em função do entorno.
Casas sem adequado isolamento térmico ou paredes com pouca inércia, necessitam de uso contínuo de
equipamentos de climatização (ar-condicionado, estufas, ventiladores ou lareiras) para que exista conforto. Por
outro lado, observa-se que os habitantes não possuem conhecimento de funcionamento adequado das esquadrias
em relação ao clima da capital. Abrem nos momentos de insolação intensa no verão ou nos dias muito frios,
alterando a temperatura interna das casas, sem critério algum.
Afirmam FROTA e SCHIFFER (1995, 53) que “à arquitetura cabe, tanto amenizar as sensações de desconforto
impostas por climas muito rígidos, tais como os de excessivo calor, frio ou ventos, como também propiciar
ambientes que sejam, no mínimo, tão confortáveis como os espaços ao ar livre em climas amenos.” Quando não
existe adequado isolamento térmico e as paredes possuem baixa inércia, qualquer pavimento criado sob o
telhado, não tem outra saída senão o uso de equipamentos para que os usuários possam suportar o frio, que pode
chegar próximo de 1ºC no inverno e mais de 36º C no verão. Os elementos absorvedores de calor e com grande
inércia no entorno da casa: basalto, cores escuras utilizadas nas pinturas, especialmente na orientação de nordeste
a oeste.
Apesar das condições atmosféricas da área urbana, que tendem a aquecer regiões devido à concentração de
fontes de aquecimento, a região é bem servida de árvores, a casa fica próxima a uma praça e há poucos edifícios
altos no mesmo bairro (baixa densidade), não devendo ocorrer “ilhota térmica” conforme Lúcia Mascaró
descreve (1991). A vegetação nos lotes é esparsa, amenizando a intensidade do vento, mas a rua em frente à casa
é larga, favorecendo a ventilação urbana.
Uma avaliação pós-ocupação - onde se incluiu além da avaliação do desempenho térmico do envelope, um
estudo do comportamento dos usuários - foi feita para verificar os motivos do segundo pavimento estar tão
quente ou tão frio dependendo das condições climáticas do dia. O trabalho teve como objetivo dimensionar novo
isolamento térmico e projetar um sistema de remoção do ar sob o telhado, além de orientar os moradores quanto
ao funcionamento das aberturas, tentando interferir em seu comportamento, para que o ar-condicionado não
precisasse ser ligado e a temperatura pudesse ser amenizada.
MÉTODOS
Os métodos empregados foram: a) anamnese, visita exploratória e estudos dos documentos (projeto arquitetônico
e memorial descritivo) e do entorno; b) entrevista com os usuários da casa (proprietários e doméstica); c)
levantamento das condições térmicas e estudo dos movimentos do ar; d) verificação das perdas térmicas; e)
cálculo da resistência térmica e dimensionamento do isolamento térmico; f) recomendações para projeto; g)
orientações aos usuários quanto ao comportamento das esquadrias e seu manuseio.
a) Anamnese (estudo do projeto arquitetônico e do memorial descritivo), estudo do entorno, observações
in loco e walkthrough.
O bairro é residencial e nos passeios existe vegetação de médio porte. A casa se encontra recuada no lote e acima
do nível da rua. O acesso é por escada no recuo de jardim. Nos fundos, existem garagem, uma área com
churrasqueira e canil. A vegetação no interior do lote não tem sido permanente, pois tem sofrido podas
freqüentes. No interior do lote, as calçadas são de basalto.
Construída em alvenaria de tijolos maciços na década de 40 (fig. 1 e 4), sua cobertura é de telhas de cerâmica
francesas com inclinação de 45º. Sofreu várias reformas: na década de 80, foi criado um segundo pavimento para
área íntima sob o telhado (pendural de aproximadamente 4,00 m), iluminado e ventilado por mansardas, e no
térreo o seu funcionamento foi alterado devido a novo programa.
Foi feita uma laje pré-moldada de entrepiso (vigotas e tavelas) sobre o antigo forro de estuque. O acesso passou
a ser feito através de escada helicoidal de ferro. As paredes dos quartos são de lambris de madeira a sudeste e em
alvenaria de tijolos a noroeste e em ambos oitões (nordeste e sudoeste). As janelas dos quartos do segundo
pavimento são de correr com venezianas, diferentes do primeiro pavimento, que são tipo guilhotina com
contrapesos e persianas externas ou de abrir com venezianas, todas na cor branca. No pavimento inferior, todo o
forro é de gesso com sancas, no piso superior, repete-se o lambri de madeira usado nas divisórias. Banheiros,
cozinha e áreas de serviço possuem janelas basculantes de ferro em ambos pavimentos.
Em 2001, a fachada principal foi alterada (fig. 2 e 5) para sombrear e proteger o acesso principal, criou-se uma
linguagem contemporânea na edificação. Em 2002, o telhado foi reformado e as telhas foram substituídas.
Figura 1 – Fachada sudoeste (até 2001)
Figura 2 – Fachadas nordeste e sudoeste (2002)
Nos documentos, observou-se o tipo de material, a vida útil e as condições atuais. O isolamento térmico de lã de
vidro existia a mais de vinte anos, estava totalmente degradado e não havia sido colocado nas paredes divisórias,
apenas no forro. A madeira especificada para as divisórias não era a especificada no memorial. Na figura 3, em
vermelho, as paredes dos oitões.
NORTE
Figura 3 - Planta Baixa - 2º pav
Além disso, verificou-se que, além das frestas existentes nas paredes divisórias do lambri, o ar vindo da fachada
sudeste penetrava também, permanentemente, no primeiro pavimento, pela janela basculante do sanitário, por
não possuir estanqueidade quando fechada. No inverno, o ar frio vindo desta janela e pelas frestas baixava muito
a temperatura na área íntima no 2º pavimento. No verão, o calor retido sob o telhado não possibilitava a troca
térmica. O ar-condicionado era ligado intermitentemente.
Figura 4 – 2º pav. antes da reforma
Figura 5 – Corte – década 80
b) Entrevista com os usuários da casa (proprietários e empregada doméstica)
Quando da entrevista, a queixa dos usuários era que sentiam muito frio ou muito calor, sendo necessário o uso
contínuo do ar-condicionado para a obtenção de conforto. Foi relatado e observado o manejo das esquadrias na
orientação noroeste. Os moradores abriam as janelas para ventilar sem dar-se conta da questão térmica, gerando
absorção de frio ou calor, aumentando a carga térmica nos dias quentes e resfriando o ambiente nos dias frios,
obrigando ao uso do ar-condicionado e aumentando o consumo energético. A empregada doméstica abria as
janelas todas as manhãs e as deixava abertas quando não chovia.
c) Levantamento das condições térmicas e estudo dos movimentos do ar
Foram feitas medições de temperatura das superfícies com Termômetro Infravermelho de Leitura rápida de
superfície, Marca: INSTRUTERM, Modelo TI-095, Range: -10°C~300°C, Distância do Objeto: 1000 mm. As
temperaturas máxima e mínima em dias quente e frio e comparados com dados depois da reforma.
Com os dados, verificou-se de que forma ocorriam as perdas térmicas e sua relação com a insolação/ temperatura
do dia. Nos dias frios, o ar, ao se movimentar vindo da direção sudeste, penetrava especialmente pelas frestas e
no verão, o ar ficava retido sob a cobertura, não perdendo a temperatura devido ao grande colchão de ar quente.
Observou-se que quando a temperatura mínima em Porto Alegre era de 18,5 ºC (291,5 K), a mínima dentro do
quarto de casal era de 21,0 ºC (294 K), portanto dentro da área de conforto (em torno de 22ºC (295 K), conforme
OLGAY). Enquanto no exterior a diferença térmica entre a máxima e a mínima temperatura era de 7,5 ºC (280,5
K), no interior ela era de 5 ºC (278 K), considerando-se ainda que o proprietário abria sempre as janelas para
ventilar e de 1 a 2 ºC (274 a 275 K), se as janelas permaneciam fechadas no período de maior insolação naquela
fachada.
Observou-se também que o piso de basalto ao meio dia, chegava a ter 45-49 ºC (318-322 K). Um pequeno
arbusto existente anteriormente reduzia em 9ºC (282 K), o calor que era absorvido na parede de alvenaria no 1º
pavimento, devido ao sombreamento que fazia. A cor azul e marfim também demonstraram diferenças térmicas
de até 9 ºC(282 K): na fachada noroeste, ao meio dia, a moldura azul nas janelas chegou a medir 44 ºC de
temperatura superficial e a marfim 35 ºC (308 K), confirmando LAMBERTS, DUTRA, PEREIRA (1997) e
MASCARÓ (1991) quanto à absortividade das cores.
Nos dados abaixo, pode-se observar que as temperaturas internas oscilam dentro ou muito próximas da área de
conforto, segundo OLGYAY (1998, 23). A medição feita dia 12/04/2004 foi tomada com as janelas abertas
durante o dia e as demais medidas com as janelas fechadas. Daí, pode-se observar que o isolamento térmico está
adequado. Também se observa que o calor, apesar da temperatura externa ter baixado, ficou retido durante maior
tempo, não havendo a troca térmica que havia no ano anterior quando não havia isolamento.
Figura 6 – Fachada Sudeste
Figura 7 – Lambri – Quarto casal
Tabela 1 - Temperaturas máximas e mínimas
Data / hora
Temp mín Temp máx.
Diferença
Medidas Quarto
de Casal
ext ºC e K int ºC e K
P.Alegre P.Alegre
Térm.ext.
ºC e K
Temp. mín Temp.máx Diferença
int ºC e K int ºC e K
Térm.Int. ºC e K
12/04/04 – 12:00
18,5 / 291,5
26,0 / 299,0
7,5 / 280,5
21 / 294
26 / 299
5,0 / 278,0
26/04/04 – 24:00
7,4 / 280,4
18,7 / 291,7
11,7 /284,7
20 / 293
21 / 294
1,0 / 274,0
27/04/04 – 08:00
8,3 / 281,3
21,1 / 294,1
12,8 / 285,8
21 / 294
22,5 / 295,5
1,5 / 274,5
Fonte: do autor.
Devido à inércia, as paredes da fachada noroeste- alvenaria de tijolos furados, possuíam diferença térmica entre
4 e 5 graus centígrados (277 e 278 K) e na fachada nordeste (fundos) 6 a 7ºC (279-280 K), oitão de tijolos
maciços antigos com reboco no exterior. Na fachada que não recebe sol (fig. 7) as diferenças térmicas eram
menores de 1ºC (274 K).
Tabela 2 – Temperatura superficial em relação às fachadas – 1º pav.
1º.pav
Paredes alvenaria
Temperatura superficial ºC e K
ao meio-dia 12/04/2004
NE - nordeste ext
Cozinha
NE - nordeste int
SO - sudoeste ext
SO - sudoeste int
NO - noroeste ext
Sala estar
SE - sudeste int
Fonte: da autora
- 5 / 272
35 / 308
24 / 297
Vestíbulo
- 3 / 270
29 / 302
24 / 297
NO - noroeste int
SE - sudeste ext
31 / 304
28 / 301
Sala estar
Diferença térmica ºC e
K
- 9 / 264
24 / 297
23 / 296
- 1 / 272
Foram analisados dados de consumo energético, mas devido ao aumento de número de pessoas na casa e uso de
chuveiro elétrico, tais dados pouco puderam ser conclusivos e comparados com o ano anterior antes da colocação
do isolamento térmico novo. Apenas um mês pôde ser avaliado, quando houve o mesmo número de usuários na
casa e o mês esteve quente, neste mês cerca de 100 Kw foram economizados, pois não houve uso do arcondicionado, o que foi observado em período no ano anterior, com comportamento térmico similar.
d) Verificação das perdas térmicas
Conforme MASCARÓ (1991), a orientação da casa em função da radiação solar, para a latitude de Porto Alegre
se encontra favorável para a fachada maior – noroeste, resultando portanto, em menor absorção de carga térmica.
As telhas nesta orientação chegaram a ter entre 57ºC (330 K) na sua superfície externa, com diferença térmica
de para a superfície interna, mas no interior, as paredes possuíam 26º C (299 K).
Observou-se que as perdas térmicas no inverno ocorriam pela orientação sudeste, especialmente, onde se
localizavam os lambris com frestas. No verão, o ganho térmico ocorria especialmente pela fachada noroeste,
onde o telhado absorve radiação solar (fig.9), pela baixa convecção do ar sob as telhas. O aumento da carga
térmica se devia pela falta de isolamento adequado e por causa do comportamento dos usuários no manejo das
esquadrias.
Figura 9 – Fachada Noroeste e Sudoeste
e) Cálculo da resistência térmica e dimensionamento do isolamento térmico
Calculou-se novo isolamento térmico e definiu-se a sua colocação, chegou-se à seguinte resistência térmica
necessária, para o isolamento térmico:
Resistência térmica mín. = 0,58 m2 ºC /W , Condutividade máxima = 0.035 W/m ºC.
Resultado: espessura mínima de poliestireno expandido (isopor): 50 mm, devendo ser colocado no lado externo
de todas as divisórias, inclusive, nas portinholas de acesso ao telhado.
f) Recomendações para projeto
Remoção de todo o isolamento térmico antigo e colocação do isolamento novo em todas as superfícies de
madeira, no exterior. Colocação de dois exaustores com capacidade para movimentar 17 m3 (volume de ar entre
o forro e a cobertura) e 7 m3 (volume de ar entre as telhas, entrepiso e parede divisória) (fig.10) na fachada
sudeste para forçar a convecção e remover o ar contido entre as paredes divisórias e a cobertura. Onde havia dois
alçapões para acesso ao telhado, colocar grelhas com aletas móveis para controle da saída do ar quente, tendo na
parte superior uma tela mosquiteira para evitar acesso de insetos. Para maior controle térmico, fazer vedação das
frestas, sejam entre os lambris das paredes e do forro, sejam sob a porta, janelas mal fechadas, etc.
O ar, retido entre os lambris com isolamento e o telhado, será sugado pelas grelhas e removido para o exterior de
forma natural se houver ventos urbanos e as grelhas estiverem abertas ou será movimentado pelos exaustores
colocados na fachada nordeste (oitão – fundos) podendo ser acionados por interruptor no quarto de casal.
Figura 10 – Exaustor e isolamento
Figura 11 – Grelha
g) Orientações aos usuários quanto ao comportamento das esquadrias e seu manuseio
Quanto ao manejo das esquadrias, o comportamento dos usuários estava incorreto, desconhecendo o movimento
do ar. Foi dada orientação por escrito e in loco, demonstrando os ganhos de calor e as perdas de frio.
Afirma Lúcia Mascaró (1991, 63) que “nos climas compostos com estação fria, é conveniente que a câmara de ar
não seja ventilada no inverno”, portanto, a orientação dada aos moradores é que não ligassem o exaustor no
inverno e mantivessem fechadas as grelhas, pois o ar ganha calor na estação quente e perde na estação fria.
No verão ou dias quentes: Deixar as janelas sombreadas (venezianas fechadas) sempre que o sol incidir na
fachada noroeste. Abrir as vidraças somente quando o sol não incidir nas superfícies daquela fachada e, apenas,
o tempo suficiente para efetuar a troca do ar ambiental. Deixar as venezianas fechadas com as vidraças abertas
durante a noite, quando houver vento/brisa. Ligar o exaustor sempre que for necessário remover o ar quente
retido entre as paredes divisórias e o teto de madeira e as telhas.
No inverno ou em dias frios: Preferencialmente, abrir as janelas apenas quando o sol incidir no ambiente,deixar
as vidraças abertas apenas o tempo suficiente para efetuar a troca do ar do ambiente. Deixar as venezianas
abertas com os vidros fechados, apenas enquanto o sol penetra através dos vidros. Fechar vidraças e venezianas,
assim que houver sombreamento da fachada.Quando houver sol incidindo, ligar o exaustor apenas para remover
o ar frio retido entre o teto de madeira e as telhas. Evitar janelas abertas na orientação sul, no 1º pavimento
quando a temperatura estiver baixa, exceto quando houver umidade devido aos banhos, o que poderá ser
controlado através do fechamento da porta do sanitário no piso inferior.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Para uma avaliação pós-ocupação qualitativa, tudo deve ser analisado: o entorno e as condições climáticas da
região, a implantação no lote e a vegetação e pavimentações externas, a orientação solar, o desempenho dos
materiais, as patologias, as cores das superfícies externas, as condições térmicas do ambiente e, especialmente, o
comportamento dos usuários, pois pode estar ali a maior causa do aumento da carga térmica. Neste caso, o
isolamento novo, reduziu as diferenças térmicas no ambiente. Devido a isto também, o uso do ar-condicionado
não foi necessário, pois conforme informações dos usuários, nos dias mais quentes, ele não foi ligado, apenas os
exaustores em determinado período enquanto as grelhas estavam com as aletas abertas. Logo, a casa passou a ser
sustentável em quase todo o período de verão.
Observe-se que a diferença térmica quando as janelas estão abertas é maior, logo, para que haja sustentabilidade,
deve ser dada orientação quanto ao manejo das esquadrias, pois sem que os usuários compreendam o fenômeno
dos ganhos e das perdas térmicas em uma edificação, não reduzirão o consumo energético.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
FROTA, Anésia Barros; SCHIFFER, Sueli Ramos. Manual de Conforto Térmico. São Paulo: Studio Nobel,
LAMBERTS, Roberto; DUTRA, Luciano; PEREIRA, Fernando O. R. Eficiência energética na arquitetura. São
Paulo: PW, 1997.
MASCARÓ, Lúcia. Ambiência Urbana. Porto Alegre: Sagra – D.C. Luzzatto, 1996.
MASCARÓ, Lúcia. Energia na edificação: estratégia para minimizar seu consumo. São Paulo: projeto,1991.
OLGYAY. Arquitectura y clima: manual de diseño bioclimático para arquitectos y urbanistas. Barcelona:
Gustavo Gili, 1998.