A University College London (UCL) investigou recentemente a eficácia de vários métodos para reduzir as temperaturas na cidade. Descobriram que pintar os telhados dos edifícios com revestimentos brancos ou refletores era a intervenção mais eficaz para reduzir as temperaturas no centro da cidade.
Depois, há os aparelhos de ar condicionado. Além de consumirem quantidades significativas de energia, são fundamentais para aumentar a temperatura exterior do centro da cidade. É um círculo vicioso: quanto mais aparelhos de ar condicionado são utilizados, mais elevada é a temperatura ambiente, obrigando os mesmos aparelhos a trabalhar mais para manter a temperatura interna.
Considerando que 2023 teve a duvidosa distinção de ser o ano mais quente já registrado, agora é um bom momento para refletir sobre características arquitetónicas que reduzem o calor sem consumir energia.
Projeto arquitetónico tradicional para ventilação passiva
Há milhares de anos que as pessoas utilizam o projeto arquitetónico para arrefecer as suas casas. Aqui estão alguns exemplos de todo o mundo.
- Um apanhador de vento (conhecido como bãdgir ou malqaf no Irão e no Egito, respetivamente) é uma descrição adequada para as torres com ripas verticais encontradas em muitos países do Médio Oriente. Os ventos predominantes sopram através das ripas, puxando o ar quente para fora e arrefecendo as áreas internas.
- Os romanos gostavam muito de caves, e a Basílica de São Clemente, em Roma, é um excelente exemplo de como uma cave pode ser fresca, mesmo durante ondas de calor.
- Os egípcios eram hábeis em técnicas de evaporação passiva para arrefecer os seus edifícios. Descobriram que pendurar uma tela de juncos molhados nas janelas arrefeceria o ar à medida que entrava na sala.
- Os pátios eram outra característica arquitetónica antiga popular usada em várias regiões do mundo, que utilizava sombra e vegetação para criar um espaço fresco.
- Janelas pequenas e recuadas, combinadas com paredes grossas, garantiam um interior mais fresco. No entanto, estas medidas não se adequariam à arquitetura moderna, por isso vamos investigar outras estratégias de refrigeração passiva para tornar as nossas vidas mais confortáveis sem utilizar energia.
Estratégias de refrigeração passiva para novas construções
À medida que os edifícios se esforçam por um design mais economizador de energia, existem algumas características arquitetónicas de arrefecimento passivo que desempenham um papel influente no fornecimento de calor no inverno e na redução do calor no verão, sem recorrer a equipamentos que consomem energia, como aparelhos de ar condicionado. Entre as estratégias de arrefecimento passivo disponíveis, a orientação do edifício é uma das mais eficientes.
No inverno, os edifícios no hemisfério norte acumulam calor através das aberturas voltadas para o sul, permitindo a entrada da luz solar. No entanto, nos meses quentes de verão, o mesmo edifício deve proteger o seu interior, reduzindo a quantidade de luz solar que entra.
Para fazer isso de forma eficaz, casas retangulares com uma linha de cumeeira leste-oeste serão mais eficientes, pois maximizam a exposição ao sul. Embora os diagramas modernos gerados por computador forneçam parâmetros de projeto precisos, esse conceito tem suas origens em práticas de construção antigas, como as da dinastia Ming na China e as ruínas Pueblo do Colorado.
A utilização das divisões é um elemento importante para reforçar o papel positivo que a orientação pode desempenhar na manutenção de temperaturas confortáveis na sua casa. As divisões utilizadas com frequência, como a cozinha e as áreas de estar, devem estar no lado sul da casa, para que possam ser aquecidas pelo sol de inverno. Em contrapartida, garagens, arrecadações e outras divisões pouco utilizadas devem estar localizadas no lado norte, para proteger a casa do vento frio do inverno.
Isolamento
No verão, queremos manter os nossos interiores frescos, e a maior ameaça ao nosso conforto é o telhado, responsável por cerca de trinta por cento do calor que invade os nossos espaços interiores. Embora a instalação de um isolamento eficiente no teto torne as coisas muito mais suportáveis internamente, a aplicação de uma camada refletora no telhado é uma solução mais direta, que é discutida na seção “Telhados frescos” abaixo.
Independentemente disso, é sempre uma boa ideia isolar para cumprir os requisitos do código de construção da sua região. Isolar as paredes ajudará a reduzir a temperatura da sua casa no verão, no entanto, se você for escolher apenas um local para isolar, é mais importante fazer o telhado ou o sótão, pois o telhado recebe mais luz solar do que as paredes.
Ventilação passiva
A arquitetura de arrefecimento passivo baseia-se fortemente em projetos antigos. O conceito fundamental é usar a propriedade natural do ar quente de subir. Consequentemente, os edifícios que permitem que o ar entre num nível mais baixo e circule antes de sair por uma abertura mais alta beneficiam do efeito de arrefecimento que confere conforto ao homem desde os tempos antigos.
A direção e a temperatura dos ventos predominantes são fatores adicionais a considerar ao estabelecer a orientação correta do edifício. Os antigos egípcios usavam o seu conhecimento dos ventos predominantes para orientar as aberturas dos edifícios de forma a atrair os ventos frios do norte para o interior dos edifícios.
Embora existam informações específicas sobre os ventos e as suas temperaturas médias disponíveis nos departamentos meteorológicos governamentais, a norma é que os ventos frios soprem do norte e do oeste. Em contrapartida, os ventos mais quentes têm origem no sul para locais no hemisfério norte.
Técnicas de arrefecimento passivo para edifícios existentes
Se já viu turistas a correr pela areia da praia aquecida pelo sol de verão, compreenderá o conceito de absorção de calor. Acrescente a isso as superfícies convencionais das cidades, com passeios de asfalto e betão, e o conceito de «ilha de calor urbana» torna-se muito claro.
Telhados frescos
Sair da cidade não anula o efeito da absorção de calor. As estradas suburbanas de asfalto e as entradas pavimentadas contribuem muito para aumentar a temperatura, assim como o seu telhado escuro. Tornar o seu telhado branco ou refletor reduzirá a temperatura ambiente e poupará o dinheiro que gastaria em contas de energia.
Num estudo recente da UCL, a aplicação de uma cobertura branca ou revestimento refletor em telhados existentes revelou-se mais eficiente do que telhados verdes ou vegetação ao nível do solo no arrefecimento de edifícios no centro de Londres. No estudo, a aplicação de telhados refletores ou brancos resultaria numa redução da temperatura ambiente de 1,5 °C, enquanto os telhados verdes resultariam apenas numa redução de 0,5 °C. A ineficiência dos telhados verdes foi ainda mais prejudicada pelas propriedades de isolamento do telhado, que retinha o calor nos edifícios durante a noite.
De acordo com o The Green Business Lab, o revestimento protetor desenvolvido pela Universidade de Purdue reduz a temperatura dos telhados em oito graus. A equipa de investigação calculou que o poder de arrefecimento do revestimento equivale a cerca de dez quilowatts, o que é próximo do poder dos aparelhos de ar condicionado convencionais.
Janelas
É difícil alterar a posição das janelas num edifício existente, mas isso não significa que não seja possível torná-las mais eficientes na manutenção da temperatura amena.
A luz do sol que entra pela janela de manhã cedo pode parecer um convite para manter as persianas abertas, mas o resultado inevitável é que a sala ficará rapidamente desconfortavelmente quente.
Persianas e cortinas são escolhas óbvias para reduzir o aquecimento da sala pela luz solar, mas se não quiser perder a vista, aplicar uma película para janelas que reflete a luz solar, mas permanece translúcida, pode ser exatamente o que precisa. O meu escritório recebe sol de manhã cedo no verão e eu tinha que fechar as cortinas durante a manhã para manter a temperatura baixa até instalar uma película para janelas. Agora, as cortinas permanecem abertas, pois a película faz um trabalho notável ao refletir a luz solar, e eu ainda posso ver as ondas a quebrar suavemente.
Enquanto a ventilação cruzada é eficiente na redução das temperaturas internas, a ventilação por empilhamento é eficiente na criação de um caminho para que o ar mais quente saia do edifício através de janelas localizadas mais acima no edifício ou, às vezes, no telhado.
Arrefecimento passivo usando o jardim
Fazer algumas alterações no jardim pode tornar a temperatura interna da casa mais confortável. As árvores, especialmente as árvores decíduas, são excelentes cortinas sazonais com uma cobertura total de folhas no verão, quando você precisa delas para reduzir a luz solar que entra pelas janelas.
É importante manter as árvores a uma distância razoável da casa por duas razões. Primeiro, as árvores reduzem bem o vento, que pode ser desejável que circule pela casa. Segundo, as árvores crescem ano após ano, por isso certifique-se de que tem uma boa ideia de como será uma árvore totalmente madura antes de decidir a sua posição.
No inverno, quando se quer um pouco de sol para aquecer o interior, as árvores decíduas caem as folhas. Mas é preciso considerar a largura do tronco e dos galhos da árvore. Se forem muito largos, a sombra resultante afetaria a quantidade de luz solar que entra na casa.
Os arbustos são outra opção. Por serem mais baixos, são ótimos para bloquear o sol no início da manhã e no final da tarde.
Considere adicionar uma estrutura em treliça para proporcionar uma cobertura natural que proporcionará um arrefecimento adicional no verão e, se utilizar trepadeiras que perdem as folhas no inverno, terá o melhor dos dois mundos.
Os edifícios que utilizam técnicas de arrefecimento passivo fazem muito mais do que proporcionar um ambiente saudável e confortável. Ao aplicar técnicas antigas, poderá muito bem reduzir os seus custos de energia e contribuir positivamente para o bem-estar geral do planeta.
