Instalaes Hidrossanitrias IPH 02209 Prof. Dieter Wartchow Prof.Gino Gehling

7

2. INSOLAO E ORIENTAO DE EDIFICAES

2.1 A SUSTENTABILIDADE COMO SOLUO AOS PROBLEMAS URBANOS.

Conforme GORE (1992, Urbanism and Ecology. Academic Press. . Ed. Baltimore pg.31):

O problema no o efeito da urbanizao sobre o ambiente, mas a sua relao com ela mesma, pois est faltando organizao em nossas cidades.

Esta desorganizao urbana tem desencadeado um crculo vicioso envolvendo muitos fatores tais como o crescimento urbano desarticulado, resduos urbanos, aumento da densidade populacional, excluso social e territorial, violncia, fome, poluio, eroso, desmatamentos, deslizamentos, degradao litornea, falta de saneamento, problemas de drenagem natural, alm de problemas econmicos, sociais e polticos. Fatores como o turismo insensvel, a ocupao clandestina e a pobreza ainda esto contribuindo em grande escala para piorar este cenrio. Devemos acabar com as cidades desarticuladas e formadas por camadas sociais distintas, onde a classe alta fica isolada e murada em condomnios fechados, com grades de segurana, a classe mdia fica esquecida e a classe baixa quase sempre vive marginaliza em reas inundveis, nas encostas e morros, longe da infra-estrutura e do alcance dos equipamentos urbanos. Os locais ocupados pela camada mais baixa acabam degradando rapidamente os recursos naturais, e conseqentemente so os primeiros a sofrerem os efeitos de ao-reao da natureza, como: eroso, enchentes, doenas, etc...

Para combater as patologias urbanas, precisamos de um planejamento adequado s questes ambientais com enfoque na sustentabilidade, de maneira que tanto as cidades e suas habitaes, como a paisagem e seus ecossistemas, tornam-se fatores a serem considerados. A sustentabilidade da habitao tema abordado em detalhe na disciplina eletiva do professor Sattler, da Escola de Engenharia da UFRGS.

O desafio para arquitetos, engenheiros, urbanistas, paisagistas e administradores de hoje de desenvolver uma cidade auto-sustentvel com qualidade de vida. Para obter esta qualidade preciso respeitar o meio ambiente e organizar nossas cidades de maneira saudvel, iniciando-se esta atitude nas habitaes, para evitar os problemas futuros, como: problemas relacionados ao conforto e na falha da infra-estrutura bsica das habitaes, doenas, aumento do custo, poluio, etc.

A aplicao da sustentabilidade no ambiente urbano de nossas cidades tambm se baseia nos seguintes princpios estratgicos a serem focados:

- a qualificao do ambiente natural atravs da conservao dos ecossistemas e dos recursos naturais, garantindo uma paisagem saudvel e com qualidade de vida; - a proteo do patrimnio natural e a valorizao da paisagem; - o controle do uso do solo;

Instalaes Hidrossanitrias IPH 02209 Prof. Dieter Wartchow Prof.Gino Gehling

8

- a efetuao de medidas como conforto trmico, acstico, espacial e visual nas edificaes; - a conservao e proteo da gua; - o uso racional de energia; - a criar solues para a sade pblica e medidas de aes de saneamento bsico;

- o controle dos recursos naturais e artificiais e dos resduos urbanos; - a elaborao de um plano de gesto ambiental;

O ecourbanismo o caminho para a qualidade de vida e orienta-se em medidas como: - economia da gua; - racionalizao da luz; - saneamento com baixo custo energtico; - transporte coletivo (nibus eltricos e bondes); - aproveitamento da energia solar e elica; - proteo dos mananciais; - coleta seletiva do lixo; - agricultura orgnica; - tratamento do esgoto; - valorizao do turismo ecolgico(trilhas e esportes nuticos).

O mximo aproveitamento da iluminao natural, e da circulao do ar; construes feitas com material que contm o calor e a umidade so fatores considerados na construo das edificaes. Para as reas urbanizadas, existe uma preocupao em manter baixa a ocupao do solo, garantindo uma arborizao farta, conforto trmico, criao de parques urbanos e a criao de cintures verdes. As estratgias da ecologia e da tecnologia servem para formar a integridade sustentvel e assim garantir um futuro promissor, com base numa viso audaz futura. A contribuio desta ecotecnologia permite o uso benfico dos condicionantes naturais, atravs da racionalizao das energias renovveis e no renovveis, isto , da reciclagem dos resduos slidos e lquidos, dos recursos alternativos de obteno de energia bem como da criao de micro-climas.

Para RUANO M.(1999 - Ecourbanismo Entornos Humanos Sostenibles: 60 proyectos Editorial Gustavo Gili, AS. Barcelona): As cidades no so projetadas e construdas somente por urbanistas, arquitetos, engenheiros e demais profisses afins. As reas urbanas so sistemas complexos, uma vez que estes intervm em muitos fatores que influem no resultado global, Em diversas ocasies, nem sequer se consulta estes profissionais. Portanto, como seres humanos, todos temos uma responsabilidade para com o nosso planeta e para as nossas futuras geraes.

Atravs da aplicao da sustentabilidade no ambiente urbano que iremos combater os problemas urbanos e assim fomentar a criao de um planejamento urbanstico mais saudvel e integrado ao meio natural onde poderemos obter a

Instalaes Hidrossanitrias IPH 02209 Prof. Dieter Wartchow Prof.Gino Gehling

9

conservao de todos os ecossistemas, garantindo assim a proteo ambiental e a adequao dos espaos abertos ao crescimento da cidade.

preciso que se criem tcnicas e procedimentos de projetos urbanos, arquitetnicos e paisagsticos que possam ser produzidos de maneira compatvel realidade brasileira, garantindo os nveis econmicos e a uniformidade da execuo das habitaes. Tambm se faz necessria, a definio de conceitos de implantao urbana, de maneira que se possa obter a integrao: espacial, social, funcional, morfolgica e ambiental.

Quando planejamos, quando conservamos, quando desenhamos, quando gerenciamos e quando fazemos decises sbias para as paisagens, e especialmente para as regies, manifestamos o pensamento sustentvel e atuamos para as geraes futuras.

Enfim, precisamos reorganizar nossas cidades, para assim resgatar as belezas naturais ainda presentes na sua paisagem, garantir o bem estar social e integrar harmonicamente a sociedade e a natureza, obtendo uma qualidade de vida e contribuindo para garantir uma sustentabilidade para nossas futuras geraes. A Figura abaixo apresenta uma aplicao dos conceitos de ecosustentabilidade em habitaes.

Figura 2.1 - Habitao sustentvel. Parque elico em Osrio-RS.

As figuras 2.2 e 2.3 apresentam detalhes de um edifcio concebido objetivando o uso eficiente da energia. Deve-se ressaltar que o referido prdio (Edifcio Solar XXI) foi concebido para o hemisfrio Norte (Portugal). Por razes que sero abordadas neste captulo, veremos que nos hemisfrios Norte e Sul a orientao ideal para as aberturas inversa. No hemisfrio Sul a frente nobre a frente Norte, e no hemisfrio Norte, a frente nobre a frente Sul. O texto que est ilegvel nas figuras 2.2 e 2.3 pode ser apreciado na fonte especificada na legenda das referidas figuras.

Instalaes Hidrossanitrias IPH 02209 Prof. Dieter Wartchow Prof.Gino Gehling

10

Figura 2.2: Detalhes de edifcio energeticamente eficiente. Fonte: Internet (buscar expresso Solar XXI e palavra Portugal)

Instalaes Hidrossanitrias IPH 02209 Prof. Dieter Wartchow Prof.Gino Gehling

11

Figura 2.3: Detalhes de edifcio energeticamente eficiente. Fonte: Internet (buscar expresso Solar XXI e palavra Portugal)

2.2 VENTILAO E ILUMINAO NATURAL

Face ao nosso clima, com amplitudes trmicas importantes, e tendo em conta que o edifcio SOLAR XXI (Portugal Hemisfrio Norte) possui uma tipologia de ocupao essencialmente diurna, foi definido conceitualmente que a ventilao natural, tanto no inverno como sobretudo no vero, seria uma das estratgias fundamentais a seguir. O projeto props-se a implementar um sistema prtico de ventilao natural.

As aberturas nas diferentes fachadas foram projetadas de forma a permitir uma ventilao transversal (norte-sul ou sul-norte) que permite varrer as salas e todo o edifcio. Esta situao possvel pela existncia de bandeiras superiores de lminas regulveis em todas as portas e vos interiores que coexistem com o poo central de iluminao que, por sua vez, permite uma ventilao ascendente por efeito de chamin, uma vez que no topo do poo se encontram abertura motorizadas.

A situao de ventilao ascendente ocorre tambm na escada principal do edifcio, localizada a poente, que possui aberturas na parte inferior e superior que permitem essa circulao do ar. O mesmo se repete no bloco de escadas virado a nascente, com a existncia de uma clarabia motorizada que permite obter o mesmo efeito de ventilao. O interior do edifcio apresenta um excelente nvel de iluminao natural para o qual contribuem vrios aspectos: - todas as salas ao sul tem vos exteriores com grandes reas envidraadas (no hemisfrio Sul, ao contrrio, as aberturas envidraadas devem voltar-se para o Norte), as portas de comunicao com o corredor possuem bandeiras translcidas e a zona central do edifcio atravessada por um poo de luz comum aos 3 pisos, com clarabia ao

Instalaes Hidrossanitrias IPH 02209 Prof. Dieter Wartchow Prof.Gino Gehling

12

nvel da cobertura. As salas orientadas a Norte tambm comunicam com este poo de luz zenital, atravs de superfcies translcidas quer em bandeiras de portas quer em vos interiores. Nas salas posicionadas a Norte-nascente existe uma parede exterior cega ou funciona como um elemento refletor de luz, facilitando a obteno de um excelente nvel de iluminao nestas salas.

2.3 DIAGRAMA DOS AZIMUTES DO SOL

Conhecida a latitude do lugar, marca-se o ngulo correspondente em uma circunferncia de crculo, onde previamente marcamos a faixa da ecltica, 2327 para cada eixo FF1 (Figura 2.4). Considera-se na referida figura a situao para a cidade de Porto Alegre, com uma latitude 300139 sul.

Figura 2.4: Projeo ortogonal dos caminhos do sol no plano NS de Porto Alegre.

A reta AB inclinada de 300139 para a esquerda, porque a latitude sul, e representa a interseo do plano horizontal da cidade com o plano NS do lugar. A reta AB um plano terico e representa o cho da cidade visto do topo. A figura 2.4 representa a projeo ortogonal, no plano NS do lugar, dos caminhos do sol da cidade, que so respectivamente as retas: . EE1 no solstcio de inverno (21 de junho) . FF1 nos equincios do outono e da primavera (21 de maro 21 de setembro) . GG1 no solstcio de vero (21 de dezembro).

Nota-se que as retas EE! < FF! < GG1, que representam a diferena de horas entre os dias do solstcio de inverno e de vero e os equincios do outono e da primavera, na cidade de Porto Alegre. A insolao no inverno menor que a de vero. No solstcio de inverno o ngulo de inclinao do sol menor do que no solstcio de vero.

Projetando-se os trechos de circunferncia dos caminhos do sol sobre o plano horizontal AB da cidade, teremos o diagrama de azimutes (figura 2.5)

Instalaes Hidrossanitrias IPH 02209 Prof. Dieter Wartchow Prof.Gino Gehling

13

Figura 2.5: Diagrama de azimutes para Porto Alegre.

Determinando-se os crepsculos, as horas do dia e as alturas do sol, teremos o diagrama do movimento aparente do sol (figura 2.6).

A tabela 2.1 apresenta a direo dos ventos dominantes em Porto Alegre, para os meses do ano, coma velocidade mdia mensal correspondente.

Tabela 2.1: Ventos predominantes em Porto Alegre. Direo Meses Velocidade (m/s) Sudeste Janeiro 2,9 ... Fevereiro 2,9 ... Maro 2,3 ... Abril 0,7 para Julho 1,0 ... Agosto 1,5 ... Setembro 1,8 ... Outubro 2,0 ... Novembro 1,9 Noroeste Dezembro 2,0 Oeste para Leste Novembro 1,5 Noroeste para Sudeste Dezembro 0,8

Instalaes Hidrossanitrias IPH 02209 Prof. Dieter Wartchow Prof.Gino Gehling

14

Figura 2.6: Diagrama do movimento aparente do sol para Porto Alegre, latitude 300139S

Instalaes Hidrossanitrias IPH 02209 Prof. Dieter Wartchow Prof.Gino Gehling

15

A figura 2.7 apresenta a rosa dos ventos. Na figura 2.8 se pode apreciar o esquema de insolao em Porto Alegre, para a fachada norte.

Figura 2.7: A rosa dos ventos.

Figura 2.8: Esquema de insolao em Porto Alegre, para fachada norte.

A figura 2.9 apresenta a orientao recomendada para os diversos aposentos de uma residncia, em funo dos ventos e do movimento aparente do sol, para a cidade de Porto Alegre, RS.

Instalaes Hidrossanitrias IPH 02209 Prof. Dieter Wartchow Prof.Gino Gehling

16

Figura 2.9: Orientao recomendada para os aposentos de uma residncia em Porto Alegre

2.3.1 USO DO DIAGRAMA DO MOVIMENTO APARENTE DO SOL

Para a soluo dos problemas de insolao excessiva ou deficiente, dos raios diretos do sol sobre fachadas e interior de compartimentos, atravs de janelas e portas, de sombra de um prdio sobre outro prdio e de estudos para emprego de protees fixas ou mveis, utilizamos o diagrama, obedecendo aos seguintes critrios:

1) Orientar a linha NS do diagrama com a da planta baixa em estudo (figura 2.10).

Instalaes Hidrossanitrias IPH 02209 Prof. Dieter Wartchow Prof.Gino Gehling

17

Figura 2.10: a) planta baixa; b) diagrama.

2) Unir, com o centro do diagrama, o ponto que representa a hora que queremos saber o azimute. As 9 h, durante o solstcio de inverno, corresponde a orientao NE.

3) A paralela quela reta, representa a projeo dos raios solares naquela hora, na fachada em estudo. Durante o solstcio de inverno, 9h, temos insolao nas fachadas Norte e Este, e sombra nas fachadas Sul e Oeste.

4) Com a inclinao do sol, determina-se graficamente a sombra projetada de um prdio. No diagrama, atravs dos crculos concntricos, obtemos: s 9h, durante o solstcio de inverno, temos um ngulo de inclinao de 2230.

EXEMPLO: Determinar o horrio de insolao, durante os solstcios de inverno e de vero, e os equincios do outono e da primavera, nas fachadas do prdio da figura 2.11. Traar uma paralela fachada em estudo, passando pelo centro do digrama. Os horrios do incio e do fim da insolao (tabela 2.2), em cada fachada, sero obtidos atravs das leituras feitas diretamente no digrama. Quando a insolao termina numa fachada, naquele instante, inicia a insolao na fachada paralela oposta. Notar que o sol se movimenta de Este para Oeste.

A tabela 2.2 constitui a planilha de clculo para a insolao das fachadas do prdio representado na figura 2.11.

Tabela 2.2: Planilha de clculo para insolao das fachadas do prdio. Fachadas Solstcio de inverno Equincios Solstcio de vero NO Incio

Fim 08:55 17:00

8h05min 10:10 18:00

7h:50min 11:35 19:00

07h:25min

SE Incio Fim

07:00 08:55

1h55min 06:00 10:10

4h:10min 05:00 11:35

06h:35min

SO Incio Fim

15:05 17:00

1h55min 13:50 18:00

4h:10min 12:25 19:00

06h:35min

NE Incio Fim

07:00 15:05

8h05min 06:00 13:50

7h:50min 05:00 12:25

07h:25min

Instalaes Hidrossanitrias IPH 02209 Prof. Dieter Wartchow Prof.Gino Gehling

18

Figura 2.11: Orientao de prdio em Porto Alegre-RS.