Apesar de ainda não existir no nosso país o hábito de ponderar construtivamente as necessidades tecnológicas dos edifícios, a tendência é para que isso suceda cada vez mais frequentemente. Um exemplo onde isso acontece é o Edifício Solar XXI – construído entre 2004 e 2005 e inaugurado em 2006.
Trata-se de um edifício de serviços e laboratório com cerca de 1500 m2, distribuídos em três níveis, no qual é feita uma integração entre arquitectura contemporânea e as energias renováveis com o objectivo de implementar medidas de eficiência energética sem que isso significasse comprometer o rigor formal da sua estética arquitectónica. Estrategicamente procurou-se uma optimização com a envolvente, diminuindo as cargas térmicas do edifício, e a aplicação de sistemas solares passivos (aquecimento e arrefecimento) e activos (fotovoltaicos e térmicos). Ou seja,
- a utilização de um sistema solar para aquecimento em complemento com uma caldeira a gás natural;
- sistema solar esse que permite ainda o aproveitamento térmico por convecção natural;
- um sistema de arrefecimento passivo através de tubagem subterrânea;
- um sistema de ventilação e iluminação natural.
Sistemas solares passivos
a) Sistema de aquecimento
De modo a maximizar a captação solar no Inverno, a maior parte dos vãos envidraçados foram colocados na fachada principal virada a Sul, sendo protegidos por estores de lâminas, reguláveis individualmente, de modo a permitir o controlo da captação solar, sobretudo nos períodos de Verão em que esta é naturalmente mais intensa. Para os períodos em que existe ausência de radiação solar de forma continuada, a energia suplementar de aquecimento é conseguida pelo recurso a um “sistema de aquecimento por convectores de água quente, fornecida por uma caldeira a gás natural e assistida por um sistema de colectores solares localizados na cobertura do edifício e depósito de armazenamento solar”.
A energia eléctrica necessária ao funcionamento do edifício é produzida por um sistema fotovoltaico cujos painéis (multicristalino) permitem também o seu aquecimento ambiente. Para isso, os painéis foram incorporados à fachada sul do edifício na posição vertical – posição esta que, embora prejudique ligeiramente a captação solar e a produção de energia eléctrica, potencia a recuperação do calor por eles produzido. A produção energética anual dos 100 m2 de painéis fotovoltaicos é cerca de 12MWh, o que corresponde a 30%-50% do consumo eléctrico da estrutura.
No que diz respeito à recuperação do calor, cada uma das salas possui um conjunto de 4 painéis com dois orifícios cada e que, podem ser abertos pelos utilizadores de cada sala, de forma a permitir a circulação de ar entre esta e o espaço que lhe é contíguo, aquecendo-a. No Verão, o calor produzido pelas células fotovoltaicas pode ser libertado para o exterior, podendo inclusivamente libertar o próprio ar quente da sala. Este sistema pode ainda funcionar como sistema de pré-aquecimento do ar novo na medida em que os orifícios de comunicação entre o exterior e as células fotovoltaicas, anteriormente mencionados, podem também permitir a injecção por convecção natural de ar no interior da sala.
b) Sistema de arrefecimento
Com o objectivo de arrefecer o edifício de forma natural no Verão adoptaram-se simultaneamente os seguintes mecanismos: por um lado, obstruir o impacto solar através do isolamento exterior e da utilização de estores reguláveis e, por outro, ventilar e arrefecer o edifício através da entrada de ar arrefecido no solo, fazendo proveito da diferença de temperatura exterior (30-35ºC) e a da terra (14-18ºC).
Para isso, foi construído um poço de alimentação, no qual foram colocados 32 tubos de manilhas de cimento com 30 cm de diâmetro, enterrados a 4,6 m de profundidade e que entram no edifício pela cave, subindo através de coretes centrais e efectuando a distribuição directa do ar nas salas através de 2 tubos (por sala) controlados pelos utilizadores. A ventilação natural, transversal e vertical, faz-se transferindo calor dos espaços a sul para os espaços a norte no Inverno, e como forma de arrefecimento no Verão, permitindo libertar durante a noite o calor acumulado durante o dia. O que é feito através de “aberturas na cobertura do edifício, na clarabóia central, no topo das escadas situadas a nascente e a poente do edifício”.
A utilização dos painéis fotovoltaicos e a gestão das cargas térmicas do edifício são fundamentais para a sua boa eficiência energética. Mas devemos, para finalizar, destacar ainda, a reduzida necessidade de iluminação dada a aposta na iluminação natural, nomeadamente, pela construção de uma clarabóia central aberta aos 3 níveis e de vãos translúcidos.