Estratégias bioclimáticas e sistemas passivos

«As estratégias que têm em atenção as condições climáticas do local e da sua interacção com o clima, proporcionando a adequação do edifício ao clima, designam-se geralmente por Estratégias Bioclimáticas. São no fundo regras gerais que se destinam a orientar a concepção do edifício tirando partido das condições climáticas de cada local.

Os dispositivos construtivos integrados nos edifícios, cujo objectivo é o de contribuir para o seu aquecimento ou arrefecimento natural, são referidos como Sistema Passivos.

De seguida realçam-se algumas boas práticas a ter em conta:

Incidência Solar

No Inverno interessa promover os ganhos de radiação, pelo que se apresenta benéfica a abertura de vãos envidraçados no quadrante Sul.

No Verão interessa restringir esses mesmos ganhos, pelo que se apresenta importante que os vãos sejam dotados dedispositivos sombreadores eficazes. Principalmente nos vãos a Poente e Nascente.

Nos quadrantes Norte, Nascente e Poente, seria desejável que a abertura de vãos se restrinja a menores dimensões, desde que isso seja aceitável em termos das outras exigências também presentes no edifício.

Perdas de Calor

Restringir a Condução é uma Estratégia Bioclimática que, num clima temperado como o de Portugal, se deve promover nos edifícios para conseguir obter conforto no seu interior, tanto de Inverno como de Verão. Enquanto no Inverno interessa restringir perdas de calor para o exterior através da envolvente, no Verão torna-se mais favorável restringir os ganhos excessivos de calor exterior de forma a manter uma temperatura mais constante no interior dos edifícios.

Ventilação Natural

No Inverno, quando a temperatura exterior apresenta praticamente sempre valores abaixo das condições de conforto, interessa limitar as infiltrações. No entanto, a renovação do ar interior é uma medida necessária à manutenção das condições de salubridade interior dos edifícios pelo que deve ser sempre assegurado um mínimo recomendável através de um sistema de ventilação, natural, mecânico ou híbrido, adequado.

No Verão, a ventilação natural assume um papel de relevo no arrefecimento nocturno dos edifícios.

Estratégias Bioclimáticas

Existem uma série e factores que influenciam o conforto térmico:

1. Factores Pessoais:

• Actividade metabólica.
• Vestuário.

2. Factores ambientais:

• Temperatura do ar.
• Temperatura média radiante.
• Velocidade do ar.
• Humidade relativa.

Os primeiros estão dependentes dos regimes e tipos de utilização dos edifícios e os segundos da qualidade da envolvente do edifícios.

As Estratégias Bioclimáticas são um conjunto de regras ou medidas de carácter geral destinadas a influenciarem a forma do edifício bem como os seus processos, sistemas e componentes construtivos. As estratégias a adoptar num determinado edifício ou projecto deverão ser seleccionadas; tendo em atenção a especificidade climática do local, função do edifício e consequentemente, modo de ocupação e operação do mesmo, com o objectivo de promoverem um bom desempenho em termos de adaptação ao clima.

Estratégias de aquecimento:

• Restringir a perdas por condução: aplicação de materiais isolantes nos elementos construtivos (paredes, coberturas, pavimentos e envidraçados) são exemplos deste tipo de estratégias.
• Restringir as perdas por infiltração e restringir o efeito da acção do vento no exterior do edifício: como exemplos de aplicação destas estratégias temos: execução de caixilharias de janelas com uma vedação eficiente, protecção dos ventos dominantes com vegetação e escolha de uma boa localização para o edifício.
• Promover os Ganhos Solares: temos bons exemplos de aplicações deste tipo de estratégias nos sistemas solares passivos para aquecimento.

Estratégias de arrefecimento:

• Promover ventilação natural: temos bons exemplos de aplicação desta estratégia nas casa de inércia leve típicas da arquitectura vernácula das regiões tropicais e nos sistemas de arrefecimento por ventilação.
• Restringir ganhos solares: com, por exemplo, redução de envidraçados mais expostos à radiação solar. Promover o arrefecimento por evaporação: bons exemplos destas estratégias em toda a arquitectura do médio oriente.
• Promover o arrefecimento por radiação: bons exemplos desta estratégia em toda a arquitectura do médio oriente e também no Sul da Europa particularmente em Portugal (Alentejo e Algarve) e Espanha (Andaluzia).

Sistemas Passivos

Sistemas de Aquecimento Passivo

• Ganho Directo: No sistema de ganho directo, o espaço a aquecer dispõe de vãos envidraçados bem orientados por forma a possibilitar a incidência da radiação no espaço e nas massas térmicas envolventes (paredes e pavimentos). De notar que a construção corrente em Portugal tem em geral massa suficiente, sendo que uma boa orientação dos vãos conduz à utilização deste tipo de sistemas sem qualquer complexidade adicional.
• Ganho Indirecto ou desfasado: Nos sistemas de ganho indirecto, a massa térmica dos sistemas é interposta entre a superfície de ganho e o espaço a aquecer. A massa térmica absorve a energia solar nela incidente, sendo posteriormente transferida para o espaço. Esta transferência pode ser imediata ou desfasada, conforme a estratégia de circulação (ou não) do ar que for adoptada – Parede de Trombe, Parede Massiva, Colunas de água;
• Ganho Isolado (Espaço Estufa ou Colector de Ar): Nos sistemas de ganho isolado, a captação dos ganhos solares e o armazenamento da energia captada não se encontram nas áreas ocupadas dos edifícios, pelo que operam independentemente do edifício. Os espaços estufa são exemplos deste sistema e utilizam a combinação dos efeitos de ganho directo e indirecto A energia solar é transmitida ao espaço adjacente à estufa por condução através da parede de armazenamento que os separa e ainda por convecção, no caso de existirem orifícios que permitem a circulação de ar.

Sistemas de Arrefecimento Passivo

• Ventilação Natural: A circulação de ar contribui para a diminuição da temperatura interior e ainda para a remoção do calor sensível armazenado na massa térmica. Tem também implicações em termos de conforto térmico, ao incentivar perdas de calor por convecção e evaporação nos ocupantes.
• Arrefecimento pelo Solo: O solo, no Verão, apresenta temperaturas inferiores á temperatura exterior, constitui-se como uma importante fonte fria e poderá, no período de Verão, intervir como uma fonte de dissipação de calor, dissipação esta que pode ocorrer por processos directos ou indirectos.
• Arrefecimento Evaporativo: Esta estratégia baseia-se na diminuição de temperatura associada à mudança de fase da água do estado líquido ao estado de vapor. Quando o decréscimo é acompanhado de um aumento do conteúdo do vapor de água, trata-se de um arrefecimento evaporativo directo. Neste caso, o ar exterior é arrefecido por evaporação da água, antes de entrar no edifício.
• Arrefecimento Radiativo: A emissão de radiação por parte dos elementos da envolvente exterior de um edifício poderá ser utilizada no arrefecimento do mesmo. As perdas por radiação ocorrem durante os períodos diurnos e nocturnos, tratando-se pois de um processo contínuo. É, no entanto, durante o período nocturno que os seus efeitos se fazem mais sentir em virtude da ausência de radiação solar directa.»