Arquitetura e clima: eficiência energética em antigas construções

A relação entre arquitetura e clima desempenha um papel fundamental na busca por soluções mais sustentáveis e econômicas no que diz respeito ao consumo de energia em edifícios. Antigas construções no Irã, na Índia e na China já faziam uso dessa relação e seus conceitos podem ser aproveitados em novos prédios.

O design arquitetônico inteligente pode aproveitar os fenômenos meteorológicos naturais, como o vento, a temperatura e a radiação solar, para minimizar a necessidade de sistemas de refrigeração ou aquecimento, resultando em edifícios mais eficientes energeticamente. Veja a relação de algumas dessas componentes climatológicas e a arquitetura:

  1. Ventilação e Correntes de Ar: a orientação das aberturas de um edifício pode ser planejada para tirar vantagem das correntes de ar predominantes, permitindo a ventilação natural. Isso não apenas melhora a qualidade do ar interno, mas também reduz a necessidade de sistemas de ar condicionado.
  2. Isolamento Térmico: o uso de materiais isolantes de alta qualidade, como vidros duplos e isolamento térmico adequado nas paredes e no telhado, pode ajudar a manter a temperatura interna mais estável. Isso minimiza a perda de calor no inverno e impede que o calor excessivo entre no verão, reduzindo a necessidade de aquecimento ou refrigeração.
  3. Iluminação Natural: a iluminação natural pode ser aproveitada para reduzir a necessidade de iluminação artificial durante o dia. Por outro lado, o controle adequado da entrada de luz solar direta pode evitar o superaquecimento no verão, reduzindo a demanda por sistemas de ar condicionado.
  4. Sistemas Passivos de Aquecimento e Resfriamento: Além da ventilação natural, outras estratégias de aquecimento e resfriamento passivo podem ser incorporadas ao design arquitetônico. Por exemplo, a utilização de paredes de massa térmica pode armazenar calor durante o dia e liberá-lo à noite no inverno, enquanto sombreamento adequado pode evitar o superaquecimento no verão.
  5. Tecnologia de Energia Renovável: painéis solares e sistemas de aquecimento solar de água aproveitam a energia do Sol para gerar eletricidade e água quente, reduzindo ainda mais a dependência de fontes de energia não renováveis.
  6. Monitoramento e Controle Inteligente: a tecnologia moderna permite a implementação de sistemas de monitoramento e controle inteligentes. Sensores e sistemas de automação podem ajustar automaticamente a iluminação, a temperatura e a ventilação de acordo com as condições climáticas em tempo real, otimizando o consumo de energia.

Ao explorar essas estratégias, é possível criar um ambiente construído que respeita e trabalha em harmonia com as condições climáticas locais. Mas muitas técnicas construtivas não são novidade. Muitas delas são usadas em edifícios com vários séculos de idade, construídos em tempos que não havia toda essa oferta de energia relativamente barata dos dias atuais.

Torres de vento

As torres de vento, também conhecidas como ‘apanhadores de vento’, são elementos arquitetônicos tradicionais persas projetados para promover a ventilação natural em edifícios. Existem vários modelos, incluindo unidirecionais, bidirecionais e multidirecionais, que ainda são encontrados em muitos países, especialmente no Oriente Médio, como Bahrain, Dubai, Paquistão e Afeganistão. No Irã, onde as variações de temperatura diurna são significativas e o clima é árido, essas estruturas são usadas para maximizar a ventilação e minimizar o calor da luz solar direta.

Torre de vento da Casa Isa Bin Ali (ex-governante do Bahrein) em Muharraq, Bahrein. Fonte: Wikipedia
Torre de vento da Casa Isa Bin Ali (ex-governante do Bahrein) em Muharraq, Bahrein. Fonte: Wikipedia

O apanhador de vento tem três formas de funcionamento: direcionando o ar para baixo pela entrada direta do vento, para cima usando gradientes de temperatura assistidos pelo vento, ou para cima com a ajuda do gradiente de temperatura solar. É frequentemente usado para resfriar edifícios, funcionando como uma torre alta aberta na direção do vento predominante para capturar o ar e criar um fluxo que resfria o interior. Também é combinado com canais subterrâneos chamados qanats, onde o ar é resfriado ao passar pela água fria do qanat. Em ambientes sem água ou vento, atua como uma chaminé solar, permitindo que o ar quente suba e escape, proporcionando resfriamento em espaços internos. O uso de alumínio pode tornar o sistema de captação mais eficiente, capturando vento de múltiplas direções.

Elas são especialmente eficazes como dispositivos de resfriamento, sendo usadas em edifícios e reservatórios de água tradicionais para manter a água a temperaturas mais baixas durante os meses quentes de verão. As torres de vento tendem a ter uma, quatro ou oito aberturas, dependendo do padrão de vento local, e são construídas de forma a evitar a entrada de poeira e areia sopradas do deserto.

Palácio dos ventos

O “Palace of Wind” ou “Hawa Mahal” é um famoso palácio localizado em Jaipur, na Índia. Ele foi construído em 1799 pelo Marajá Sawai Pratap Singh como uma extensão do Palácio da Cidade de Jaipur. Sua característica mais distintiva é a fachada em forma de favo de mel com 953 janelas, conhecidas como “jharokhas”. Elas permitiam que as mulheres da família real observassem a vida nas ruas da cidade sem serem vistas, já que havia regras estritas de purdah (ou seja, as mulheres da realeza não podiam ser vistas publicamente). As janelas com treliça permitiam que as mulheres observassem festivais, desfiles e outras atividades públicas sem sair do palácio.

Fachada leste de Hawa Mahal, Jaipur, Rajastão. Fonte: Wikipedia
Fachada leste de Hawa Mahal, Jaipur, Rajastão. Fonte: Wikipedia

O nome “Hawa Mahal” pode ser traduzido como “Palácio dos Ventos” em inglês. A razão para esse nome está relacionada com a arquitetura única do edifício e sua relação com o vento. Suas janelas foram projetadas de forma a permitir que o vento passasse através delas, criando uma ventilação natural no interior do palácio.

Poço para o céu

Os pátios internos, conhecidos como “tiān jǐng” em mandarim (“poço para o céu”), são características típicas das casas tradicionais do sul e do leste da China. Diferenciam-se dos pátios abertos do norte, sendo mais comuns nas residências das dinastias Ming e Qing, projetadas para abrigar várias gerações familiares. Esses pátios, geralmente retangulares, ocupam o centro das casas e são cercados por quartos em três ou quatro lados, além de uma parede adicional.

Wuyuan Skywells Hotel. Fonte: divulgação
Wuyuan Skywells Hotel. Fonte: divulgação

Esses pátios eram uma estratégia de resfriamento usada antes do ar-condicionado. O vento passava pelo pátio e entrava na casa através de uma abertura no teto. O ar externo mais fresco substituía o ar interno mais quente, criando um fluxo de ar natural. Os pátios internos também permitiam a entrada de luz, melhoravam a ventilação e coletavam água da chuva. Em Huizhou, esses pátios eram pequenos e altos, com cômodos ao redor para bloquear o calor solar, e o ar quente escapava através de aberturas, funcionando como chaminés. Algumas casas tinham até dois ou três pátios para uma ventilação ainda melhor.

Característicos arquitetônica tradicional na China, os pátios internos estão ganhando destaque novamente após décadas de desuso devido à preferência por construções modernas. Algumas casas antigas foram restauradas para incorporar pátios internos, enquanto mantêm espaços comuns sem ar-condicionado, aproveitando a ventilação natural. Eles são especialmente populares em regiões mais quentes do sul da China, onde os verões são prolongados.

Assim, os pátios internos são notavelmente eficazes para resfriar os ambientes no verão, graças ao “efeito chaminé” que facilita a circulação do ar. A presença de água nos pátios contribui significativamente para o resfriamento, através do processo de resfriamento evaporativo. Um estudo recente constatou que a temperatura média nos pátios internos era de 2,6 a 4,3°C mais baixa do que do lado de fora, principalmente devido ao resfriamento evaporativo.

Espera-se que essas características arquitetônicas se tornem mais populares, especialmente entre as gerações mais jovens, à medida que a sustentabilidade se torna uma preocupação importante na construção de novos edifícios. As normas governamentais estão incentivando o ressurgimento dos pátios internos na arquitetura moderna na China, como parte de uma iniciativa de construções verdes que economizam recursos e emitem menos poluição. A importância dos pátios internos vai além da eficiência energética, pois eles servem como espaços cerimoniais e de encontro para famílias e comunidades, refletindo mudanças no estilo de vida e uma crescente nostalgia por tradições em meio às cidades modernas.

Fontes

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