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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO
PROGRAMA DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA – 2014
RELATÓRIO FINAL DE PESQUISA
PATRÍCIA WERNER TSCHOEKE
INICIAÇÃO CIENTÍFICA – PESQUISA VOLUNTÁRIA 2014
PLANO DE TRABALHO:
Sistemas pergolados na arquitetura contemporânea
Relatório final apresentado ao Grupo de
Pesquisa em TEORIA E HISTÓRIA DO AMBIENTE
CONSTRUÍDO (THAC) da UNIVERSIDADE FEDERAL
DO
PARANÁ – UFPR por ocasião do
desenvolvimento das atividades voluntárias de
Iniciação Científica (2014).
NOME DO ORIENTADOR:
Prof. Dr. Antonio Manoel Nunes Castelnou, neto
Departamento de Arquitetura e Urbanismo
TÍTULO DO PROJETO:
Green Architecture: Estratégias de sustentabilidade aplicadas à
arquitetura e design
BANPESQ/THALES: 2014015429
CURITIBA PR
2014
1
1
TÍTULO
Sistemas pergolados na arquitetura contemporânea
2
RESUMO
Elemento de emprego bastante remoto e tradicional, o pergolado consiste basicamente em
estruturas vazadas, as quais formam galerias semicobertas constituídas por vigas horizontais
(pérgolas ou pérgulas) dispostas em paralelo e apoiadas por pilares ou colunas. São utilizadas em
varandas e demais prolongamentos do espaço edificado, funcionando como uma extensão da
área construída e local de transição entre interior e exterior, sendo bastante frequentes em jardins,
terraços e agregados a fachadas. As pérgolas foram introduzidas na história da arquitetura e
construção civil como estruturas portantes destinadas a criar áreas sombreadas, sendo
geralmente cobertas de vegetação e voltadas à convivência ou simples passagem. Foram
bastante utilizadas na antiguidade, tendo origem romana, porém caíram em desuso nos séculos
XVIII e XIX. Atualmente, tiveram sua utilização resgatada a partir das discussões acerca da
sustentabilidade aplicada às edificações, passando pela reformulação de seu desenho, técnicas
executivas e materiais de composição, contribuindo plasticamente às correntes de arquitetura que
defendem a inspiração vernacular.
Esta pesquisa de iniciação científica faz parte do projeto intitulado “Green Architecture:
Estratégias de sustentabilidade aplicadas à arquitetura e design” e tem como objetivo principal
estudar a concepção e a execução de pergolados na arquitetura contemporânea, descrevendo
suas origens históricas, principais características e aplicações voltadas à sustentabilidade das
edificações bem como ilustrá-los através de exemplos internacionais. Realizada a partir da
metodologia de pesquisa teórico-conceitual, de caráter exploratório e com estudo de caso, possui
suas bases na investigação web e bibliográfica. Como resultado, constatou-se que seu emprego
busca criar áreas permissíveis a iluminação natural sem o ofuscamento da visão, criando regiões
sombreadas, além de favorecerem a ventilação e a proteção solar. O pergolado, quando usado
corretamente, impede a incidência direta da radiação nas fachadas, melhorando assim a eficiência
energética da construção. Além disso, seu uso é motivado por questões estéticas, pois cria
espaços de convivência aconchegantes, locais de transição interior/exterior e sensações
psicológicas de acolhimento e proteção. Adicionalmente, verificou-se a utilização de variados
materiais para a sua concepção, como madeira, metal, bambu e concreto, com ou sem vegetação,
além de diferentes dimensões, formatos e estruturação.
3
OBJETIVOS
Esta proposta em iniciação à pesquisa científica pretende desenvolver uma investigação
web e bibliográfica sobre a concepção e execução de pérgulas (ou pérgolas) na arquitetura
contemporânea, descrevendo suas origens históricas, principais características e aplicações
2
voltadas à sustentabilidade das edificações, além de ilustrá-las por meio de exemplos
internacionais. De modo específico, busca-se caracterizar esse tipo de elemento da arquitetura
sustentável, ilustrando, descrevendo e analisando 01 (um) caso em particular, em termos
funcionais, técnicos e estéticos.
4
INTRODUÇÃO
A palavra “sustentabilidade” provém do latim sustentare, que significa sustentar, apoiar;
conservar. No dicionário, o termo origina-se de um processo de derivação: sustentável+i+dade, o
que remete à qualidade daquilo que é sustentável. Seu emprego contemporâneo começou a ser
delineado a partir da Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente e o Homem (United
Nations Conference on the Human Environment – UNCHE), ocorrida em 1972, em Estocolmo,
Suécia. Este evento internacional foi um dos primeiros passos em direção à conscientização
ambiental em todo o planeta, originando pesquisas e debates a respeito das implicações do
desenvolvimento em relação à preservação da natureza e, consequentemente, da própria
sociedade humana. Essa discussão culminou uma década depois, quando foi publicado o relatório
intitulado "Nosso futuro comum" (Our common future, 1987), redigido por uma equipe liderada
pela Primeira-Ministra norueguesa Gro Harlem Brundtland (1937-), que consagrou a definição de
desenvolvimento sustentável. De acordo com esse documento, que começou a ser mundialmente
conhecido como Relatório Brundtland, a humanidade seria capaz de tornar o desenvolvimento
sustentável, caso fosse capaz de “garantir que ele atenda as necessidades do presente sem
comprometer a capacidade de as gerações futuras atenderem também as suas" (1991, p.9). Logo,
acreditava-se que os homens poderiam construir um futuro mais próspero, mais justo e mais
seguro, respeitando os limites da própria natureza.
Segundo Arrudas et Quelhas (2010), "a humanindade vem estabelecendo uma relação
cada vez mais predatória com a natureza em face do modelo capitalista de produção e que, por
isso, [...] se aproxima rapidamente de um desastre ambiental" (p. 54). Desde a Pré-História, o
homem vem modificando a natureza de acordo com as suas necessidades intrínsecas para
sobreviver, o que foi se intensificando com o decorrer das eras. A Revolução Industrial (17501830), por sua vez, acabou por acelerar o consumo de matérias-primas, devido à crescente
competitividade e consumo da população, o que ocasionou problemas sociais e ambientais. A
natureza passou a ser vista cada vez mais como um objeto, concebida quase que exclusivamente
como um produto agrícola e econômico (KEELER et BURKE, 2010).
Pode-se assinalar como o início do processo de conscientização ecológica os anos do
segundo pós-guerra, entre as décadas de 1940 e 1950, a partir de quando aumentou
gradualmente até os dias atuais, graças ao trabalho dos setores da comunidade científica, da
militância dos movimentos ambientalistas e, em especial, da ação de pacifistas e outras minorias,
envolvidas no Movimento da Contra-Cultura, característico dos anos 1960 em diante. Em um
3
segundo momento, instituições internacionais, órgãos governamentais e organismos nãogovernamentais (ONG’s), somaram-se aos meios de comunicação de massa, ações de iniciativa
privada e movimentos sociais e religiosos, para integrarem o Movimento Ambientalista, com o
objetivo comum de busca pela consciência ecológica (LIMA, 1998).
Todo esse processo ocorreu favorecido pela esperança de um mundo novo e melhor, a
partir do otimismo da década de 1960, segundo Castelnou (2002), além de ideias cada vez mais
progressistas, que resultaram no clima de reação e isolamento dos anos 1970, dando início às
conferências realizadas pela ORGANIZAÇÃO DAS NAÇÕES UNIDAS – ONU. A primeira delas, a de
1972, já citada, aconteceu com o objetivo de oferecer um caminho para que os povos do mundo
pudessem ampliar suas esferas de cooperação, administrando os recursos naturais de modo a
assegurar o progresso humano e combater a pobreza. Como consequência foi criado o Programa
das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA), o qual visa manter o estado do meio
ambiente global sob contínuo monitoramento, além de alertar povos e nações sobre problemas e
ameaças ao meio ambiente e recomendar medidas para melhorar a qualidade de vida da
população, sem comprometer os recursos e serviços ambientais das gerações futuras
(BRUNDTLAND, 1991).
Esse verdadeiro Despertar Ecológico fez com que a preocupação ambiental passasse a
fazer parte também da arquitetura. Porém, ao invés de se voltar para o passado com técnicas
vernáculas, os arquitetos ditos tardomodernos interessaram-se pela ecotecnologia, seguindo os
princípios da sustentabilidade, a fim de garantir uma maior e mais produtiva vida útil das
edificações, projetando – e construindo – para reduzir e/ou eliminar o desperdício de energia e
utilizar energia renovável, além de aplicar sistemas computacionais para gerar uma arquitetura
inteligente, empregar novos materiais e tecnologias, estas aplicadas desde a parte estrutural aos
elementos de vedação e acabamento (CASTELNOU, 2010).
De acordo com Adam (2001), a ecotecnologia consiste basicamente em qualificar a
tecnologia em termos ecológicos e, assim, gerar uma tecnologia “limpa”, que não prejudica o meio
ambiente, assim como promova um equilíbrio entre a preservação da natureza e o progresso da
civilização, ou seja, que favoreça o desenvolvimento sustentável. Segundo Keeler et Burke (2010),
a definição de um edifício sustentável está integrada por palavras tais como: eficiente, de alto
desempenho, elegante e resiliente. Trata-se, portanto, de uma edificação integrada, a qual
considera o ciclo de vida da construção em todos os níveis, da pré-concepção e projeto à sua
execução e manutenção, estendendo-se até sua demolição e reaproveitamento. Seu
planejamento necessita apresentar soluções para mais de um problema ambiental; tratar de
questões quanto a resíduos durante a construção e após a ocupação, assim como a
movimentação de terra e o transporte de materiais de construção; buscar a eficiência na utilização
dos recursos; e favorecer a conservação de energia, ou seja, o consumo energético eficiente.
4
Para o site Novarquitetura (2014), a sustentabilidade na arquitetura deve conciliar três
dimensões, as quais precisam estar equilibradas – a dimensão ambiental, a social e a econômica
(Fig. 1) – e que resultam em um edifício considerado “verde” (Fig. 2), cuja qualidade expressa-se
através de cinco itens, a saber: eficiência nos recursos ( água, energia e materiais); prevenção da
poluição (solo, água e ar); saúde e conforto dos usuários (qualidade do ar, uso de luz natural e
conforto térmico); adaptação do projeto às condições regionais; e baixo consumo energético
(economia em torno de 30% em energia, 60% na geração de resíduos e 30% no uso de água).
FIGURA 1
FIGURA 2
Quanto à questão econômica, conforme o site Sustentarqui (2014), as construções
sustentáveis garantem o retorno financeiro em médio prazo, economizando nos custos
operacionais e aumentando o valor do imóvel no mercado. Adicionalmente, são mais confortáveis
e saudáveis para os usuários, o que proporciona maior produtividade, no caso de edifícios
comerciais. De acordo com a pesquisa do Green Building Canada Council, apresentada pelo site,
o custo médio da construção de uma casa sustentável no Canadá é aproximadamente 2% maior,
mas a economia média de energia por ano é de 25% do gasto em uma residência convencional.
Sendo assim, em cerca de três anos, o gasto na construção seria recompensado. Em reportagem
da Revista Exame (BARBOSA, 2014), também citada pelo site, relata-se que a implantação de um
edifício sustentável no Brasil custa de 1% a 7% mais caro do que a de uma construção
convencional. Por sua vez, as economias na utilização do edifício variam de 8% a 9% e a
valorização na revenda é de cerca de 10%.
5
Salienta-se ainda que uma edificação sustentável traz outros benefícios, além do
econômico. Por exemplo, a porcentagem de usuários doentes diminui entre 9% e 50% em relação
a uma residência, onde tais técnicas não são adotadas. Com base no conceito de Gaia1, cunhado
pelo cientista e ambientalista britânico James E. Lovelock (1919-), pode-se acrescentar que "as
edificações podem ser vistas como organismos compostos por sistemas interatuantes e interrelacionados" (KEELER et BURKE, 2010, p.53), o que equivale a uma nova forma de conceber o
projeto arquitetônico e, consequentemente, a edificação: arquitetura e meio ambiente se
interagem e fazem parte de um mesmo sistema. Isto obviamente passou a exigir um sistema de
avaliação, o qual pudesse medir e atestar a sustentabilidade de uma obra.
Por meio de um mecanismo simples e de fácil interpretação (a etiqueta), a
população passa a interagir com o tema, na medida em que pode facilmente optar
por edificações de maior rendimento e naturalmente vai pondo à margem do
mercado as empresas que não se adequarem à nova realidade, esse mesmo
mecanismo permite às empresas demonstrarem seu diferencial umas frente às
outras, o que passa a ser aproveitado como oportunidade de marketing
(MEIRIÑO, 2004, p.01).
Segundo Santos et Abascal (2012), as certificações “verdes” surgiram para atender os
consumidores preocupados com o meio ambiente, garantindo a qualidade de produtos que
possuem baixo impacto ambiental, visto que o setor da construção civil causa grandes distorções
ao ambiente natural. Tais certificações são feitas a partir de critérios e pré-requisitos definidos por
cada instituição, organismo ou país, medindo o impacto ambiental da construção no meio
ambiente. Trata-se, portanto, de um incentivo para as práticas sustentáveis em edifícios, pois
quantifica e confere reconhecimento formal às essas instituições.
Existem diversas certificações pelo mundo todo, sendo o BUILDING RESEARCH
ESTABLISHMENT ENVIRONMENTAL ASSESSMENT METHOD – BREEAM considerado o primeiro selo
ambiental para a arquitetura, lançado em 1993, o qual qualificava o edifício como: suficientemente
bom, muito bom ou excelente (CASTELNOU, 2010). Entretanto, um dos mais conhecidos selos
verdes consiste no LEEDERSHIP IN ENERGY AND ENVIRONMENTAL DESIGN – LEED (“Liderança em
Projetos de Energia e Ambientais”), criado em 2000 pelo Conselho de Edificações Sustentáveis
(GBC) dos EUA e que classifica os edifícios como: Leed Certified, Silver, Gold e Platinum.
No Brasil, já estão à disposição diversos sistemas de certificação ambiental, tais como: o
LEED Brasil, que é uma adaptação do selo norte-americano de 2007; o AQUA (Alta Qualidade
Ambiental), que classifica escritórios, escolas, hotéis e edifícios habitacionais em: bom, superior e
excelente; o PROCEL EDIFICA, que categoriza edifícios comerciais, residenciais e de serviços
públicos em: A, B, C, D e E; e o Selo Azul da Caixa Econômica Federal (CEF), que classifica
unidades habitacionais com o valor de até R$130.000,00 em: Bronze, Prata e Ouro.
1
Também denominada de hipótese biogeoquímica, a chamada Hipótese de Gaia propõe que a vida na Terra funcione como um
sistema vivo de inter-relações simbióticas, auto-organizadoras. Originalmente proposta por Lovelock em 1972, ela foi batizada de
“Gaia” por William G. Golding (1919-93), ganhador do Prêmio Nobel de Literatura em 1993, em alusão à deusa grega suprema da
Terra. Tal hipótese concebe o planeta como um único organismo vivo e faz parte do cerne da chamada Deep Ecology (“Ecologia
Profunda”); o ramo mais radical do ecologismo contemporâneo (N. autora).
6
5
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
O termo “pergolado” provém do latim pergula, que se referia à projeção de um beiral, uma
extensão do telhado ou de um caramanchão2. Segundo o site Gazebo Creations (2014), o
primeiro registro da utilização da palavra data de 1640, em referência ao período medieval tardio e
usado por John Evelyn (1620-1706) em seu diário3 para descrever uma estrutura existente no
claustro de Trinità dei Monti, em Roma, Itália. O pergolado encontrado nas vilas Medici (Fig. 3),
perto de Florença, representa uma estrutura similar àquela descrita por Evelyn. Por sua vez, na
Ásia Oriental, as pérgulas eram criadas com vigas curvas que se assemelhavam com as
estruturas arqueadas de um pagode; uma edificação chinesa tradicional utilizada principalmente
em construções religiosas.
O pergolado constitui-se em um elemento
FIGURA 03
popular na história da arquitetura, passando por
transformações a partir dos estilos vigentes. Seu
formato mais tradicional, de acordo com o site Walpole
Outdoors (2013) data da Renascença Italiana, quando
era feito em alvenaria ornamentada. Era utilizado mais
por questões estéticas do que funcionais, possuindo
pilares com grandes pedras lisas que criavam certa
dramaticidade
(GAZEBO
CREATIONS,
2014).
O
emprego de pérgulas caiu em desuso nos séculos XVIII
e XIX, voltando a se destacar somente na passagem
para o século XX, tornando-se extensos e luxuosos,
quando eram feitos pilares com tijolos e pedras que
destacavam as vigas. Isto pode ser ilustrado com os
FIGURA 04
pergolados feitos pelos paisagistas britânicos Sir Edwin
Lutyens (1869-1944) e Gertrude Jekyll (1843-1932),
que trabalharam juntos em diversos ajardinamentos residenciais (Fig. 5), marcados pela liberdade
no plantio de diferentes plantas como lírios e lavanda, consagrando-se como os verdadeiros
criadores do Jardim Inglês (WALPOLE OUTDOORS, 2013).
Surgido como reação aos produtos industrializados e, principalmente, em oposição ao
eclético estilo vitoriano, o Arts & Crafts Movement (1880/90) adotou as pérgulas, juntamente com
arcos de rosas, conforme Schnare (2014), para criar áreas externas que ressaltavam a natureza e
2
Os caramanchões são varais para sustentar parreiras, considerados altamente decorativos, além de úteis. Podem situar-se tanto ao
abrigo da casa como sobre um caminho ou terraço (N. autora).
3
Os diários ou memórias do escritor e jardineiro John Evelyn constituem fonte valiosa sobre arte, cultura e política do renascimento
inglês, já que ele testemunhou as mortes de Charles I (1600-49) e de Oliver Cromwelll (1599-1658), além da última Grande Praga
(1665) e o Grande Incêndio (1666) de Londres. Contemporâneo de outro importante diarista de seu tempo, Samuel Pepys (1633-1703),
ambos se correspondiam, cujos textos em sua maioria foram preservados e permitem excepcional material sobre a vida no reino Unido
do século XVII (ROBERTS, 2006).
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o artesanato. Já no século XX, notou-se que o pergolado não poderia ser inserido em todos os
lugares: Francis King (1921), por exemplo, defendeu que não se deveria utilizar pérgolas em
pequenos jardins, pois eram difíceis de se fazer corretamente e, quando empregadas de maneira
errônea, tornavam-se esteticamente ruins. Mesmo assim, alguns pergolados foram criados no
século passado, em que foram inseridos novos materiais, tais como concreto, madeira e vinil, os
quais tornavam mais rápida sua construção comparando-se com o tijolo e a pedra.
Atualmente, está ocorrendo uma revalorização das pérgulas como elemento arquitetônico,
pois fornecem sombra e a possibilidade do contato com vegetação em áreas com pouca terra
disponível para o plantio. Além disso, criam paisagens que atraem o olhar e constituem locais
convidativos de estar e de passagem, assim como melhoram a sensação térmica, por permitirem
a ventilação e o sombreamento.
A pérgula, para Petschek et Gass (2011), consiste em “uma estrutura que sombreia uma
área, é aberta em pelo menos um lado [e] coberta por vigas horizontais sustentadas por pontos
selecionados" (p. 22), cuja função é definida em como será usada, por exemplo, para criar áreas
sombreadas de estar, com plantas ornamentais, próximo às casas, fazendo referência à origem
da estrutura no mundo mediterrâneo. Adicionalmente, a pérgula pode ser empregada para criar
áreas enclausuradas, gerando privacidade; ou para sombrear caminhos, um terraço e/ou galeria.
Quando disposto corretamente agregado ao
volume
da
construção,
o
pergolado
FIGURA 05
gera
sombreamento nas paredes e aposentos, além de
estender visualmente o cômodo para o exterior,
criando-se um jardim cercado por paredes e/ou muros;
ou ainda permitindo uma transição entre espaços,
como
público
construção,
e
privado.
Pode
tornando-se
estar
mais
preso
simples;
FIGURA 06
à
ou
independente da mesma, necessitando assim de um
desenho próprio. Pode ainda servir como guia de
ligação
entre
dois
pontos
(dois
espaços
ou
edificações), tornando-se, neste caso, uma estrutura
independente, com dois lados vazados para permitir a
FIGURA 07
transição nela. Por fim, o pergolado pode ser
alternativamente fechado em um lado e sustentado em
uma
parede,
cerca
ou
muro,
do
outro
lado
(PETSCHEK et GASS, 2011).
Ainda segundo os mesmos autores, a forma e a estrutura da pérgula dependem de sua
função, assim como das condições do local, o que inclui clima, solo, conceito do projeto e
8
questões econômicas de construção e manutenção. Outro aspecto que vai influenciar igualmente
é o jogo de luz e sombra sob o pergolado, ou seja, a quantidade de sombra que se quer criar.
A construção mais convencional do pergolado dá-se por pilares e sobreposição de vigas,
as quais podem ser feitas de diferentes materiais e formas. Os pilares, por sua vez, podem ser
executados em pedra (Fig. 5) com duas vigas em sentido longitudinal, apoiadas em tábuas
transversais separadas entre si por 1,0 m; em troncos de alvenaria (Fig. 6) com o encaixe de
toras; ou ainda em tijolo (Fig. 7) com armação de tora, sendo as mais espessas colocadas na
transversal. Em geral, a estrutura de uma pergola é composta por elementos independentes que
são encaixados uns aos outros (ULSAMER, 1981, p. 68).
Segundo o site Build (2014), as pérgolas
FIGURA 08
metálicas são mais resistentes e duráveis, permitindo
diferentes
formatos.
Sua
estrutura
necessita
de
impermeabilização e pode ser pintada de diversas
cores,
resistindo
à
exposição
esporádica
a
águas/chuva. Embora se trate de um material mais
caro, compensa devido à durabilidade e manutenção,
além de ser reutilizável. O pergolado é montado a partir
do alinhamento dos pilares, que são concretados para
a fixação. Já as vigas são parafusadas nos pilares e/ou
na estrutura da construção; e os barrotes são
parafusados às vigas, sendo que, dependendo da
espessura do aço, há diferenciação do tamanho do
parafuso. Como ilustração, a casa da Figura 8 utiliza o
pergolado metálico para proteger a área social do sol
poente (VIDRADO, 2011).
Outro tipo de pergolado citado pelo site Build
(2014) é aquele desenvolvido com tecido tensionado
(Fig. 9), chamado de pergolado de vela. Este não se
encaixa perfeitamente na definição de pérgula, visto
FIGURA 09
que não possui viga na horizontal. Sua composição
consiste de uma vela presa a pilares dispostos não necessariamente alinhados e na mesma
altura, formando um teto. Uma das vantagens dessa categoria é a variedade de cores e tecidos
existentes, além de permitir a passagem da luz, devido ao tecido não ser opaco: a luz que
atravessa a superfície reflete a cor da vela usada. Além disso, o preço é mais acessível e a
construção rápida, sendo a previsão de montagem somente de uma tarde. Para a fixação, utilizase ganchos nos pilares e/ou estrutura da construção em diferentes alturas. No caso de pergolados
de maior porte, são necessários materiais mais resistentes como o aço: a vela é rodeada por fios
9
de aço inoxidável, os quais são presos aos ganchos para permitir flexibilidade devido à ação dos
ventos, sem deformar a estrutura. As desvantagens ocorrem quando há a escolha de uma vela de
baixa qualidade e a montagem incorreta, o que pode diminuir a durabilidade graças à força eólica.
O pergolado agregado (Fig. 10) pode estar
FIGURA 10
sustentado pela estrutura da construção e/ou de um
muro, sendo bastante utilizado em pátios e varandas.
Uma das suas vantagens está no acesso, vista a
proximidade das construções, o que permite a
extensão dos cômodos para o exterior, a qual pode ser
facilitada pelo tipo de porta utilizada, como as de correr
e de enrolar (portas-camarão). É um tipo que cria áreas
de convívio, lazer, estar e passagem. Estão presentes
na estrutura vigas principais, que se ligam à estrutura
da construção, assim como vigas secundárias na
transversal. Ao projetar pérgulas agregadas deve-se
levar em conta o escoamento da água, ou seja, a
inclinação do telhado, para que as águas sejam
direcionadas
Adicionalmente,
corretamente
é
para
necessário
a
seguir
drenagem.
as
normas
construtivas regidas em cada cidade (BUILD, 2014).
FIGURA 11
Ainda segundo o site Build (2014), o pergolado em forma de treliça (Fig. 11) possui essa
forma mais por uma questão estética do que estrutural, pois as pérgulas são elementos leves.
Dependendo do ângulo que a treliça forma pode-se gerar uma maior proteção solar, mesmo o
conjunto não estando coberto completamente. Visto que a estrutura é feita com base nos telhados
convencionais, este pode ser coberto por um filtro de luz ou vegetação. Com isto, a cobertura cria
a sensação de uma sala no exterior. A construção é feita por vigas presas umas às outras,
formando as tesouras, assim como vigotes para unir as tesouras e criar o formato triangular
requerido. O único problema desse tipo de pergolado são as rajadas de vento que pressionam a
fixação das vigas e podem destelhar o pergolado, caso este seja coberto.
FIGURA 12
Um pergolado possibilita ainda o uso de painéis
solares para cobrir a estrutura, o que pode ser feito
impedindo parcialmente a passagem da luz (Fig. 12) ou
mesmo completamente (Fig. 13). Esses painéis, de
acordo com o site Build (2014), proporcionam uma
excelente sombra, assim como boa proteção contra a
chuva. Paralelamente, fornecem energia considerada
limpa, por não poluir e afetar o meio ambiente. Embora
10
possa ser instalado em qualquer local, a forma apenas
FIGURA 13
é limitada pelo formato das placas solares. Indica-se
também que seja instalado perto dos cômodos, os
quais possam aproveitar a energia gerada. Destaca-se
que o investimento inicial de instalação é mais caro do
que pérgulas sem as placas, entretanto, a economia de
energia elétrica compensa ao longo dos anos.
Contudo, não necessita estar ligado à rede de energia
da casa, pois pode ser utilizado somente para iluminação externa, por exemplo.
Para a instalação desse tipo de pergolado é necessário levar em conta a resistência da
estrutura para suportar todo o peso, além da posição e inclinação correta dos painéis para que a
incidência de luz sobre eles seja a máxima possível. Portanto, se os painéis forem inseridos em
uma pérgula preexistente, deve ser analisado se a estrutura suporta a instalação e se serão
necessárias modificações na inclinação da estrutura de cobertura. As vantagens do pergolado
com painel solar são a utilização de um espaço que não estava sendo empregado para a geração
de energia elétrica, assim como menor gasto da energia elétrica da rede e a possibilidade de
diferentes formas. Porém, há desvantagens como em alguns tipos de pergolado em que não se
permite a passagem de luz solar, além de custo elevado de implantação em comparação a uma
cobertura comum e maior dificuldade de proteger contra as intempéries, visto que não existem
paredes (BUILD, 2014).
Em relação à construção da estrutura do
FIGURA 14
pergolado, diversos materiais podem ser utilizados, tais
como tijolos, pedra, madeira e concreto. Com vistas à
sustentabilidade,
materiais
também
metálicos
que
devem
ser
incluídos
tiveram
sua
produção
cerificada, como aço e alumínio, que podem ser
reutilizados.
Obviamente,
quando
a
questão
é
reciclagem, vale a pena optar também pela madeira de
demolição (Fig. 14), a qual reaproveita um material já utilizado, diminuindo o descarte das
construções.
A fim de impedir a passagem das águas pluviais, os pergolados são, em diversos casos,
cobertos. Um material muito utilizado é o vidro, visto que possibilita a transparência, permitindo a
passagem da luz e a criação de sombras pela estrutura. Há ainda as vegetações, que contribuem
para o meio ambiente e permitem o contato com a natureza, gerando um local mais agradável aos
usuários. Na opinião de Portilho (2014), as trepadeiras indicadas para pergolados são: maracujá,
uva, flor-de-cera, jasmin-estrela, lágrima-de-cristo, sapatinho-de-judia e trepadeira-de-arco.
Entretanto, é necessário utilizar uma vegetação que possa ser suportada pela estrutura.
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Outros materiais são também utilizados para
cobrir as pérgulas, criando diferentes texturas e
sombras. De acordo com o espaçamento entre as
peças, permite-se mais ou menos a passagem da luz
solar. Exemplificando, para criar efeitos com luz e
sombra, utiliza-se o bambu (Fig. 15), proporcionando
ripas e vigas de madeira dispostas mais próximas
FIGURA 15
umas da outras. O tecido é também utilizado sobre as
vigas para gerar uma cobertura para o pergolado que permita certa transparência, além de tornar
o local ainda mais aconchegante.
Segundo Petschek et Gass (2011), a maioria das estruturas em pérgulas ainda é
construída de madeira. Como o conceito de sustentabilidade na construção civil está bastante
relacionado ao uso de materiais de fontes renováveis, os quais demandam baixo consumo de
energia em sua produção, o emprego de
pergolados em madeira torna-se uma
opção da arquitetura mais sustentável. A
partir do gráfico da Figura 16, é possível
observar que a madeira é o material que
menos
consome
produção,
seguido
energia
na
sua
pelo
bloco
de
concreto, o que a coloca na categoria de
material
que
contribui
para
a
sustentabilidade, devido à baixa emissão
de Gás Carbônico (CO2) na atmosfera
FIGURA 16
(PLANTAR, 2012).
Além disso, o pergolado pode contribuir para a eficiência energética da construção se for
corretamente empregado. Uma das maneiras, segundo o site Urbane (2014), seria utilizá-lo na
vertical com vegetação em uma parede dupla ventilada. Isto porque as fachadas duplas ventiladas
fazem a transição entre as zonas do exterior e interior, reduzindo a perda de calor no inverno e o
ganho de calor no verão, pois não há radiação direta no ambiente e a ventilação entre os espaços
entre as duas fachadas melhora o desempenho. Adicionalmente, as pérgulas podem ser utilizadas
nos pátios, o que fornece a ventilação por espaços intermediários. Essa solução é empregada,
ainda de acordo com o site Urbane (2014), em locais com clima quente e seco, embora também
possa ser aplicada em outros climas. Isto permite a circulação do ar pelos espaços intermediários
juntamente com os corredores e cômodos, ocorrendo a ventilação cruzada nos ambientes, a partir
de venezianas associadas às portas internas dos compartimentos.
Outra forma de empregar pérgulas para obter uma melhor eficiência energética consiste no
12
pergolado agregado ao edifício. Segundo Lamberts, Dutra et Pereira (1997), a luz natural é
superior à artificial, já que permite ao usuário a percepção espaço-temporal, através das
intensidades diferenciadas de luz e sombra e da reprodução das cores, além de gerar menor
quantidade de calor por lúmen (unidade de fluxo luminoso) do que a luz artificial. O uso do
pergolado como elemento externo à edificação garante sombreamento e diminuição da incidência
de radiação solar direta, permitindo apenas a entrada da luz natural (FONSECA et al., 2010).
De acordo com Amorim (2014), "um bom projeto de iluminação natural pode fornecer a
iluminação necessária durante 80/90% das horas de luz diária, permitindo uma enorme economia
de energia em luz artificial" (p. 2). O pergolado, além de favorecer a iluminação natural, contribui
para a diminuição de ganhos e perdas térmicas durante as diferentes estações dos anos. O site
Habitare (2014) propõe a inserção de pérgulas com vegetação caducifólia4 junto à fachada oeste
e revestimento externo com cores claras para evitar o ganho de calor nos meses mais quentes. O
pergolado intercepta a radiação durante as estações mais quentes e possibilita a passagem da
radiação nos meses mais frios. Por sua vez, outro pergolado é proposto na fachada norte para
gerar sombra nos meses quentes e permitir a passagem da radiação nos meses frios.
Finalizando, a contribuição do pergolado à construção mais sustentável ainda inclui o
aumento da biodiversidade local, devido à possibilidade de se utilizar vegetação sobre a estrutura,
o que acaba por atrair espécies de pássaros e insetos. Além disso, faz com que ocorra a redução
na transmissão do calor absorvido pelo piso durante o dia, o qual é refletido para a edificação
durante a noite. Ainda a partir da vegetação, permite a melhoria do clima urbano através do
aumento da umidade no ar e retenção de partículas de pó, auxiliando no combate à poluição
atmosférica (SOLANO, 2014).
6
MATERIAIS E MÉTODOS
De cunho teórico-conceitual e caráter exploratório, esta pesquisa sobre o emprego de
pergolados na arquitetura contemporânea e sua relação com a questão da sustentabilidade teve
base em uma revisão web e bibliográfica, a partir de livros, textos e artigos. Voltada à iniciação
científica, a metodologia envolveu algumas etapas, começando pela coleta e seleção de fontes de
pesquisa, seguida pela leitura e organização de informações a respeito da arquitetura sustentável;
origem dos pergolados, suas características e tipologia; e, finalmente, o uso contemporâneo
desses elementos, suas vantagens e desvantagens. Na sequência, fez-se o estudo de um caso
internacional, procurando ilustrá-lo, descrevê-lo e analisá-lo em seus aspectos estruturais,
funcionais e estéticos. Concluiu-se a pesquisa com algumas observações finais, além a
elaboração deste relatório final e a preparação da apresentação dos resultados no 22º EVINCI
(Evento de Iniciação Científica) da UFPR, previsto para ocorrer em outubro de 2014.
4
Vegetação que perde as folhas durante certas estações do ano, geralmente nos meses mais frios, para diminuir o gasto de energia e
sobreviver (N. autora).
13
7
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A revisão web e bibliográfica realizada possibilitou constatar que o pergolado possui
diferentes usos, funções e formatos. Pode contribuir para a sustentabilidade arquitetônica se
empregado corretamente, a partir da escolha do material e posicionamento no espaço. Para sua
aplicação, deve-se estudar o local onde será inserido, a incidência solar e também o entorno. O
sucesso da construção sustentável está relacionado, principalmente, com um projeto bem feito.
Para ilustrar a possibilidade de maior sustentabilidade a partir do uso contemporâneo de
pérgulas, buscou-se um estudo de caso internacional que seguisse parâmetros ambientais e
possuísse estética interessante, já tendo sido executado e publicado em meios acadêmicos e
profissionais. A partir de informações coletadas em livros e sites eletrônicos, de maneira objetiva,
descreve-se e analisa-se na sequência o Sino-Italian Ecological and Energy Efficient Building –
SIEEB, implantado no campus da Universidade de Tsinghua em Beijing, China.
ESTUDO DE CASO
Sino-Italian Ecological and Energy Efficient Building
(2005/06, Beijing – China)
Mario Cucinella Architects
Localização:
Tsinghua University, Beijing – China
Área do projeto:
20.000 m²
Data do projeto:
2003
Data de construção: 2005/06
Autoria:
Mario Cucinella Architects
Este projeto originou-se a partir de um acordo de cooperação bilateral entre a Itália e a
China, consistindo em um centro sino-italiano de educação, treinamento e pesquisa na área de
proteção ambiental e economia de energia, localizado na capital chinesa, Beijing (antiga Pequim).
Em meio a discussões para a redução de emissão de Gás Carbônico (CO2), segundo Gerolla
(2007), decidiu-se pela construção de uma nova geração de edifício sustentáveis, a qual seria
iniciada com a construção deste SIEEB. A proposta foi um trabalho em conjunto de projetistas do
Centro Politécnico de Milão, do escritório do arquiteto italiano Mario Cucinella (1960-) e dos
engenheiros Fávero & Milan, resultando em um complexo formado por salas para docência e
investigação científica, escritórios e um auditório para 200 pessoas (Figs. 17 e 18).
FIGURA 17
FIGURA 18
14
Com cerca de 20.000 m² de área construída e
FIGURA 19
40 m de altura, a edificação teve um custo estimado em
20,5 milhões de euros, de acordo com Duran et Herrero
(2010), tendo como clientes o Ministério do Meio
Ambiente e Território da Itália e o Ministério da Ciência
e Tecnologia da China. A demanda energética é de
15,6kWh/m²/ano de eletricidade e 30,3m³/m²/ano de
gás. Implantado em uma área urbana cercada por dez
edifícios altos, o complexo apresenta sua forma
resultante de estratégias voltadas à sustentabilidade, o
que conduziu a uma simetria em forma de "U", com a
fachada
FIGURA 20
sul
voltada
para
um
pátio
interno,
caracterizado por uma série de pergolados e terraços
(Fig. 19); e a fachada norte, totalmente opaca e isolada
(Fig.
20).
A
edificação
está
inserida,
também
simetricamente, em um terreno quadrado de 60 x 60 m
(Fig. 21) (CUCINELLA, 2014).
O conjunto teve a orientação sul maximizada, a
partir de simulações gráficas e estudos realizados por
uma equipe de técnicos milaneses (Fig. 22). O intuito
foi o de prever as sombras e todas as possibilidades
relacionadas ao desempenho energético do edifício. Na
fachada sul, localiza-se um conjunto de pergolados
agregados à estrutura que gera sombra nos terraços.
Já a fachada norte é mais fechada e isolada, para evitar
os ventos frios do inverno; e, a leste e oeste, há uma
dupla película de vidro com controle solar, para
FIGURA 21
minimizar a luz e a radiação direta. O emprego de
vidros acabou por favorecer a iluminação natural: por
isto, os pavimentos do edifício inclinam-se, fazendo com que a iluminação atravesse todo o
complexo e chegue ao pátio interno (GEROLLA, 2007).
Quanto à setorização funcional, ainda de acordo com a mesma fonte, o conjunto edificado
possui duas partes distintas: inferior e superior. A primeira, entre o subsolo e o primeiro andar,
possibilita o acesso público, com hall de entrada, área de exibições e auditório, além de estar
fisicamente ligada à rua. Para dar maior acessibilidade a essa porção do prédio, o térreo foi
desenvolvido com entradas para ambos os lados, norte e sul (Fig. 23). Na face norte, uma
fachada em dois níveis dá acesso ao edifício e transparece o pátio interno com seus jardins, que
15
podem ser vistos por todos que transitam na rua ou se encontram nos prédios em frente ao SinoItalian Ecological and Energy Efficient Building – SIEEB.
FIGURA 22
De acordo com Gerolla (2007), os andares inferiores receberam um design mais complexo
e dinâmico, com rampas, passagens, níveis irregulares e jardins, conferindo a todo o espaço
público maior movimento em ambientes e perspectivas diferenciadas. Já os andares superiores, a
partir do segundo pavimento, estão totalmente ocupados por escritórios e laboratórios de
pesquisa. Como ambiente de trabalho e concentração, o desenho desses pavimentos adquiriu
contornos mais regulares e tradicionais, voltando-se à face sul do terreno (Fig. 23).
FIGURA 23
16
A fachada do edifício apresenta um recorte elegante e altamente funcional,
coerente com a idealização do projeto. O elemento pode ser entendido como um
envelope especial que cobre a construção e tem papel crucial na estratégia de
preservação do meio ambiente. Dessa forma, cada uma das orientações – norte,
sul, leste e oeste – recebeu um tratamento diferente (GEROLLA, 2007, p. 1).
A fachada norte, voltada para a entrada principal do campus, foi desenvolvida para ser
quase que totalmente opaca e isolada, sendo composta externamente por vidros azuis, os quais
protegem contra as baixas temperaturas; e, no lado de dentro, por diferentes sistemas de canais
para ventilação que direcionam o ar para o jardim e para os envelopes leste e oeste (Fig. 24). Na
face sul, os pavimentos se projetam em comprimentos desiguais para fora da fachada, tornandose mais alongados pela estrutura das placas fotovoltaicas, que atuam como brises5 (Fig. 25). As
fachadas leste e oeste exibem uma pele dupla composta por módulos de vidros transparentes e
opacos, além de uma pele externa que produz um efeito de linhas de seda horizontais de
diferentes espessuras, promovendo uma vibração elegante e contribuindo com o desempenho
termoenergético dos interiores. Componentes como brises e persianas embutidas também foram
introduzidos para controlar a incidência da luz e distribuí-la da melhor forma pelos ambientes
(GEROLLA, 2007; CUCINELLA, 2014).
A estrutura do edifício é basicamente em aço;
FIGURA 24
material cuja escolha deu-se baseada na sua possível
reutilização, tendo sido empregado na sustentação dos
pavimentos acima do térreo. As escadas e elevadores
situados em dois blocos a leste e a oeste são envoltos
por uma estrutura
de aço, que contribui para a
estabilidade da construção. Os terraços são cobertos
por pergolados de aço com painéis solares que atuam
FIGURA 25
como brises-soleil. Segundo o site MoreAEdesign
(2014), a cobertura da construção é feita a partir de
uma forma de concreto pré-moldado de 12 cm colocado
sobre uma estrutura de aço interno, possuindo um
isolamento de 5 cm e recobrimento de 3 cm de
pavimentação em pedra, cercada por paralelepípedos.
As lajes são feitas em concreto e se integram com a
estrutura metálica. Os pavimentos subterrâneos são
sustentados por pilares de concreto de 8 m x 8 m, sobre
fundações de até 8 m de profundidade.
5
Esse recurso faz o edifício lembrar um grande arquivo com gavetas abertas; imagem pertinente a uma edificação dedicada à
pesquisa e documentação. Muito além da questão estética, entretanto, o desenho buscou a um só tempo conferir proteção contra a
incidência solar e transparência à obra (GEROLLA, 2007).
17
Como o intuito do edifício era
FIGURA 26
o de diminuir a emissão do CO2,
foram
implantadas
fotovoltaicas,
assim
placas
como
equipamentos utilizados no forro e
cômodos para regular a temperatura
e evitar o gasto desnecessário de
energia. A construção inclui 190
módulos de placas fotovoltaicas na
fachada sul (Figs. 26 e 27), as quais
produzem com incidência máxima
solar de 19,95kWp. Além disso, o
estudo da iluminação natural e artificial resultou em um sistema automático que regula a
iluminação artificial nos escritórios e laboratórios a partir da necessidade captada pela presença
de luminescência (Figs. 28 a 30).
FIGURA 27
Por fim, o edifício também reutiliza as águas provenientes da captação da chuva pela
cobertura e igualmente das águas cinzas, provenientes do uso das pias ou de limpeza, em
funções sanitárias, sendo realizada uma filtração antes da reutilização. Há reservatórios para
ambos os tipos de água, interligados ao sistema de esgoto público caso se atinja o limite dos
reservatórios (Figs. 31 e 32).
18
FIGURA 29
FIGURA 28
FIGURA 30
Como todos os elementos constitutivos dessa arquitetura demonstram, em
nenhum segundo perdeu-se o fio de condução do trabalho focado no conceito da
sustentabilidade [...] A ética encontra-se além do design do edifício, que busca
maximizar o aproveitamento de recursos renováveis. A funcionalidade da
arquitetura encontrou aqui ótimo resultado no próprio sentido de existência do
edifício, que recebe cientistas e pesquisadores preocupados em preservar o meio
ambiente para as futuras gerações (GEROLLA, 2007, p. 1).
FIGURA 31
Estratégias Ambientais (Verão)
- Proteção solar
- Superfície verde
- Captação voltaica (ganho solar)
- Ventilação de espaços abertos
- Coleta de águas pluviais
FIGURA 32
Estratégias Ambientais (Inverno)
- Insolação (ganho solar)
- Alto isolamento (Dupla película)
- Proteção ao vento frio
- Coleta de águas pluviais
19
8
CONSIDERAÇÕES FINAIS
De forma introdutória ao tema, esta pesquisa abordou o emprego do pergolado através do
tempo, além dos seus diferentes tipos, usos e materiais utilizados em projetos de edificações.
Sendo a sustentabilidade das construções uma preocupação atual, pôde-se observar como este
elemento arquitetônico pode contribuir para com esta, por meio de seu uso correto para a
eficiência energética, geração de sombras, melhoria do conforto e maior contato com a natureza.
Além disso, a escolha de um material que gasta menos energia para ser utilizado na construção
de um pergolado – como é o caso da madeira, especialmente a certificada e/ou provemniente de
reciclagem – também favorece esse objetivo.
Com o estudo de caso, foi possível apresentar um exemplo internacionalmente
reconhecido da utilização do pergolado em contribuição à sustentabilidade. O uso combinado do
pergolado com a tecnologia permitiu a geração de energia para consumo do próprio edifício, ao
mesmo tempo em que se criaram áreas sombreadas destinadas aos terraços de escritórios e
laboratórios de pesquisa. Como exemplo da efetividade desse tipo de tecnologia, enfocou-se o
Sino-Italian Ecological and Energy Efficient Building – SIEEB, que foi criado para servir como
referência mundial de prédio sustentável, logrando pleno sucesso.
A maior dificuldade encontrada durante a pesquisa esteve associada à pouca bibliografia
voltada ao assunto – arquitetura de pergolados –, tanto em inglês ou espanhol, mas
principalmente em português. Em geral, as informações mais frequentes estão relacionadas a
questões estéticas e não funcionais, sendo a maioria com o intuito de venda do produto através
de sites comerciais. Apesar disso, foi possível encontrar subsídios para a construção de um
panorama geral sobre esse elemento arquitetônico de origem antiga, mas com grande
potencialidade de emprego contemporâneo. Como continuação da pesquisa, podem-se apontar
outros casos de estudos internacionais e/ou nacionais, assim como um maior aprofundamento
técnico do desempenho do pergolado no que se refere à economia energética.
9
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10
FONTES DE ILUSTRAÇÕES
FIGURA
1e2
3
4
5, 6 e 7
8
9
10
11
12
13
14
15
16, 17, 18 e 19
20 e 21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
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05.jul.2014
05.jul.2014
05.jul.2014
06.jul.2014
22.jul.2014
22.jul.2014
22.jul.2014
22.jul.2014
22.jul.2014
22.jul.2014
22.jul.2014
09.ago.2014
09.ago.2014
09.ago.2014
09.ago.2014
09.ago.2014
09.ago.2014