estudo da ventilação natural proposta para a igreja do bairro século xx

Transcrição

UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL
CURSO DE ARQUITETURA E URBANISMO
ESTUDO DA VENTILAÇÃO NATURAL PROPOSTA PARA A
IGREJA DO BAIRRO SÉCULO XX
Fernanda Perozzo Frizzo
Caxias do Sul
Novembro 2010
FERNANDA PEROZZO FRIZZO
ESTUDO DA VENTILAÇÃO NATURAL PROPOSTA PARA A
IGREJA DO BAIRRO SÉCULO XX
Monografia apresentada como requisito parcial para a aprovação da
disciplina de Laboratório de Arquitetura e Urbanismo da Universidade
de Caxias do Sul.
Orientador: Arq. Ms. Carlos Eduardo Mesquita
Pedone
Campo de estágio: Escritório Royal Arquitetura
Supervisora: Arq. Dra. Maria Fernanda de
Oliveira Nunes.
Caxias do Sul
Novembro 2010
Dedico este trabalho aos meus pais Abrelino e Noeli,
em especial, pela dedicação e esforço em todas as
etapas desenvolvidas neste trabalho, obrigada.
A minha irmã, Veronica, pelo auxílio e compreensão
Ao meu querido Fernando, pela paciência.
AGRADECIMENTOS
À Royal Arquitetura, onde fui muito bem recebida por todos.
Ao meu orientador professor e arquiteto Carlos Eduardo Pedone, que demonstrou
interesse e atenção durante toda a trajetória. Obrigado pela oportunidade deste
estágio.
À minha supervisora, professora e arquiteta Maria Fernanda Nunes, obrigada pelo
empenho na tomada de decisões e pela dedicação durante todo desenvolvimento do
trabalho.
Ao Eliseu da maquetaria, que me auxiliou na construção da maquete.
A minha mãe, que me ajudou em todas as simulações em maquete.
Agradeço a todos em geral que de uma forma ou de outra me ajudaram nesta
caminhada.
RESUMO
Este trabalho tem como finalidade, tratar sobre
o conforto térmico, mais
especificamente sobre a ventilação natural em ambiente interno. Ele apresenta uma
revisão bibliográfica, conceitos e teorias defendidas por autores diante do assunto
em questão. Será analisado o projeto da Igreja do bairro Século XX, localizada em
Caxias do Sul, RS, para verificação da eficiência do sistema de ventilação natural
lançado em projeto, bem como suas dimensões e localização. Para essa análise, foi
reproduzida uma maquete do local em modelo reduzido e realizados testes de
simulação de fluxo, observando a trajetória do ar. Como resultado o trabalho
apresentou muito eficácia diante do fluxo de ar existente para o período de inverno,
já para o período de verão, ele apresentou um bom resultado, porém, ele possui um
condicionante, a porta de acesso ao batistério, a única abertura de entrada de ar
neste período, na maioria do tempo ele precisa permanecer fechada, portanto foi
sugerida uma proposta para acrescentar uma nova abertura localizada na fachada
sul, permitindo a entrada de ar no interior do ambiente nos casos em que a mesma
se encontrar fechada e aumentar a velocidade do fluxo nos casos em que ela estiver
aberta. Essa solução encontrada aperfeiçoa por completo o conforto térmico do
local e deixa-o apto para ser freqüentado em qualquer estação do ano.
Palavras-chaves: conforto térmico; ventilação natural; arquitetura religiosa.
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1: VENTILAÇÃO PARA CLIMAS TEMPERADOS (A) VENTILAÇÃO DE INVERNO E (B)
VENTILAÇÃO DE VERÃO. ........................................................................................
17
FIGURA 2: DISTRIBUIÇÃO DAS PRESSÕES CONFORME AÇÃO DOS VENTOS. ........................ 18
FIGURA 3: VENTILAÇÃO POR AÇÃO DOS VENTOS. ........................................................... 19
FIGURA 4: INCIDÊNCIA DO VENTO EXTERNO DA FACHADA. ............................................... 20
FIGURA 5: PRESSÕES DO AR DIANTE DA VENTILAÇÃO CRUZADA. ...................................... 21
FIGURA 6: INCIDÊNCIA DO VENTO A 45º (A) VELOCID. MÉDIA (B) VELOCID. ALTA. ............... 22
FIGURA 7: ÂNGULO DE INCIDÊNCIA DO VENTO DIANTE DA ORIENTAÇÃO DA EDIFICAÇÃO...... 22
FIGURA 8: EXEMPLO DE VENTILAÇÃO POR EFEITO CHAMINÉ. ........................................... 23
FIGURA 9: FLUXO DE AR CONFORME ABERTURAS (A) PRESSÃO POSITIVA (B) PRESSÃO
NEGATIVA (C) PRESSÃO NEGATIVA.........................................................................
24
FIGURA 10: GRÁFICO PARA DETERMINAÇÃO DO EFEITO SIMULTÂNEO: CHAMINÉ E AÇÃO DOS
VENTOS...............................................................................................................
24
FIGURA 11: ALTERAÇÕES NO SENTIDO DA VENTILAÇÃO EM DIFERENTES DISTÂNCIAS. ........ 25
FIGURA 12: EXEMPLOS DE INFLUÊNCIA FAVORÁVEL À VENTILAÇÃO QUE A VEGETAÇÃO PODE
PROPORCIONAR. ..................................................................................................
26
FIGURA 13: BARREIRAS EXTERNAS. ............................................................................. 27
FIGURA 14: BARREIRAS INTERNAS (A) INFERIORES (B) INFERIORES E SUPERIORES. .......... 27
FIGURA 15: FLUXO DE AR CONFORME ESQUADRIA (A) DIRECIONANDO PARA O ALTO (B)
DIRECIONANDO PARA BAIXO. ................................................................................. 28
FIGURA 16: EXEMPLOS DE FLUXOS DE AR ATRAVÉS DE AMBIENTES VAZIOS....................... 29
FIGURA 17: PROJETOS DESENVOLVIDOS PELA ROYAL ARQUITETURA............................... 30
FIGURA 18: MAPA COM A LOCALIZAÇÃO DO BAIRRO SÉC. XX. ......................................... 31
FIGURA 19: FOTO AÉREA DO TERRENO DA IGREJA DO BAIRRO SÉC. XX. .......................... 31
FIGURA 20: PLANTA BAIXA DO QUARTEIRÃO EM QUE A IGREJA SERÁ IMPLANTADA.............. 32
FIGURA 21: FOTO DO TERRENO. ................................................................................... 33
FIGURA 22: BASE GEOMÉTRICA. ................................................................................... 33
FIGURA 23: PROGRAMA DE NECESSIDADES (A) PAVIMENTO SUBTÉRREO (B) PAVIMENTO
TÉRREO...............................................................................................................
35
FIGURA 24: PROGRAMA DO PAVIMENTO TÉRREO............................................................ 37
FIGURA 25: SIMULAÇÕES DE DISTRIBUIÇÃO DE AR EM TÚNEL DE VENTO. .......................... 38
FIGURA 26: CONJUNTO DE EQUIPAMENTOS UTILIZADOS PARA SIMULAÇÃO. ....................... 39
7
FIGURA 27: ESQUEMA DO FUNCIONAMENTO DO EQUIPAMENTO........................................ 39
FIGURA 28: SIMULAÇÕES DE DISTRIBUIÇÃO DE AR EM MÁQUINA DA FUMAÇA. .................... 40
FIGURA 29: ÁREA DE CONSTRUÇÃO DA MAQUETE. ......................................................... 41
FIGURA 30: PEÇAS FIXAS DA MAQUETE. ........................................................................ 42
FIGURA 31: PEÇAS MÓVEIS DA MAQUETE. ..................................................................... 42
FIGURA 32: PLANEJAMENTO DAS PEÇAS MÓVEIS DA MAQUETE. ....................................... 43
FIGURA 33: PREPARAÇÃO DA MAQUETE PARA OS ENSAIOS. ............................................ 44
FIGURA 34: EQUIPAMENTOS UTILIZADOS PARA SIMULAÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO DE AR. ........ 44
FIGURA 35: FOTO DA MAQUETE COM MARCAÇÃO DAS ORIENTAÇÕES PARA ANÁLISE. ......... 45
FIGURA 36: CAPA DE PROTEÇÃO TRANSLÚCIDA. ............................................................ 46
FIGURA 37: PEÇAS MÓVEIS DA MAQUETE. ..................................................................... 47
FIGURA 38: LOCALIZAÇÃO DAS PORTAS DE ACESSO. ...................................................... 47
FIGURA 39: FLUXOS DE AR EXISTENTES NO PROJETO DA IGREJA DO BAIRRO SÉC. XX NOS
PERÍODOS DE INVERNO. ........................................................................................
49
FIGURA 40: FLUXOS DE AR EXISTENTES NO PROJETO DA IGREJA DO BAIRRO SÉC. XX NOS
PERÍODOS DE VERÃO. ...........................................................................................
49
FIGURA 41: FLUXOS DE AR NOS PERÍODOS DE INVERNO.................................................. 51
FIGURA 42: FLUXOS DE AR NOS PERÍODOS DE VERÃO..................................................... 52
FIGURA 43: PROPOSTA DE ABERTURAS PARA A FACHADA SUL. ....................................... 54
FIGURA 44: FLUXOS DE AR NOS PERÍODOS DE VERÃO, COM PROPOSTA............................ 55
FIGURA 45: (A) FACHADA DA BASÍLICA DI SANTA MARIA DEL FIORE. E (B) VISTA LATERAL DO
DUOMO COM A CÚPULA E A TORRE DO SINO. ........................................................... 56
FIGURA 46: ED. PLANET WORK (A) VISTA DO EDIFÍCIO E (B) DETALHE DA FACHADA. ......... 57
FIGURA 47: HOTEL UNIQUE (A) VISTA DO EDIFÍCIO E (B) DETALHE DA FACHADA................ 57
FIGURA 48: OCA (A) VISTA EXTERNA E (B) VISTA INTERNA. ............................................. 58
FIGURA 49: MUSEU DO PÃO......................................................................................... 59
FIGURA 50: MAPA DE LOCALIZAÇÃO DO BAIRRO SÉCULO XX EM CAXIAS DO SUL. ............ 86
FIGURA 51: PLANTA DE SITUAÇÃO. ............................................................................... 88
FIGURA 52: PLANTA DE LOCALIZAÇÃO........................................................................... 89
FIGURA 53: PLANTA BAIXA DO PAVIMENTO SUBTÉRREO. ................................................ 91
FIGURA 54: PLANTA BAIXA DO PAVIMENTO TÉRREO....................................................... 92
FIGURA 55: PLANTA BAIXA DO PAVIMENTO COBERTURA................................................. 93
FIGURA 56: CORTE LONGITUDINAL. .............................................................................. 94
8
FIGURA 57: CORTE TRANSVERSAL. .............................................................................. 95
FIGURA 58: FACHADA NORTE....................................................................................... 96
FIGURA 59: FACHADA SUL. .......................................................................................... 97
FIGURA 60: FACHADA LESTE........................................................................................ 98
FIGURA 61: FACHADA OESTE. ...................................................................................... 99
LISTA DE QUADROS
QUADRO 1: DIREÇÃO DO VENTO PREDOMINANTE EM CAXIAS DO SUL. .............................. 45
QUADRO 2: DADOS ESTABELECIDOS PARA TESTES EM MAQUETE. .................................... 48
10
SUMÁRIO
1.
INTRODUÇÃO ...............................................................................................................12
1.1 JUSTIFICATIVAS ........................................................................................................12
1.2 PROBLEMA..................................................................................................................13
1.3 OBJETIVOS..................................................................................................................13
1.3.1 Objetivo Geral:......................................................................................................13
1.3.2 Objetivos específicos:........................................................................................13
1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO ..................................................................................14
2. A VENTILAÇÃO NATURAL............................................................................................15
2.1 VENTILAÇÃO POR AÇÃO DOS VENTOS ..............................................................18
2.1.1 Ventilação Cruzada..............................................................................................21
2.2 VENTILAÇÃO POR EFEITO CHAMINÉ ..................................................................22
2.3 EFEITO SIMULTÂNEO: CHAMINÉ E AÇÃO DOS VENTOS................................24
2.4 ASPECTOS RELEVANTES A VENTILAÇÃO NATURAL......................................25
2.5 PARÂMETROS DE RENOVAÇÃO DO AR..............................................................28
3. MÉTODO E RESULTADOS ............................................................................................30
3.1 OBJETO DE ESTUDO ................................................................................................30
3.2 ANÁLISE DA DISTRIBUIÇÃO DA VENTILAÇÃO...................................................37
3.2.1 CONSTRUÇÃO DA MAQUETE ........................................................................40
3.2.2 SIMULAÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO DE AR .......................................................44
3.3 CONSIDERAÇÕES SOBRE A PROPOSTA ATUAL DE VENTILAÇÃO .............46
3.4 PROPOSTAS PARA OTIMIZAÇÃO DA VENTILAÇÃO.........................................52
3.4.1 REFERENCIAIS DE ABERTURAS...................................................................55
3.5 CONSIDERAÇÕES SOBRE OS RESULTADOS ...................................................59
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................................60
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................................62
APÊNDICE A – FOTOS: TESTE DE SIMULAÇÃO DE AR ......................................................64
ANE XO A – MAPA DE LOCALIZAÇÃO DO BAIRRO SÉCULO XX EM CAXIAS DO SUL ..........84
11
ANEXO B – PLANTA DE SITUAÇÃO E LOCALIZAÇÃO ...........................................................87
ANEXO C – PLANTAS BAIXAS, CORTES E FACHADAS .......................................................90
12
1.INTRODUÇÃO
A ventilação natural é um fator de extrema importância aos seres humanos, pois ela
possibilita a renovação do ar, a dissipação do calor, a eliminação de vapores,
fumaças, odores e poluentes.
A substituição do ar interno pelo externo é o que chamamos de ventilação. Para
realizar essa substituição através de aberturas, é necessário auxilio de correntes de
ar (MASCARÓ, 1991).
1.1 JUSTIFICATIVAS
Quando convidado a participar da elaboração do projeto da Igreja do Séc. XX, o
escritório Royal Arquitetura partiu do princípio que o terreno, por ser um lote grande
e de esquina, geraria grande impacto para a sociedade. Muitos estudos foram feitos,
valorizando principalmente a idéia de geometria, proporções e visuais.
A edificação é constituída por salas de aula no pavimento térreo e a igreja no
pavimento superior. Ela viabilizará seu uso juntamente com um salão comunitário já
existente, que sofrerá modificação para compatibilizar com a inserção da igreja. Sua
orientação e dimensão dos vãos foram projetadas de maneira a qualificar ao máximo
o local, a partir do conceito estabelecido para o local.
A ventilação é apenas um dos fatores de análise de conforto, dando andamento ao
trabalho desenvolvido na Igreja do Séc. XX pelos colegas, Leandro Daniel Girardi
referente ao condicionamento acústico e Manuela Treméa Bof referente à iluminação
natural, ambos no primeiro semestre de 2010. Este trabalho já contempla as
alterações propostas pelos colegas.
Estudo da ventilação natural proposta para a Igreja do Bairro Século XX
13
Sua principal função é proporcionar conforto aos usuários que freqüentam os
interiores de ambientes públicos com grande afluxo de pessoas como no caso de
igrejas, além de oferecer projetos eficientes e de qualidade aos clientes.
1.2 PROBLEMA
Para atender as necessidades do campo de estágio em analisar o sistema de
ventilação natural da Igreja do Século XX, verificando a solução proposta e
propondo novas alternativas, o problema deste trabalho foi formulado através da
seguinte pergunta:
As aberturas propostas em projeto, suas dimensões e localização, são eficientes
para a circulação interna do ar?
1.3 OBJETIVOS
1.3.1 Objetivo Geral:
Avaliar a ventilação proposta em projeto da Igreja do Bairro Século XX.
1.3.2 Objetivos específicos:
- Apresentar os fundamentos da ventilação em ambientes internos;
- Realizar simulações de ventilação interna em maquete;
14
1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO
O trabalho estrutura-se em quatro capítulos. O primeiro capítulo é constituído por
uma breve introdução, descrição dos objetivos a serem desenvolvidos e justificativas
a serem definidas.
O segundo capítulo apresenta a revisão bibliográfica, no qual o conceito de
ventilação natural em ambiente interno é descrita baseada em conceitos
fundamentados por diferentes autores sobre esse tema.
O terceiro capítulo demonstra os métodos e resultados, apresenta o objeto de
estudo e descreve as decisões tomadas para a confecção da maquete. Também
serão desenvolvidas as análises diante das simulações feitas, bem como os
procedimentos adotados para a realização da análise qualitativa.
Por fim, o quarto capítulo descreverá as considerações finais, os resultados obtidos,
considerações relevantes e a proposta sugerida.
15
2. A VENTILAÇÃO NATURAL
De acordo com Bittencout e Cândido (2005) desde os períodos antigos, a busca pelo
conforto término sempre foi um item importante perante as construções, seja com a
utilização de beirais, varandas, criação de pátios internos entre outros.
Este capítulo tem como finalidade, apresentar conceitos de ventilação natural, bem
como suas subdivisões. Serão descritas informações simples, porém relevantes,
capazes de auxiliar no entendimento do desempenho térmico das edificações em
projeto, qualificando o ambiente e priorizando o bem estar do usuário, no que se
refere à ventilação natural. Para que isso seja possível, diferentes autores serão
apresentados, repassando seus conceitos e teorias baseadas no assunto em
questão.
Rivero (1985) classifica a ventilação em dois grupos:
- Ventilação natural.
- Ventilação artificial.
Toledo (1999) salienta o fato de que a maioria das construções não possui
equipamentos mecânicos para renovação do ar, utilizando-se, portanto somente da
ventilação natural. Porém cabe ressaltar o fato de Rivero (1985) considerar
imprescindível a utilização da ventilação artificial em casos específicos, no qual a
ventilação natural não é possível ou é insuficiente, e para os casos de cozinhas, por
exemplo, onde a eliminação de fumaça, odores e vapores é primordial.
Este trabalho tem seu enfoque somente com relação ao primeiro item citado acima,
ventilação natural.
Segundo Chávez e Freixanet (1995) o sistema de ventilação natural possui muitas
varáveis que interferem no fluxo de ar. Primeiramente deve-se levar em conta o
conforto térmico dos usuários mediante a velocidade, direção, freqüência e
16
turbulência do vento. E após, analisar o sítio levando em conta as variáveis
arquitetônicas e construtivas como: forma e dimensão do edifício; orientação do
vento; localização e tamanho das aberturas de entrada e saída de ar; o tipo de
esquadria e acessórios; e os elementos arquitetônicos exteriores e interiores.
Levando em conta as estações do ano, os ventos predominantes, a topografia do
local, a vegetação e as construções vizinhas ao terreno. Cada item desses influencia
diretamente no movimento do ar no interior do espaço.
Segundo Frota e Schiffer (2001), a ventilação natural é o deslocamento do ar
através de aberturas, algumas funcionam como entrada e outras, como saída. A
ventilação proporciona a renovação do ar do ambiente, e é de grande importância
para a higiene em geral além do conforto térmico.
Para Rivero (1985) é importante conhecer o funcionamento dos ventos para poder
aproveitar seus efeitos favoráveis e se defender de suas desvantagens. De acordo
com Chávez e Freixanet (1995), devemos tomar cuidado na utilização de
dispositivos de controle solar, como persianas entre outros, pois eles influenciam
diretamente na ventilação.
Nas regiões predominantemente quentes no Brasil, a arquitetura tem o papel de
minimizar a diferença entre as temperaturas externas e internas do ar. (FROTA;
SCHIFFER, 2001).
Já nas regiões frias, a ventilação tem como objetivo exclusivo a higienização. Nas
zonas temperadas, no inverno a ventilação tem somente a função de higienizar,
contudo no verão, além de higienizar tem como função oferecer conforto térmico
(RIVERO, 1985).
O objeto de estudo deste trabalho será inserido na cidade de Caxias do Sul, onde o
clima é caracterizado como temperado, ou seja, com verões amenos e invernos
relativamente frios. Diante disso, sempre que possível, deve-se levar em conta o fato
de adequar as aberturas com diferentes sistemas de ventilação de acordo com cada
situação (RIVERO, 1985).
17
Essas características consequentemente influenciam na localização, tamanho e
modo de abrir das aberturas. A figura 1 apresenta a ventilação própria para climas
temperados, de inverno e verão (RIVERO, 1985).
(a)
(b)
(Fonte: RIVERO,1985, p. 113)
Figura 1: Ventilação para climas temperados (a) ventilação de inverno e (b) ventilação de verão.
Segundo Lamberts, Dutra e Pereira (1997), maximizar a exposição da edificação aos
ventos de verão de acordo com a orientação adequada de projeto e empregar
recursos de acordo com a forma da edificação, favorecem os ganhos de calor além
de explorar a iluminação natural.
Para Frota e Schiffer (2001) as pressões do ar sobre uma edificação podem ser
causadas pelo vento, pela diferença de densidade do ar interno e externo ou por
ambas simultaneamente.
A força dos ventos pode ser denominada como ação dos ventos, e a diferença de
densidade pode também ser chamado de efeito chaminé (FROTA; SCHIFFER,
2001). Podem ser dividida em:
- Ventilação por ação dos ventos.
- Ventilação por efeito chaminé.
18
2.1 VENTILAÇÃO POR AÇÃO DOS VENTOS
De acordo com Frota e Schiffer (2001), a ventilação por ação dos ventos é quando o
ar se desloca paralelamente ao solo, em movimento lamelar, e desvia assim que
encontra um obstáculo, uma construção, e após esse desvio volta ao seu movimento
lamelar. A parede exposta à ação dos ventos recebe pressões positivas, também
chamadas de sobre pressões, diferentemente da parede oposta, que assim como a
superfície horizontal superior, recebem pressões negativas, também chamadas de
subpressões. A figura 2 ilustra as áreas de pressões positivas e negativas diante do
deslocamento do ar.
(Fonte: FROTA; SCHIFFER, 2001, p. 127)
Figura 2: Distribuição das pressões conforme ação dos ventos.
Essa situação, conforme Frota e Schiffer (2001) permite criar uma abertura na
parede com pressão positiva, para funcionar com entrada de ar, e na parede oposta
ou teto, permite criar uma ou mais aberturas para a saída de ar, pois estas estão
localizadas nas áreas de pressões negativas, conferindo a circulação do ar pelo
ambiente interno, ver figura 3.
19
Figura 3: Ventilação por ação dos ventos.
A quantidade de ar que atravessa uma abertura é calculada em função da área da
abertura de entrada de ar, a velocidade do vento, a relação da dimensão das
aberturas de entrada e saída de ar e o ângulo de incidência do vento sobre a
abertura (CHÁVEZ E FREIXANET, 1995).
A área equivalente das aberturas pode ser calculada em função das áreas das
aberturas de entrada e das áreas das aberturas de saída do ar, conforme a equação
1 (FROTA; SCHIFFER, 2001).
1
A0
2
=
1
Ae
2
+
1
AS
2
(1)
Sendo que:
Ao - Área equivalente das aberturas (m2);
Ae - Área da abertura de entrada (m2);
As - Área da abertura de saída (m2);
Quanto maior for o tamanho da abertura de saída de ar, em comparação com a da
entrada, maior será a velocidade adquirida, afirmam Chávez e Freixanet (1995).
20
E para calcular a velocidade com que o vento externo irá incidir em uma abertura
em ângulo, ou seja, não perpendicular, deve-se utilizar a equação 2 observando a
figura 4 (FROTA; SCHIFFER, 2001).
V = V0 . cos θ (m / s )
(2)
Figura 4: Incidência do vento externo da fachada.
Sendo que:
V0 - Velocidade do vento externo (m/s);
θ - ângulo de incidência da fachada;
Diante da ação dos ventos, Frota e Schiffer (2001) observam que em áreas urbanas
esse efeito é bastante reduzido, devido ao fato das construções estarem muito
próximas, dificultando a circulação do ar. Outro fator significativo se refere à direção
do vento, pois em áreas urbanas o vento tende a seguir pelo traçado viário, pelo fato
de conter menos obstáculos. De acordo com Rivero (1985) essa direção do vento,
no sentido das vias, pode ser bastante diferente da direção do vento em áreas
abertas.
Rivero (1985) afirma que muitas pesquisas foram feitas para procurar entender
melhor a velocidade e a direção do vento em áreas urbanas, contudo ainda não
existem normas capazes de estabelecer um parâmetro, necessitando serem
analisadas caso a caso, ou seja, individualmente.
21
De acordo com Lamberts, (2000), a ventilação por ação dos ventos, pode ser
classificada como: ventilação cruzada e ventilação unilateral.
2.1.1 Ventilação Cruzada
É verdadeiramente efetiva quando paredes opostas de um ambiente possuem
aberturas, garantindo a entrada de ar, pressão positiva, e a saída de ar, pressão
negativa, ver figura 5 (RIVERO, 1985).
(Fonte: RIVERO, 1985, p. 115)
Figura 5: Pressões do ar diante da ventilação cruzada.
De acordo com Serra (2000), a ventilação cruzada é recomendada para os climas
quentes úmidos e temperados, e as aberturas devem se situar em fachadas que se
comuniquem diretamente com o exterior.
Chávez e Freixanet (1995) citam que a ventilação cruzada garante um fluxo
constante dentro da habitação, com velocidades interiores de pelo menos 2,5 vezes
maior que a velocidade diante da ventilação unilateral, explicada a seguir.
Novamente conforme Chávez e Freixanet (1995), eles chamam atenção pelo fato de
o vento inserido perpendicular a abertura tenha maior velocidade, porém o que
ocorre é o oposto. O vento que incide a 45º aumenta a velocidade média no interior
do ambiente. Isso acontece porque o ar que entra angulado não se distribui
uniformemente e causa turbulências, já o fluxo de ar que entra perpendicularmente
de distribui uniformemente e com pequenos distúrbios. A figura 6 mostra a variação
do fluxo interno do ar conforme tamanho da abertura de entrada, já a figura 7 mostra
a área do deslocamento do vento conforme a orientação da edificação.
22
(a)
(b)
(Fonte: CHÁVEZ E FREIXANET , 1985, p. 60)
Figura 6: Incidência do vento a 45º (a) Velocid. média (b) Velocid. alta.
(Fonte: CHÁVEZ E FREIXANET , 1985, p. 59)
Figura 7: Ângulo de incidência do vento diante da orientação da edificação.
Aberturas horizontais dão mais eficiência quando a incidência do vento for a 45º, já
as aberturas verticais funcionam mais adequadamente quando a incidência for a 90º,
tanto na ventilação cruzada como na ventilação unilateral (CHÁVEZ E FREIXANET,
1995).
2.2 VENTILAÇÃO POR EFEITO CHAMINÉ
Esse tipo é baseado nas diferenças de pressão entre a temperatura do ar interno e
externo a edificação. Frota e Schiffer (2001) explicam que a ventilação por efeito
23
chaminé ocorre quando o ar externo se desloca para o interior da edificação por
uma abertura inferior, passa pelo ambiente interno e se encaminha a saída
passando por uma abertura de maior altura.
A edificação por si só tende a ganhar calor pelo simples fato de estar sempre sendo
submetida há diversas temperaturas, baseado nisso é possível entender que,
ambientes internos tendem a ter temperaturas mais elevadas que os externos. O ar
exterior devido a sua baixa temperatura tende a cair, facilitando sua entrada por
aberturas mais baixas, já o ar interior, por possuir temperatura mais alta tende a
subir, facilitando a sua saída através de aberturas mais altas (FROTA; SCHIFFER,
2001).
De acordo com Serra (2000), a própria diferença de densidade do ar, em função da
temperatura, faz com que o ar quente saia pelas aberturas superiores, conforme
figura 8.
(Fonte: SERRA, 1995, p. 53)
Figura 8: Exemplo de ventilação por efeito chaminé.
Na figura 9, é possível identificar diferentes situações, do efeito chaminé, de casos
nos quais as pressões positivas e negativas variam conforme alterações de projeto
(CHÁVEZ E FREIXANET, 1995).
24
(a)
(c)
(b)
(Fonte: CHÁVEZ E FREIXANET, 1985, p.74)
Figura 9: Fluxo de ar conforme aberturas (a) Pressão positiva (b) Pressão negativa (c) Pressão
negativa.
2.3 EFEITO SIMULTÂNEO: CHAMINÉ E AÇÃO DOS VENTOS
Conforme Frota e Schiffer (2001), esse efeito ocorre quando ambos, a ação dos
ventos e o efeito chaminé funcionarem juntos, para isso existem cálculos a serem
desenvolvidos em cada caso. Posterior a isso somam-se os fluxos dos dois
mecanismos e através do gráfico representado na figura 10, determina-se o efeito
simultâneo. Nenhum dos efeitos pode ocorrer em oposição ao outro, é preciso cada
um estar funcionando individualmente, em benefício de um ao outro.
(Fonte: A.S.H.R.A.E. apud FROTA; SCHIFFER, 2001, p. 138)
Figura 10: Gráfico para determinação do efeito simultâneo: chaminé e ação dos ventos.
25
2.4 ASPECTOS RELEVANTES A VENTILAÇÃO NATURAL
De acordo com Frota e Schiffer (1995), uma inversão do fluxo de vento é provável,
pois qualquer obstáculo, como residência vizinha, muro ou até mesma vegetação
podem modificar essas pressões sobre a superfície externa, variando de acordo com
o espaçamento entre as construções, conforme figura 11.
Figura 11: Alterações no sentido da ventilação em diferentes distâncias.
Com relação a barreiras de vegetação, os casos nos quais as aberturas não se
encontram na direção do vento dominante, é possível verificar o efeito favorável que
a vegetação, se situada linearmente ao lado de uma das faces da edificação, pode
causar no interior da mesma, pois esse elemento funciona como um anteparo. A
figura 12 mostra 4 exemplos deste caso.
26
2
1
3
4
(Fonte: OLGYAY (44) apud FROTA; SCHIFFER, 2001, P. 134)
Figura 12: Exemplos de influência favorável à ventilação que a vegetação pode proporcionar.
Os elementos de interferência, como marquises, beiras, prateleiras de luz, entre
outros, influenciam diretamente no fluxo do vento, pois eles direcionam de acordo
com as intenções modificando o percurso do ar (RIVERO, 1985). Na figura 13 é
possível observar que na imagem (a), não à presença de elementos de
interferências, na imagem (b) houve a inserção de uma marquise, e na imagem (c), a
marquise permanece no mesmo local, porém a abertura de saída muda de altura.
Conforme os exemplos de Rivero (1985) a idéia de que qualquer mudança implica
diretamente na direção do vento, favorecendo ou não a ventilação interna do
ambiente é verificada.
27
(a)
(b)
(c)
Figura 13: Barreiras Externas.
Nos casos onde ocorrem interferências internas, Rivero (1985) demonstra como é
possível adaptá-las de forma a beneficiar tanto no inverno, como no verão. A figura
14 mostra uma ventilação cruzada, para que essa ventilação esteja adequada diante
da estação de inverno, onde os dois ambientes não possuem o mesmo fluxo, ver
imagem A. Já para se adaptar a estação de verão, a inserção de placas defletoras
corrige a trajetória do ar, distribuindo a mesma quantidade de fluxo em ambos os
ambientes.
(a)
(b)
Figura 14: Barreiras internas (a) Inferiores (b) inferiores e superiores.
28
Existem situações em que o tipo de esquadria determina a direção do vento no
interior do ambiente. Para isso deve-se conhecer o funcionamento de todos os tipos
de esquadrias para empregá-las em cada caso particularmente de modo inteligente.
Ver figura 15 (CHÁVEZ; FREIXANET, 1995).
(b)
(a)
(Fonte: CHÁVEZ; FREIXANET, 1985, p.52)
Figura 15: Fluxo de ar conforme esquadria (a) Direcionando para o alto (b) Direcionando para baixo.
Para essa escolha é necessário verificar a importância diante dos aspectos
ambientais, a ventilação, iluminação natural, controle de som, da chuva e do sol,
além
dos
aspectos
estéticos,
visuais,
privacidade,
segurança
e
custos
(BITTENCOURT; CÂNDIDO, 2005).
De acordo com Lamberts, Dutra e pereira (1997), o sistema de aberturas pode
representar diversas funções em arquitetura. Eles afirmam que aberturas bem
posicionadas garantem a circulação de ar nos ambientes internos, e sempre que a
ventilação for necessária, que seja de preferência utilizada de forma cruzada.
2.5 PARÂMETROS DE RENOVAÇÃO DO AR
Um dos fatores primordiais para garantir qualidade e boa quantidade de ventilação
natural em ambientes internos, é definindo o local e as dimensões das aberturas,
garantem Frota e Schiffer (2001). A figura 16 representa 5 situações do fluxo de ar
em ambientes vazios ou parcialmente divididos, onde sua trajetória se define de
acordo com a localização da abertura de saída, desviando dos elementos internos
existentes e estabelecendo seu percurso.
29
1
4
2
3
5
Fonte: OLGYAY (44) apud FROTA; SCHIFFER, 2001, p. 131-132)
Figura 16: Exemplos de fluxos de ar através de ambientes vazios.
30
3. MÉTODO E RESULTADOS
Neste capítulo o objeto de estudo será caracterizado e a metodologia utilizada
apresentada. Serão abordados também os resultados obtidos juntamente com suas
propostas de qualificação para a Igreja do bairro Séc. XX no que diz respeito à
ventilação natural.
3.1 OBJETO DE ESTUDO
O objeto de estudo foi desenvolvido pelo escritório Royal Arquitetura. O escritório
atua desde 1990 na área de pesquisas, planejamento e projetos de arquitetura.
Tem como objetivo, atender o cliente de uma forma completa, abrangendo as etapas
necessárias para o desenvolvimento do projeto, orientando e adequando as
soluções arquitetônicas as solicitações apresentadas.
O escritório desenvolve, projetos residenciais, edificações comerciais, industriais,
institucionais, arquitetura de interiores entre outros. A figura 17 mostra algumas
imagens de projetos elaborados pelo escritório Royal Arquitetura.
(Fonte: ROYAL ARQUITETURA, 2010)
Figura 17: Projetos desenvolvidos pela Royal Arquitetura.
31
O objeto de estudo deste trabalho é uma edificação institucional, uma Igreja
localizada no bairro Séc. XX, no loteamento Oásis, na cidade de Caxias do Sul, RS.
Ver figura 18, (VER ANEXO A).
(Fonte: Adaptado de Google Maps, 2010)
Figura 18: Mapa com a localização do bairro Séc. XX.
A edificação em estudo está em fase de projeto e será implantada em um terreno de
esquina de grande impacto visual. Ver figura 19 (VER ANEXO A).
N
Fonte: Adaptado de Google Earth, 2010)
Figura 19: Foto aérea do terreno da Igreja do bairro Séc. XX.
32
O terreno é circundado por três vias, ao Norte pela Avenida Alcides Webber, ao
Leste pela Rua Waldemar Betanin e ao Sul pela Rua Juvenal da Silva, totalizando
uma área de terreno de 1.018,00 m². Ver figura 20 (VER ANEXO B).
(Fonte: Adaptado de ROYAL ARQUITETURA, 2008)
Figura 20: Planta baixa do quarteirão em que a Igreja será implantada.
Para a implantação da Igreja no terreno, o Arquiteto Carlos Pedone, levou em conta
os condicionantes do local. Por possuir dois pavimentos a edificação aproveitou-se
dos desníveis do terreno para criação dos patamares de acesso direto a Igreja,
ponto mais alto do terreno (térreo) e os patamares inferiores de acesso as salas de
catequese, parte baixa do terreno (subtérreo). Atualmente o terreno possui um salão
paroquial, localizado no alinhamento do trecho alto do terreno, ali se desenvolvem
atividades esportivas e festas para a própria comunidade do Séc. XX. Ver figura 21.
33
Figura 21: Foto do terreno.
O projeto em estudo tem como principais intenções, criar uma composição
geométrica que defina as diretrizes de projeto e buscar expressar funcionalmente
essa geometria aproveitando-as para suas ocupações, ver figura 22. O arquiteto
buscou
reduzir
ao
máximo
a
ornamentação,
diferentemente
das
igrejas
convencionais que tem isso como característica típica, e se utilizou da simplicidade e
delicadeza de sua forma para inovar, priorizando a limpeza formal.
N
Figura 22: Base geométrica.
34
Outra característica principal é a integração com o entorno, o projeto busca
respeitar as condições naturais do terreno, levando em conta, os costumes já
existentes da comunidade.
O programa foi desenvolvido através de estudos e análises de referenciais e guias
de igrejas, levando em conta as necessidades do cliente. Esse é constituído no
pavimento subtérreo por um hall externo, sala de convivência, salas de catequese e
sanitários, já no pavimento térreo ele é constituído por um hall externo, hall interno,
nave central, batistério, confessionário, sacristia, presbitério e coro, ver figura 23
(VER ANEXO C).
(a)
N
35
N
(b)
Figura 23: Programa de necessidades (a) Pavimento subtérreo (b) Pavimento térreo.
De acordo com o Arquiteto Carlos Pedone, para a constituição do volume principal, a
concepção partiu dos alinhamentos das vias que o circundam. O volume gerado,
similar a um trapézio, buscou distribuir seus acessos de forma a facilitar para os
usuários, localizando o acesso principal próximo a esquina, no eixo de encontro das
vias, além de facilitar o deslocamento dos que se encontram dentro do salão
comunitário existente e buscam se direcionar a igreja, facilitando o percurso. O
acesso ao batistério pode ser utilizado somente em caso de emergência, pois o
ambiente a qual ele da acesso é restrito e busca privacidade.
A tecnologia construtiva proposta consistirá na utilização de materiais pré-fabricados
como Steel Frame e materiais manuais como o concreto ciclópico1 aparente,
colocados nos quatro cantos principais.
O revestimento dos fechamentos internos serão executados em placas de gesso
acartonado e externamente em placas cimentícias rebocadas e pintadas e/ou
texturizadas sobreposta à alvenaria. Os revestimentos internos consistem em piso
1
Técnica de construção que agrega pedras de mão ao concreto para aumentar o volume e peso.
36
em granilite na nave central, hall interno e batistério.
O piso do altar, coro,
sacristia e confessionário serão em taco de madeira colado. Os forros receberão
placas em gesso acartonado. As portas de acesso externo serão em vidro
temperado e as demais, em madeira maciça envernizada. As aberturas serão de
PVC branco e os vidros fixos serão em vidro comum montados sobre caixilhos
metálicos.
Em cada fachada as aberturas se configuram de diferentes formas, estabelecendo
critérios de composição, compondo com o volume em si e valorizando a entrada de
ventilação e luz natural no interior do ambiente. Na fachada Norte há duas aberturas,
uma esquadria de formato quadrado localizada na torre do sino e uma porta que
configura o acesso principal. Na fachada Sul há duas aberturas, uma esquadria de
formato quadrado localizada na torre do sino, idêntica a da fachada norte, e uma
porta de acesso ao batistério. Na fachada Leste não há aberturas. Na fachada Oeste
há duas aberturas, uma esquadria em fita, localizada acima dos acessos, e outra
abertura de grande dimensão localizada sobre o altar. (VER ANEXO C).
Todas as aberturas propostas buscam remeter a religiosidade, gerando efeitos
através da incidência da luz natural e criando rebatimentos de luz que ocasionam
sensações variadas, valorizando o ambiente e interagindo com o seu uso.
De acordo com a demanda do local de estágio, escritório Royal Arquitetura, este
trabalho tratará somente da ventilação natural do pavimento térreo, local em que
está situada a Igreja. O objetivo real é verificar e qualificar a ventilação interna no
ambiente de estudo, elaborando propostas, caso necessárias. Na figura 24, a planta
do pavimento térreo é ilustrada, nela estão demarcados os ambientes que
apresentam aberturas, sejam portas ou esquadrias. Os capítulos posteriores
apresentaram de forma detalhada a área em estudo.
37
N
Figura 24: Programa do pavimento térreo.
3.2 ANÁLISE DA DISTRIBUIÇÃO DA VENTILAÇÃO
Para esse trabalho o método de simulação utilizado consiste na construção em
maquete reduzida do local de estudo e na utilização da máquina de fumaça para
visualização da trajetória do ar.
Para isso foram analisados alguns modelos de simulação diferenciados, ampliando o
campo de conhecimento sobre esse método de análise da ventilação.
Em estudos publicados por Olgyay (1998), diversos tipos de ambientes foram
analisados diante do túnel de vento, sistema que ele aplica. As figuras 25 ilustram
alguns testes em modelo físico aerodinâmico realizado por Olgyay (1998).
38
1
2
3
4
(Fonte: OLGYAY, 1998, p. 108)
Figura 25: Simulações de distribuição de ar em túnel de vento.
Em uma pesquisa desenvolvida por Eduardo Yarke, Alicia Picción e María Noel
López (2006), referente à ventilação natural em residências já ocupadas, os estudos
foram feitos também em maquete reduzida. O sistema consiste em colocar a
maquete sem base inferior sobre um plano translúcido com luminosidade uniforme
proveniente de quatro lâmpadas incluídas na caixa que forma a base para apoio da
maquete, ver figura 26 e 27. Estas fazem com que o ar interno concentre maior
temperatura que o externo. Com o auxilio da fumaça, que avança sobre o volume de
cima a baixo, os locais de fluxo de ar são identificados e analisados.
39
(Fonte: YARKE, PICCIÓN e LÓPEZ, 2006, p. 961)
Figura 26: Conjunto de equipamentos utilizados para simulação.
(Fonte: YARKE, PICCIÓN e LÓPEZ, 2006, p. 962)
Figura 27: Esquema do funcionamento do equipamento.
Como referência de escala para posterior análise dos detalhes, em frente à maquete
foi colocada uma malha de arame fixa a ela, conforme figura 28.
40
(Fonte: YARKE, PICCIÓN e LÓPEZ, 2006, p. 963-964)
Figura 28: Simulações de distribuição de ar em máquina da fumaça.
3.2.1 CONSTRUÇÃO DA MAQUETE
Para analisar a dinâmica da ventilação proposta em projeto para Igreja do bairro
Séc. XX pelo escritório Royal Arquitetura foram feitas simulações em maquete
(modelo reduzido). Essa análise da distribuição do ar tanto para os períodos do
inverno quanto os do verão será verificada qualitativamente podendo ser aprimorada
dentro de suas limitações de projeto.
A figura 29 mostra o pavimento superior da Igreja do bairro Séc. XX que será
reproduzido. As alterações propostas pelos colegas Leandro Daniel Girardi referente
ao condicionamento acústico e Manuela Treméa Bof referente à iluminação natural
ambos no primeiro semestre de 2010, já estão incluídas. São elas:
- Inserção da prateleira de luz;
- Ampliação da abertura na torre do sino;
- Utilização de vazados sobre o coro;
- Inserção de nova abertura na torre do sino;
Uma sugestão do Arq. Ms. Carlos Eduardo Mesquita Pedone, diretor do escritório
Royal Arquitetura, para aumentar em 0,60m o pé-direito da Igreja também já foi
considerada para a simulação.
41
N
(Fonte: adaptado de ROYAL ARQUITETURA, 2010)
Figura 29: Área de Construção da maquete.
A maquete foi confeccionada na Universidade de Caxias do Sul, Campus 8, sala de
Maquetaria e seus materiais cedidos por ela.
Para uma análise legível optou-se por construir a maquete na escala 1/33, sendo
produzida integralmente em madeira, pintada na cor preta, porém, com partes
removíveis, para substituição da mesma por acrílico, possibilitando a visualização do
interior da Igreja.
Para facilitar a compreensão do funcionamento da maquete, a figura 30 mostra as
peças fixas da maquete (madeira) e a figura 31 mostra as peças móveis da maquete
(madeira e acrílico). Referente à figura 31, ela mostra respectivamente, parede e teto
de acrílico, parede e teto de madeira e fechamento frontal do campanário de
madeira e acrílico.
42
Figura 30: Peças fixas da maquete.
Figura 31: Peças móveis da maquete.
Foi necessário verificar detalhadamente o projeto para a confecção da maquete.
Para isso todas as paredes da Igreja foram feitas individualmente, conforme figura
32, e posteriormente unidas, garantindo a aderência entre as peças.
43
Figura 32: Planejamento das peças móveis da maquete.
Pelo fato da Igreja apresentar uma geometria bastante diferenciada, com nenhum
encontro de paredes a 90º ela precisou ser bastante estudada na hora da
montagem. As juntas de encontro não poderiam apresentar frestas, sendo assim, na
hora de simular os vídeos, todos os possíveis cantos de dissipação de fumaça,
mesmo sendo mínimos, precisaram ser tapados e bem fixos, garantindo
estanquiedade com relação à fumaça. A figura 33 ilustra a preparação da maquete
para os ensaios de análise do fluxo de ventilação.
44
Figura 33: Preparação da maquete para os ensaios.
3.2.2 SIMULAÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO DE AR
Os testes de simulação da distribuição de ar no ambiente foram realizados em frente
ao Laboratório de Conforto Ambiental do Campus 8 da Universidade de Caxias do
Sul, por ser mais amplo. Os equipamentos auxiliares são: uma máquina de fumaça,
um ventilador e uma lâmpada fluorescente compacta com capa de proteção
translúcida. A figura 34 mostra o conjunto de equipamentos utilizados.
Figura 34: Equipamentos utilizados para Simulação de Distribuição de ar.
45
Foram feitas as simulações em dois períodos, inverno e verão. O quadro 1
apresenta a direção predominante do vento em Caxias do Sul. Já a figura 35,
identifica a direção dos ventos na maquete da Igreja do bairro Séc. XX.
ESTAÇÃO DO ANO
DIREÇÃO PREDOMINANTE
Verão
Sudeste
Inverno
Noroeste
Quadro 1: Direção do vento predominante em Caxias do Sul.
SE
NO
Figura 35: Foto da maquete com marcação das orientações para análise.
Em relação ao processo, ele consiste em introduzir fumaça (vapor de glicerina) no
interior da maquete, e com o auxílio do ventilador ligado na potência 2 (mediana),
simular a direção do vento, observando a trajetória da fumaça, até a sua dissipação,
deixando o ambiente como inicialmente. A quantidade exata de fumaça inserida na
maquete não é exata para todos os testes, apenas aproximado, porém esse controle
foi feito visualmente procurando garantir ao máximo a mesma quantidade para todas
as simulações. Diante deste fato é possível salientar que o ventilador só foi ligado
após toda a fumaça já se encontrar dentro do ambiente.
46
Para garantir uma boa visualização interna da maquete durante a simulação da
fumaça foi necessário o auxilio de uma lâmpada inserida em seu interior. Além disso,
em algumas simulações, ela precisou sem coberta por
uma capa de proteção
translúcida, conforme figura 36, pois apesar de sua baixa potência da lâmpada ela
causava direcionamento excessivo durante a gravação dos vídeos.
Figura 36: Capa de proteção translúcida.
O processo de simulação foi registrado através de vídeos de uma câmera digital
comum, esta foi fixada a um tripé para garantir maior estabilidade e nitidez na
gravação dos vídeos, além de assegurar a angulação exata para os testes de
acordo com o que se queria mostrar.
Para que as considerações sobre a proposta atual, e as novas propostas para
otimização, pudessem ser concluídas, foram necessárias várias verificações e testes
para os vídeos da maquete, afim de, definir qual seria a melhor forma de apresentar
a simulação e transmitir todas as informações necessárias para as análises
comparativas poderem ser feitas.
3.3 CONSIDERAÇÕES SOBRE A PROPOSTA ATUAL DE
VENTILAÇÃO
A análise dos testes de simulação de distribuição de ar no modelo reduzido foi feita
observando a trajetória da fumaça, no interior da maquete, verificando os locais por
onde ela se dissipava mais rapidamente, levando em conta o tempo de permanência
47
da fumaça no interior do objeto. O processo foi registrado em vídeos digitais e
transformado em fotos, nos tempos de 0, 5, 10 e 15 segundos (ver apêndice A).
Diante dos vídeos feitos, eles foram separados em quatro grupos e registrados
quatro vídeos para cada situação, variando somente os materiais dos fechamentos
móveis (madeira ou acrílico), para garantir os resultados e facilitar na visualização do
fluxo de ar. Foram totalizados 16 vídeos e a partir destes foram geradas 64 fotos,
estes constam no CD em anexo. Para fácil visualização de um dos vídeos feitos no
período de inverno, acessar o link (www.inverno.vai.la), para o período de verão
(www.verao.vai.la) e para a proposta de verão (www.propostaverao.vai.la).
O quadro 2 apresenta os dados estabelecidos para os testes em maquete. Para
melhor entendimento dos dados estipulados, a figura 37 demarca o local das
características descritas no quadro 2, localizando as peças móveis que serão
substituídas para os diferentes testes do fluxo de ar. E a figura 38 localiza e numera
as portas em análise definidas como situação no quadro 2.
N
LEGENDA
Teto
Parede
Fechamento frontal do
campanário
Figura 37: Peças móveis da maquete.
N
LEGENDA
Portas no. 1 (acesso principal)
Portas no. 2 (acesso ao batistério)
Figura 38: Localização das portas de acesso.
48
Demarcação das peças
móveis
Imagem da maquete
Característica
Situação
Teto preto
Portas no.1
abertas
Parede
transparente
Portas no.2
abertas
Fechamento
frontal preto
A duas
portas
abertas
Portas no.1
abertas
Teto transparente
Parede
transparente
Portas no.2
abertas
Fechamento
frontal preto
A duas
portas
abertas
Teto transparente
Parede preta
Fechamento
frontal preto
Portas no.1
abertas
Portas no.2
abertas
A duas
portas
abertas
Portas no.1
abertas
Teto transparente
Parede preta
Fechamento
frontal
transparente
Portas no.2
abertas
A duas
portas
abertas
Quadro 2: Dados estabelecidos para testes em maquete.
Após essa etapa procurou-se estabelecer critérios que identificasse os tipos de
ventilação existentes na maquete reduzida da Igreja do bairro Séc. XX e representálos. Na figura 39 foram representadas todas as saídas de ar no período de inverno, e
na figura 40 no período de verão.
49
L
S
N
O
Fluxo de ar (inverno)
Figura 39: Fluxos de ar existentes no projeto da Igreja do bairro Séc. XX nos períodos de inverno.
L
S
N
O
Fluxo de ar (verão)
Figura 40: Fluxos de ar existentes no projeto da Igreja do bairro Séc. XX nos períodos de verão.
50
Observou-se a presença das duas situações distintas no que diz respeito a efeitos
da ventilação natural em ambiente interno, a ventilação causada por ação dos
ventos, cruzada e a ventilação por efeito chaminé.
Nos períodos de inverno, o principal local para entrada de ar no interior da Igreja é
pela porta de entrada principal, portanto ela necessita estar aberta para que as
situações descritas abaixo funcionem corretamente. No fluxo no. 1 é possível
verificar a ventilação cruzada, apesar de não ser em paredes oposta, o fluxo acessa
o interior da Igreja, e é liberado rapidamente, pela abertura em fita localizada na
fachada Oeste. Já que, de acordo com Chávez e Freixanet (1995), aberturas
horizontais dão mais eficiência quando a incidência do vento for a 45º, como é o
caso, o fluxo funciona de modo ideal para os períodos frios. No fluxo no. 2, a
ventilação cruzada também pode ser identificada, mesmo que devido à proximidade
das aberturas de entrada e saída de ar, pois parte do vento se dissipa para o interior
da Igreja, e o restante é liberado através da abertura sul na torre do sino. No fluxo
no. 3, a abertura localizada acima do altar, a Oeste, possibilita o efeito chaminé,
participando ativamente da distribuição do ar interno para o exterior com grande
velocidade. Apesar de possuir um elemento de interferência, no caso, a prateleira de
luz, que de acordo com Rivero (1985), é um elemento que influencia diretamente no
fluxo do vento podendo modificar o percurso do ar, o fluxo se direciona ao local
estabelecido. No fluxo no. 4, apesar da abertura norte, localizada na torre do sino,
conter baixa quantidade de ar, ela auxilia o fluxo 2 a distribuir o ar acumulado no
interior da torre do sino para o exterior. O fluxo no. 5 funciona somente quando
ambas as portas se encontram abertas, ele libera diretamente grande parte do ar
que entra no interior, diminuindo a quantidade de fluxo para as demais aberturas. O
fluxo no. 6 têm uma função distinta dos demais, ele ultrapassa a torre do sino por
completo e se direciona ao sudeste por cima da cobertura da Igreja. Ver figura 41.
A presença do sino, localizado no centro da torre, influencia na passagem de ar,
contudo não barra a saída do mesmo, já que o ar interno se desloca verticalmente,
de baixo para cima, desviando do objeto e seguindo em ambas as direções.
51
3
4
2
6
1
5
Figura 41: Fluxos de ar nos períodos de inverno.
Nos períodos de Verão, o único local por onde o vento pode acessar o interior da
Igreja é pela porta de entrada ao Batistério, portanto, ela necessita estar aberta para
funcionar corretamente, caso contrário esse efeito não é válido. No fluxo no. 1
observou-se que após a entrada de ar no interior do ambiente, ele percorre o interior
da igreja por completo e se direciona a abertura acima do altar localizada na fachada
Oeste, podendo constituir um efeito chaminé.
O fluxo no. 2 caracteriza uma
ventilação cruzada, que apesar de não ser em paredes opostas, diretamente ele é
direcionado ao exterior através da janela em fita, porém a quantidade de ar que se
dissipa por ela é muito baixa devido à direção do fluxo, que tende a direcioná-lo para
o lado oposto a ela, devido às pressões negativas. O fluxo no. 3, assim como nos
períodos de inverno, funciona somente quando ambas as portas se encontram
abertas, influenciando diretamente na agilidade com que do fluxo de ar se
dissipasse. Ver figura 42.
Apesar do fluxo de ar inicialmente demorar para adquirir velocidade, ele funciona
adequadamente, com exceção da situação em que a porta de acesso ao batistério
se encontra fechada, já que não existem aberturas de entrada de ar na fachada leste
e nem sul.
52
1
2
3
Figura 42: Fluxos de ar nos períodos de verão.
Com relação ao tempo de dissipação, gerou em torno de 10 a 15 segundos para as
situações mais favoráveis e 15 a 20 segundos para as situações de menor
desempenho. Ambos os testes, de inverno ou verão, apresentaram um bom
resultado diante da ventilação natural proposta em projeto. Cabe destacar que não
foram utilizados anteparos novos, além do sino e os elementos que o projeto já
contemplava.
3.4 PROPOSTAS PARA OTIMIZAÇÃO DA VENTILAÇÃO
Para um bom funcionamento da ventilação em ambientes internos, assim como no
caso de igrejas, é necessário que haja aberturas suficientes para a entrada e saída
de ar, diretas para o exterior. Nestes casos os ambientes acabam utilizando
instrumentos artificiais, como ar condicionado e ventiladores, ao invés da ventilação
natural.
Para se obter uma ventilação natural adequada, quanto maior o no. de fachadas
com aberturas, maior será o potencial do fluxo, pois ele irá produzir diversos pontos
de pressão no ambiente.
53
Na porta de acesso principal, por receber ventos nos períodos de inverno, ela tem
a possibilidade de permanecer fechada ou aberta, conforme o clima. Já na porta de
acesso ao batistério, é encontrada a principal fragilidade deste projeto. Por ser um
local reservado, normalmente a porta se encontrará fechada, contudo nos períodos
de verão, ela é a única abertura por onde o fluxo de ar pode entrar.
Para possibilitar o controle destas situações distintas é importante que após a
finalização da obra seja descrito um manual de operação, uso e manutenção da
edificação a fim de estipular recomendações diante das aberturas de acordo com as
estações do ano. Para isso foi verificada a NBR 14037 (ABNT, 1998), Manual de
operação, uso e manutenção das edificações, Conteúdo e recomendações para
elaboração e apresentação, mais especificamente o item 3.12 que descreve o
significado do termo “operação”. Para garantir a eficiência da ventilação conforme
critérios estipulados nas considerações da proposta atual e na proposta para
otimização, é de grande importância que esse manual funcione adequadamente,
garantindo o conforto término e criando condições adequadas de uso da edificação.
Diante disso, optou-se por não sugerir novas propostas de aberturas para os
períodos de inverno, já que o lançamento atual funciona de forma muito eficiente,
priorizando o bem estar do usuário e permitindo com que ele próprio decida sobre a
entrada ou não da ventilação no interior da Igreja nas épocas frias, para isso basta
abrir ou não a porta de acesso principal.
Para os períodos de verão, uma nova proposta capaz de qualificar o espaço neste
período, sem impactar no conceito criado pelo escritório Royal Arquitetura para a
Igreja do bairro Séc. XX, descaracterizando a sua imagem, será sugerida. Ela tem
como objetivo, auxiliar no aumento do fluxo nos dias em que a porta do Batistério se
encontra aberta, e caso contrário ela necessita garantir a distribuição total do ar para
o interior da Igreja.
Essa proposta consiste em criar pequenas aberturas circulares inferiores inseridas
na fachada Sul da Igreja, linearmente, totalizando três (03) unidades, ver figura 43.
Essa ventilação tende a passar por todo o local onde os usuários se encontram, e se
encaminhar a saída através da abertura localizada acima do altar. Essas aberturas
precisam necessariamente possuir um baixa altura, para criar uma ventilação
54
cruzada, ideal nos períodos de verão, além de beneficiar o conforto término dos
usuários.
Para que novas propostas pudessem ser sugeridas foram constatados que, devido
ao fato do clima da cidade de Caxias do Sul apresentar variações, as aberturas
possuiriam um mecanismo de fechamento manual, ou seja, nos períodos de verão
as aberturas permaneceriam abertas, garantindo e beneficiando a circulação do ar, e
nos períodos de inverno elas passariam a ser fechadas, não impactando no fluxo do
inverno.
Abertura proposta
Figura 43: Proposta de aberturas para a Fachada Sul.
Como justificativa principal para a inserção deste modelo de abertura deve-se dizer
que, essa tipologia já havia sido comentada pelo Arquiteto Carlos Pedone, porém
não se tinha idéia de onde inseri-la e nem qual sua finalidade, não podendo ser
apenas estética. Para utilizá-la de forma funcional, ela adaptou-se a real
55
necessidade de projeto, ela terá um papel de grande importância nos períodos de
verão, garantir o conforto término interno da Igreja do bairro Séc. XX. Conforme
figura 44, é possível verificar o fluxo de ar no período de verão juntamente com a
proposta inserida.
Figura 44: Fluxos de ar nos períodos de verão, com proposta.
3.4.1 REFERENCIAIS DE ABERTURAS
Desde o princípio as Igrejas sempre se preocuparam com a geometria e a
composição de suas obras. A Basílica di Santa Maria del Fiore é um exemplo, ver
figura 45, é a catedral, ou Duomo da Arquidiocese da Igreja Católica Romana de
Florença. Obra da arte gótica, do arquiteto renascentista Brunelleschi, é destaque
por sua cúpula monumental
e pelo campanário, de Giotto. Foi considerada de
grande importância para a História da Arquitetura, pois representava a riqueza e o
poder da capital da Toscana nos séculos XIII e XIV.
56
(Fonte: WIKIPÉDIA, 2010)
Figura 45: (a) Fachada da Basílica di Santa Maria del Fiore. e (b) vista lateral do Duomo com a cúpula
e a torre do sino.
Nos dias de hoje, tanto as igrejas como as construções em geral, tendem a
minimizar, priorizando a limpeza formal. Como referencial formal das aberturas,
podemos citar o Arquiteto Ruy Othake, ele possui vários projetos, de diferentes usos,
que contemplam essa esquadria proposta. Ele se utiliza dela de forma muito
(a)
(b)
marcante, destacando-as compositivamente, já que suas obras já possuem uma
composição formal bastante ousada. O Ed. Planet Work, localizado em São Paulo,
é uma delas, seu projeto foi desenvolvido em 1997 e construído somente em 2002.
O edifício de escritórios próximo ao Ohtake Cultural destaca suas fachadas devido à
pele de vidro e a parede lateral com suas janelas circulares em diversas posições,
apesar da sua disposição, ele
apresenta uma tipologia de abertura circular
semelhante a que está sendo citada como proposta neste trabalhado, conforme
figura 46.
57
(Fonte: RUY OHTAKE, 2010)
(a)
Figura 46: Ed. Planet Work (a) Vista do edifício e (b) Detalhe da fachada.
O Hotel Unique, localizado em São Paulo, é outro projeto que apresenta uma
tipologia de abertura similar a da proposta para a fachada sul da Igreja do bairro
Séc. XX, ver figura 47. Novamente projeto de Ruy Ohtake, ele também se destaca
pela sua composição formal. Neste projeto as esquadrias circulares são dispostas
linearmente e em grande quantidade, devido ao seu uso. O sistema de esquadria,
por seu móvel, permite a insolação e a ventilação interna dos ambientes, assim
como na proposta.
(a)
(b)
(Fonte: RUY OHTAKE; PROJETO DESIGN, 2002)
Figura 47: Hotel Unique (a) Vista do edifício e (b) Detalhe da fachada.
58
Outra obra que deve ser destacada diante da sua proposta de aberturas é a de
Oscar Niemeyer, Paulo Mendes da Rocha e a MMBB arquitetos. O Pavilhão Lucas
Nogueira Garcez, conhecido como a Oca, ou a calota do Ibirapuera, situada em São
Paulo, é composto por um magnífico domo marcado pelas aberturas em sua base,
conforme figura 48. Suas aberturas estão dispostas também linearmente, sendo as
únicas aberturas de projeto com exceção da porta de acesso principal.
(b)
(a)
(Fonte: PROJETO DESIGN, 2000)
Figura 48: Oca (a) Vista externa e (b) Vista interna.
Como referencial do Rio Grande do Sul, o projeto de Marcelo Ferraz e Francisco
Fanucci, o Museu do Pão, localizado em Ilópolis, apresenta uma característica em
comum. Ele possui dois volumes distintos, um contempla o museu e o outro a escola
de panificação, o bloco da escola apresenta aberturas lineares de formato quadrado,
contudo elas estão localizadas na parte inferior, constituindo a mesma intenção
diante da localização das aberturas de entrada de ar proposta para a Igreja. A figura
49 destaca essa inserção.
59
(Fonte: adaptado de PROJETO DESIGN, 2008)
Figura 49: Museu do Pão.
3.5 CONSIDERAÇÕES SOBRE OS RESULTADOS
Devido ao fato da simulação em maquete apresentar limitações de precisão, é muito
importante a verificação e o cruzamento dos resultados, a fim de melhorar o
desempenho da ventilação natural dos ambientes internos e garantir resultados.
Cada situação dessas levou em conta o fato de ambas as portas estarem abertas ou
não, portanto o manual de operação, uso e manutenção da edificação irá garantir
aos usuários do local essa eficiência de acordo com o clima, seguindo as
recomendações descritas nele.
Como consideração final foi possível observar que para obter melhores
desempenhos com relação à ventilação natural, o ideal é que o profissional da área
opte por utilizar a ventilação cruzada, se possível em paredes opostas do ambiente.
Caso isso não seja possível, ao menos proporcionar ao ambiente, situações de
pressões positivas e negativas, a fim de garantir o desempenho das edificações.
Com isso, o gasto com equipamentos artificiais diminui ou se anula, privilegiando a
utilização do conforto término natural.
60
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Devido ao fato da renovação do ar influenciar diretamente no conforto término,
ocasionando perda ou ganho de calor, ela necessita, portanto que as aberturas de
entrada e saída de ar estejam adequadas, caso contrário, alterações em projeto
serão necessárias para um bom aproveitamento diante da ventilação natural
(FROTA; SCHIFFER, 2001).
Este estudo verificou a eficiência do sistema de ventilação natural interna proposta
em projeto, suas dimensões e localização. Este se mostrou eficaz diante das
dimensões e localização das aberturas de projeto, contudo houve a necessidade de
uma pequena intervenção, acrescentar uma nova abertura para
aperfeiçoar o
sistema de ventilação e deixá-lo perfeitamente apto para ser utilizado pelos fiéis de
acordo com a necessidade.
Este estudo teve grande importância, para confirmação do funcionamento do
sistema de ventilação natural lançado em projeto, podendo ser incluído a proposta
sugerida neste trabalho.
Diante da revisão bibliográfica foi possível verificar as possibilidades dos processos
de ventilação natural, bem como seus benefícios, afim de, garantir qualidade de
conforto em ambiente interno. Para isto basta compreender os condicionantes do
local, suas limitações, as leis de movimentação de ar, seus efeitos e suas
possibilidades.
Inicialmente se cogitou a hipótese de indicar o melhor tipo de esquadria a ser
utilizada em cada abertura. Este objetivo inicial não pode fazer parte do trabalho,
devido ao curto prazo e ao tempo gasto na confecção da maquete e análise de seus
resultados. Visto que para isso seria necessário um estudo aprofundado de
diferentes tipos de esquadrias a fim de garantir o funcionamento perante o sistema
de ventilação esperado.
61
A minha participação no campo de estágio, do escritório Royal Arquitetura, foi
muito significativa, pois me qualificou profissionalmente, garantindo conhecimento
nesse assunto e desenvolvimento em minha carreira de Arquiteta.
62
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BITTENCOURT, Leonardo; CÂNDIDO, Christina. Introdução à Ventilação Natural.
Maceió: EDUFAL, 2005. 147 p.
CHÁVEZ, José Roberto García; FREIXANET, Víctor Fuentes. Viento y arquitectura:
el viento como factor de diseño arquitectónico. México: Trillas, 1995. 196 p.
FROTA, Anésia Barros; SCHIFFER, Sueli Ramos. Manual do Conforto Térmico. 5.
ed.São Paulo: Studio Nobel, 2001. 243p.
LAMBERTS, Roberto: DUTRA, Luciano; PEREIRA, Fernando O. R. Eficiência
energética na arquitetura. São Paulo: PW, 1997. 192p.
MASCARÓ, Lúcia R. de. Energia na edificação: Estratégia para minimizar seu
consumo. 2. ed. São Paulo: Projeto Editores Associados Ltda, 1991. 213p.
OLGYAY, Victor. Arquitectura y clima: manual de diseño bioclimático para
arquitectos y urbanistas. Barcelona: G. Gili, 1998. 203 p.
PROJETO DESIGN. Brasil Arquitetura, São Paulo. Disponível em:
<http://www.arcoweb.com.br/arquitetura/brasil-arquitetura-10-04-2008.html>. Acesso
em: 17 out. 2010.
PROJETO DESIGN. Igrejas anos 90: Do mínimo ao monumental, São Paulo, dez.
2000. Edição 250. Disponível em: <http://www.arcoweb.com.br/arquitetura/igrejasanos-90-08-02-2001.html>. Acesso em: 17 out. 2010.
PROJETO DESIGN. Oscar Niemeyer, Paulo Mendes da Rocha, MMBB arquitetos: A
redescoberta de Niemeyer, São Paulo, mai. 2000. Edição 243. Disponível em:
<http://www.arcoweb.com.br/arquitetura/oscar-niemeyer-paulo-mendes-da-rochammbb-arquitetos-oca-do-01-05-2000.html>. Acesso em: 17 out. 2010.
PROJETO DESIGN. Ruy Ohtake: No início, a forma, São Paulo. Disponível em:
<http://www.arcoweb.com.br/arquitetura/ruy-ohtake-no-inicio-14-10-2002.html>.
Acesso em: 17 out. 2010.
RECH, Viviane Cristina; NUNES, Maria Fernanda Oliveira; PEDONE, Carlos
Eduardo. Ventilação natural em ambiente interno: estudo para os vestiários de um
clube de futebol. In: ENTAC 2006, Florianópolis. 2006.
RIVERO, Roberto. Arquitetura e Clima: Acondicionamento térmico natural. 1. ed.
Porto Alegre: Editora da Universidade, 1985. 240p.
63
RUY OHTAKE. Projetos, São Paulo. Disponível em:
<http://www.ruyohtake.com.br/index.html>. Acesso em: 17 out 2010.
SERRA, Rafael. Arquitectura y climas. 2.ed. Barcelona, ES: G. Gili, c2000. 94p.
(Colección GG Básicos).
TOLEDO, Eustáquio. Ventilação natural das habitações. Maceió: EDUFAL, 1999.
169 p.
WIKIPÉDIA. Santa Maria del Fiore. Disponível em:
<http://pt.wikipedia.org/wiki/Santa_Maria_del_Fiore>. Acesso em: 17 out. 2010.
YARKE, Eduardo; PICCIÓN, Alicia; LÓPEZ, María Noel. Metodología de bajo costo
para la evaluación de Ventilación natural en viviendas ocupadas. In: ENTAC 2006,
Florianópolis. Anais... Florianópolis, UFSC, 2006.
64
APÊNDICE A – Fotos: Teste de Simulação de Ar
65
Simulação 1 - INVERNO
Primeira tentativa
0 segundos
5 segundos
10 segundos
15 segundos
Obs: Somente porta nº 1 aberta.
66
Simulação 1 – INVERNO
Segunda tentativa
0 segundos
5 segundos
10 segundos
15 segundos
67
Terceira tentativa
0 segundos
5 segundos
10 segundos
15 segundos
68
Quarta tentativa
0 segundos
5 segundos
10 segundos
15 segundos
69
Quinta tentativa
0 segundos
5 segundos
10 segundos
15 segundos
Obs: Ambas as portas estão abertas.
70
Sexta tentativa
0 segundos
5 segundos
10 segundos
15 segundos
71
Sétima tentativa
0 segundos
5 segundos
10 segundos
15 segundos
72
Oitava tentativa
0 segundos
5 segundos
10 segundos
15 segundos
73
Simulação 3 – VERÃO
Primeira tentativa
0 segundos
5 segundos
10 segundos
15 segundos
74
Segunda tentativa
0 segundos
5 segundos
10 segundos
15 segundos
75
Terceira tentativa
0 segundos
5 segundos
10 segundos
15 segundos
76
Quarta tentativa
0 segundos
5 segundos
10 segundos
15 segundos
77
Quinta tentativa
0 segundos
5 segundos
10 segundos
15 segundos
78
Sexta tentativa
0 segundos
5 segundos
10 segundos
15 segundos
79
Sétima tentativa
0 segundos
5 segundos
10 segundos
15 segundos
80
Oitava tentativa
0 segundos
5 segundos
10 segundos
15 segundos
81
Simulação 5 – VERÃO PROPOSTA
Primeira tentativa
0 segundos
5 segundos
10 segundos
15 segundos
82
Primeira tentativa
0 segundos
5 segundos
10 segundos
15 segundos
83
Primeira tentativa
0 segundos
5 segundos
10 segundos
15 segundos
84
ANE XO A – Mapa de Localização do Bairro Século XX em Caxias
do Sul
85
Estes anexos apresentam o acervo completo da Igreja do bairro Século XX
desenvolvido pela Royal Arquitetura, contemplando: Mapa de Localização do Bairro
Século XX, Planta de Situação, Planta de Localização, Plantas Baixas, Cortes e
Fachadas.
86
Fonte: ROYAL ARQUITETURA, 2008.
Figura 50: Mapa de Localização do Bairro Século XX em Caxias do Sul.
87
ANEXO B – Planta de Situação e Localização
88
Figura 51: Planta de Situação.
89
Figura 52: Planta de Localização.
90
ANEXO C – Plantas Baixas, Cortes e Fachadas
91
Figura 53: Planta Baixa do Pavimento Subtérreo.
92
Figura 54: Planta Baixa do Pavimento Térreo.
93
Figura 55: Planta Baixa do Pavimento Cobertura.
94
Figura 56: Corte Longitudinal.
95
Figura 57: Corte Transversal.
96
Figura 58: Fachada Norte.
97
Figura 59: Fachada Sul.
98
Figura 60: Fachada Leste.
99
Figura 61: Fachada Oeste.

estudo da ventilação natural proposta para a igreja do bairro século xx

Transcrição

Documentos relacionados

Insuficiência Respiratória na Criança

Sistemas de Ventilação

Agora também em Évora

destaque185

Caixas de Ventilação

Relatório BIPAP x TRILOGY

Ventilador Puritan Bennett™ 840

maldição de ondine secundária a tumor cerebral

BleaseSirius - Farbo Medical

WS_VM_Ventilacao_Controlada