Os arquitetos de hoje enfrentam uma tarefa comum que desafia a intuição - como equilibrar o desempenho da construção e metas estritas de carbono e custos. A sustentabilidade nas edificações é certamente uma meta digna e necessária, mas a quantidade de opções pode ser avassaladora e os custos proibitivos, especialmente aos olhos dos proprietários. Como os projetistas podem convencer melhor seus clientes a integrar sustentabilidade em um projeto? Manter os custos baixos e fazer decisões com análise baseada em fatos são os primeiros passos sólidos.
Fazer as perguntas corretas a consultores e softwares nos estágios iniciais de projeto pode gerar pistas importantes para produzir uma arquitetura bonita e ecológica. Para manter o controle, arquitetos precisam se concentrar em questões de alto impacto e impulsionar a tomada de decisões no ambiente tão rico em dados da prática moderna de hoje. Continue lendo para discutirmos algumas das questões gerais que surgem em todos os projetos e exemplos de como melhor resolvê-las em termos de eficiência e custo.
1. Que volume devo recomendar?
O volume de construção é a fase de concepção em que os projetistas determinam qual forma e orientação são mais adequadas a seu projeto. Com os edifícios contribuindo com mais de 40% de todas as emissões de carbono, abordar essa questão no início de um projeto pode gerar um edifício saudável e positivo nos próximos anos. No entanto, volume e orientação não dizem respeito apenas à forma do edifício. Mesmo em terrenos com muitas restrições, com zoneamento rigoroso e sem espaço para rotações, as opções de envidraçamento podem ter efeitos enormes na eficiência e no conforto dos ocupantes.
Com o trabalho em equipe entre Houser Walker Architects e Pond & Company, os responsáveis pelo projeto Public Safety Facility, da Georgia Tech, analisaram três principais projetos volumétricos. Todos os três cumpriram os requisitos programáticos e funcionaram bem com o plano diretor. O fator decisivo foi comparar o desempenho deles quando se tratava de energia e luz natural. Os diagramas abaixo mostram o estudo de massa que os projetistas concluíram usando o software de desempenho automatizado em 45 minutos. Ao usar essa análise objetiva, a equipe conseguiu responder ao contexto urbano com um edifício que também teve um bom desempenho geral. À medida que o projeto avançou, os engenheiros de consultoria conseguiram entregar o projeto final de forma acessível, sem ter que superar uma orientação ou vidro aquém do adequado nas áreas com mais calor.
2. Quais estratégias passivas fazem sentido para a minha edificação?
Projetar com estratégias passivas é entender as restrições de um terreno e programa, criando respostas projetuais que não requeiram sistemas mecânicos ativos. Os exemplos incluem o uso de fontes de energia ambiente para resfriar, aquecer, sombrear ou ventilar um espaço de construção. O desafio de projetar estratégias passivas é que elas devem ser incorporadas nos estágios iniciais do processo para que sejam eficazes. Esse processo pode incluir a listagem das estratégias que funcionam para sua zona climática específica, a coleta de estudos de caso e o desenvolvimento de uma biblioteca de ideias de projeto que podem ser integradas ao projeto. Cove.tool não apenas faz uma análise rápida, mas também recomendações de estudos de caso a serem considerados com base no clima. Os proprietários devem estar envolvidos no início das conversas sobre como as estratégias passivas podem funcionar para seu projeto, a fim de desenvolver um consenso dentro da organização sobre quais estratégias empregar.
3. Preciso de estratégias de sombreamento na fachada?
As estratégias de sombreamento são tipicamente projetadas em um edifício para ajudar a reduzir o ofuscamento e, em climas quentes, reduzir o consumo de energia. Devido à complexa interação entre o sol e o restante dos componentes do edifício, é melhor não confiar em uma regra de ouro ao tomar decisões de projeto sobre sombreamento. Muitas vezes, a intuição está errada. O ofuscamento, também conhecido como desconforto visual, é definido pela Illuminating Engineering Society (IES) como uma das duas condições:
- Muita luz
- Contraste excessivo, o que significa que o alcance da luminância no campo de visão é muito grande
Uma das métricas de ofuscamento comumente usadas é a Exposição Solar Anual (Annual Solar Exposure - ASE). Usado pelo padrão de construção LEED e WELL, ASE mede a porcentagem de área útil que recebe um mínimo de 1.000 lux por pelo menos 250 horas ocupadas por ano. Essa métrica ajuda a determinar quanto espaço recebe muita luz solar direta, causando desconforto visual (ofuscamento) e aumento das cargas de resfriamento.
Um conceito relacionado é a Autonomia Espacial para a Luz do Dia (sDA), que é medida como uma porcentagem da área do piso que recebe luz do dia “suficiente” (determinada como um mínimo de 300 lux por pelo menos 50% das horas anuais ocupadas). Em qualquer projeto, queremos aumentar a autonomia espacial da luz do dia e, ao mesmo tempo, reduzir a exposição solar anual para obter uma boa qualidade geral da luz do dia no espaço. Cove.tool permite a análise sDA e ASE em poucos minutos após a exportação direta dos arquivos tridimensionais do Revit, Sketchup, Rhino ou Grasshopper.
Na análise acima para Atlanta, GA, uma fachada oeste típica com 40% de vidro foi selecionada para estudo. A análise compara brises verticais com brises horizontais (ambas presumidas a 30 centímetros) para este local para entender seu impacto na redução do brilho. Conforme mostrado nos diagramas, três balanços horizontais têm desempenho melhor que três balanços verticais.
4. Qual deve ser a abordagem da fachada para luz natural?
Mais do que porcentagem de envidraçamento, geralmente a penetração da luz do dia em uma fachada depende da proporção da janela. Em outras palavras, é determinado pela altura do peitoril, altura da verga e largura mais do que a porcentagem total de envidraçamento.
Embora a porcentagem de envidraçamento de todas as opções acima seja exatamente a mesma, os mapas da luz natural mostram a forma real do envidraçamento de impacto sobre a distância que a luz natural alcançará. De um modo geral, as janelas horizontais permitem maior penetração da luz do dia no espaço. Ao brincar com o sombreamento, os projetistas podem eliminar habilmente o pior brilho enquanto maximizam a luz do dia e as vistas.
5. Qual é a maneira mais econômica de atender aos códigos de energia / LEED?
O custo é um componente crítico da tomada de decisões da maioria dos projetos e é imperativo usar uma abordagem orientada a dados para equilibrar o primeiro custo com o desempenho energético. Com os códigos de energia atualizados em todo o mundo para edifícios novos e existentes, muitos empreendedores estão justificadamente preocupados com os custos crescentes associados ao compliance. A Universidade Emory buscou um processo de projeto integrado para aliviar essa preocupação em sua nova união de estudantes, o Campus Life Center. Como instituição privada, a Emory trabalha duro para ser uma boa administradora das contribuições dos doadores, otimizando os custos iniciais de construção usando o Cove.tool.
O primeiro passo é trabalhar em estreita colaboração com o contratado ou a equipe de estimativa de custos para obter custos de construção realistas para materiais e sistemas. Quanto mais opções uma equipe pode oferecer a um algoritmo, maior a probabilidade de encontrar uma coleção favorável de opções. À medida que cada decisão é tomada, as propriedades de custo e desempenho de materiais e sistemas são inseridas. Isso permite que a equipe saiba se está tomando as decisões corretas ao longo da vida do projeto e, portanto, mantém os custos baixos.
Como visto no diagrama acima, muitas decisões, incluindo tipo de janela, isolamento de parede, isolamento de telhado, HVAC, painéis fotovoltaicos, estratégia de sombreamento e sensores, tinham várias opções que precisavam ser testadas. Isso levou a mais de 20.000 combinações possíveis, cada uma com um custo e uso de energia diferentes. Cove.tool permitiu à equipe estudá-los e encontrar a maneira mais econômica de atingir seus objetivos.
No gráfico acima, cada linha vertical representa uma decisão. As linhas azuis significam combinações possíveis e podem ser filtradas com base em pontos LEED, EUI, Energy Savings, Payback e First Cost Premiums. Para alcançar um projeto com um payback inferior a 10 anos e um objetivo EUI de 45 ou menos, a equipe de projeto usou o Cove.tool para encontrar a opção de custo mais baixo absoluto.
Para mais informações, leia o Estudo de Caso completo.
