Soluções para melhoramento do conforto ambiental em Escolas da Rede Municipal de Caruaru.

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1 Soluções para melhoramento do conforto ambiental em Escolas da Rede Municipal de Caruaru. Deborah Cristina Alves de Brito - brito.deborah@gmail.com Master em Arquitetura Instituto de Pós-Graduação e Graduação IPOG Recife, Março de 2013 Resumo A boa arquitetura pode e deve solucionar as necessidades do usuário com nenhuma ou com o mais baixo uso de enérgia artificial. Tomando a afirmação acima como verdade, o trabalho apresenta um estudo sobre a existência ou não de soluções arquitetônicas para melhoramento do conforto ambiental em escolas da rede Municipal de Caruaru, em Pernambuco. A cidade é uma das mais populosas do interior de Pernambuco, está localizada a 130km da capital pernambuca, Recife, e tem clima semi-árido caracterizado por apresentar chuvas bastante irregulares concentradas em alguns meses do ano provocando estiagem, esse clima, abrange praticamente todo o nordeste brasileiro. A inquietação, a respeito das edificações escolares estarem preparadas para oferecer conforto térmico e visual aos alunos, surgi das novas necessidades mundiais de economia de energia e do aproveitamentodos recursos naturais para construção de edificações mais sustentáveis, ou seja edificações que apresentam soluções de menor impacto ambiental. Um referencial teórico antecedeu a etapa de levantamento e análise dos dados. Inicialmente foi identificado clima da cidade de Caruaru. Foram estudadas as recomendações para se obter conforto térmico sem a utilização de energia elétrica sugeridas pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) e por autores como Armando de Holanda, Frota e Schiffer. Estes estudos, na fase preliminar dos trabalhos, subsidiaram a fundamentação teórica para as análises que seriam feitas ao longo do trabalho, realizadas através da leitura das plantas e cortes (levantadas em arquivos municipais) e em visita as edificações. Sendo assim,o estudo tem como objetivo identificar e caracterizar as soluções de projeto utilizadas para proporcionar, de forma natural, conforto térmico e visual aos usuários, além de aprofundar os conhecimentos sobre desempenho térmico e sustentabilidade de edificações. Palavras-chave:Arquitetura escolar. Conforto ambiental. Recursos naturais. 1. Introdução: Adequar a arquitetura ao clima significa projetar espaços que proporcionem ao usuário sensações de conforto térmico, essa sensação acontece quando as trocas de calor entre o corpo humano e o meio ocorrem sem esforço, e desse ponto de vista sua capacidade de trabalho é máxima. No nordeste brasileiro, onde na maior parte do ano temos um alto índice de luz natural, toda essa luz deve ser aproveitada, porém ela também aumenta a temperatura local que pode ser solucionada com ventilação natural, como ensina o autor Armando de Holanda em seu livro

2 Roteiro para construir no nordeste. O livro traz princípios simples, que, se seguidos podem conferir o conforto térmico e visual necessários. Outro arquiteto brasileiro João Filgueiras Lima, o Lelé, em sua trajetória deixa perceptíveis dois aspectos básicos da construção: o clima e a pré-fabricação. É autoria dele o projeto arquitetônico do modelo inicial que deu origem a uma das edificações selecionadas para o estudo. O CAIC Centro de Atenção Integral à Criança Dr. Amaro de Lyra e César, localizado no bairro João Mota. O CAIC faz parte de um projeto criado no governo de Fernando Collor de Melo no ano de 1990, e inicialmente chamava-se CIAC Centros Integrados de Atendimento à Criança e ao Adolescente tinha a intenção de construir cinco mil CIAC em todo o Brasil. O modelo apresenta mais de duzentos tipos de peças distintas foi uma solução rápida e eficiente, capaz de se adaptar a diversas situações geográficas. O tema escolhido para pesquisa deve-se a falta de um estudo semelhante e a atual situação encontrada no município de Caruaru, que é a de se ter um modelo padrão de edifícios escolares que é implantado em qualquer terreno sem que exista uma análise de qual implantação, quais materiais ou tipos de aberturas seriam mais adequadas aos locais em que as edificações serão construídas, podendo torná-las mais sustentáveis. O mesmo acontece com outros tipos de edificações públicas como creches e as Unidades de Pronto Atendimento, UPA. Mostrando a pouca preocupação com o aproveitamento dos recursos naturais e com a economia de energia elétrica. Para seleção das edificações a serem estudas foi levado em consideração a época em que foram construídas, para que fosse feita também uma análise comparativa da evolução -em relação a conforto térmico- dessas escolas. 2. Referencial Teórico 2.1 O clima O IBGE -Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística- disponibiliza um mapa que foi atualizado pela Diretoria de Geociências, Coordenação de Recursos Naturais e Estudos Ambientais, em No mesmo, existe uma classificação climática brasileira. Segundo esse mapa, figura 1, o municipio de Caruaru encontra-se na zona Tropical Nordeste Oriental e dentro desta zona, apresenta clima semi-úmido apresentando durante o ano de 4 a 5 meses secos com temperatura média 18º C em todos os meses do ano.

3 Figura 1: Mapa Climas do Brasil Fonte: A ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) também apresenta um zoneamento bioclimático do Brasil, NBR , onde distingui oito regiões climáticas. Classificando também mais de 300 cidades brasileiras e apresentando estratégias bioclimáticas recomendadas para alcançar o conforto térmico. Através de um programa, o ZBBR 1.1 (2004), visto na figura 2, desenvolvido pelo Programa de Pós-Graduação em Construção Civil da Universidade Federal de São Carlos, foi possível localizar a classificação bioclimática do município de Caruaru e ter acesso as recomendações da NBR da ABNT. Figura 2: Classificação Bioclimática dos Municípios Brasileiros Fonte: Programa ZBBR Para a zona bioclimática 8, onde localiza-se o Município de Caruaru, temos as seguintes recomendações:

4 Grandes aberturas para ventilação (área da abertura > 40% da área do piso); Sombrear aberturas; Paredes e cobertas leves e refletoras: para paredes, transmitância térmica (U) 3,6 W/m²K e para cobertas, U 2,3 W/m²K; Ventilação cruzada permanente. 2.2 Como Construir no Nordeste Brasileiro Alguns autores também fizeram recomendações de como devem ser as edificações no nordeste, para que, sem uso de energia elétrica, seja alcançado o conforto térmico e visual. Armando Holanda, autor do livro Roteiro para construir no Nordeste é um deles, no qual, faz as seguintes propostas: Criar uma sombra abrigo protegendo do sol e das chuvas tropicais Recuar as paredes protegendo do sol, do calor, das chuvas e da umidade Vazar os muros filtram a luz e deixam a brisa penetrar Proteger as janelas abrigadas e sombreadas podem continuar abertas Abrir as portas permitindo tiragem de ar dos ambientes Continuar os espaços permitir que o ar circule livremente por toda edificação Construir com pouco componentes padronizados com várias possibilidades combinatórias

5 Conviver com a natureza utilizar o sombreamento vegetal Tabela 1: Recomendações do livro Roteiro para construir no nordeste de Armando Holanda Fonte: Holanda, 1976 / Tabela elaborada pelo autor, 2013 Frota e Schiffer, em seu livro Manual de conforto térmico, também apresentam recomendações de como construir em clima quente, mas na escala da cidade. Como por exemplo: Pensar edificações de maneira que torne possível que a ventilação alcance todos os edifícios e permita a ventilação cruzada de seus interiores, prevendo, assim,construções alongadas no sentido perpendicular ao vento dominante; Figura 3:Orientação das ruas e sombreamento das construções Fonte: Manual de conforto térmico, pág 70 Quando ruas que estiverem perpendiculares à direção dos ventos dominantes devem ser de maior dimensão, para evitar que construções situadas em lados opostos das ruas transformem-se em obstáculos para os ventos;

6 Figura 4: Orientação das ruas e sombreamento das construções Fonte: Manual de conforto térmico, pág 70 O arranjo das quadras deve incluir soluções quanto as distâncias entre as edificações para não funcionarem como barreiras ao vento para as edificações vizinhas; Figura 5:Esquema de ventilação urbana Fonte: Manual de conforto térmico, pag 72 Criação de caminhos com sombras para pedestres a partir da utilização da vegetação, marquises, toldos, projeções de andares acima do térreo; Figura 6:Esquema de sombreamento para pedestres Fonte: Manual de conforto térmico, pag 73 Evitar materiais que reflitam grande quantidade de radiação solar ou que tenham grande poder de armazenamento de calor nas superfícies externas, pois a noite o calor

7 armazenado, é devolvido para o ar, dirigindo-se para o interior e para o exterior das edificações. Dar preferência ao uso de cores claras no exterior das edificações, pois estas refletem mais a radiação solar e, portanto, menos calor atravessará as vedações. 3. Estudos de caso / Análise das edificações 3.1 Colégio Municipal Álvaro Lins Localizado no bairro Mauricio de Nassau, o colégio teve sua construção feita entre 1952 e 1953 e apresenta várias características da Arquitetura Moderna Pernambucana, trazida por Luiz Nunes que teve continuidade com vários outros arquitetos contemporâneos a ele como Delfim Amorim e Acácio Gil Borsoi. Entre elas, as características utilizadas para o melhoramento do conforto térmico, de forma passiva, que era uma preocupação constante nos anos 50, auge do trabalho desses arquitetos. Analisando a edificação, pode-se perceber que desde sua implantação, se pensou em trazer conforto térmico e visual aproveitando os recursos naturais, pois os blocos de salas de aula foram implantados no sentido norte/sul favorecendo a iluminação durante todo o dia e ventilação (nordeste e sudeste) o ano inteiro. Foi projetado também um pátio entre os blocos de salas de aula o que permite que o vento chegue a toda edificação. E para sombrear esse pátio fez uso da vegetação. Figura 7:Implantação da edificação com sua orientação Fonte: Arquivo da Prefeitura Municipal de Caruaru Além da preocupação com a implantação, é perceptível a utilização de diversas estratégias para alcançar conforto térmico, como- por exemplo- o uso de vários tipos de elementos vazados, cobogós, que filtram a luz solar, sem impedir que a ventilação entre nos ambientes. Faz uso da solução de recuar as paredes em relação à coberta sombreando as aberturas quando o sol está num ângulo mais alto, minimizando a energia solar absorvida pelas paredes externas, diminuindo, assim, a temperatura interna dos ambientes. O tipo de esquadria escolhida, as de veneziada de madeira, são bastante eficientes pois permitem a renovação do ar no ambiente, fluxo do vento na altura dos ocupantes, ventilação constante mesmo quando as esquadrias estão fechadas, filtram a luz solar e protegem contra chuvas. Outra estratégia são as bandeiras em vidro transparente acima das portas e janelas que permitem a entrada de

8 luz nos ambientes mesmo fechados.além dissso, faz uso sempre de aberturas em lados opostos dos ambientes favorecendo a ventilação cruzada. Fachada da edificação, marquise protegendo entrada Interior da sala de aula, visão para o exterior, uso de cobogós Tabela 2: Fotos das soluções encontradas Interior da sala de aula, visão para o corredor interno, uso de cobogó Estratégia de recuar as paredes Esquadrias de veneziada de madeira e bandeira em vidro Tabela 3: Fotos das soluções encontradas Pátio entre os blocos de salas de aula sombreado com vegetação 3.2 CAIC Centro de Atenção Integral à Criança Dr. Amaro de Lyra e César Figura 8:Foto de uma foto encontrada na sala da gestora da escola Localizada no bairro João Mota, bairro de classe média baixa da cidade, inaugurada em 1994, o CAIC, faz parte de um programa criado no governo de Fernando Collor de Melo no ano de

9 1990, e inicialmente chamava-se CIAC Centros Integrados de Atendimento à Criança e ao Adolescente tinha a intenção de construir cinco mil CIAC em todo o Brasil. O modelo apresenta mais de duzentos tipos de peças distintas foi uma solução rápida e eficiente, capaz de se adaptar a diversas situações geográficas. O modelo é de autoria do famoso arquiteto brasileiro João Filgueiras Lima, o Lelé, reconhecido por sua preocupação com clima e pré fabricação é também autor do projeto do Hospital Sarah Kubitschek, em Brasília. A respeito de sua implantação, assim como o Colégio Municipal Álvaro Lins, teve os blocos de sala de aula sendo implantados na orientação norte/sul o que favorece não só iluminação, mas também iluminação. Figura 9:Implantação da edificação com sua orientação Fonte: Arquivo da Prefeitura Municipal de Caruaru Toda a edificação parece ter sido projetada pensando no conforto ambiental, desde suas paredes, ao tipo de coberta, bem ao estilo Lelé. O edifício da escola é montado com elementos de concreto pré-fabricados. As paredes da escola são feitas de blocos de concreto levemente desencontrados permitindo que o vento atravesse as paredes, deixando-as, mesmo em dias quentes, frias. As esquadrias, pivotantes, utilizadas permitem abertura total do vão, favorecendo maior iluminação e ventilação natural. Acima das esquadrias e das paredes (que dão para os corredores) existem sempre bandeiras de vidro que abertas garantem ventilação não só nas salas, mas nos corredores internos e a passagem dos ventos para as salas do outro lado do corredor. No pavimento térreo existem ambientes, como o refeitório e o auditório, onde as aberturas vão do piso ao teto, favorecendo além de uma maior ventilação e iluminação natural a integração com o lado de fora edificação, permitindo permeabilidade entre os espaços. Interessante perceber que as algumas das esquadrias utilizadas funcionam também como um tipo de brise vertical barrando a entrada de sol. Essas esquadrias são pivotantes com quatro folhas e cada folha é formada por uma faixa opaca, a outra parte é formada por um vidro e outra faixa opaca, sendo a abertura da segunda faixa opcional. Isso se forma quando a faixa opaca estiver totalmente aberta, um tipo de brise vertical que pode auxiliar na proteção ao sol. Esquadrias desse tipo foram usadas no auditório.

10 Nas cobertas encontramos vários sheds que complementam a iluminação e auxiliam na ventilação, dependendo da orientação estes servem tanto como captadores de vento, que saem pelas janelas laterais ou como extratores, quando o ar penetra na edificação pelas janelas laterais e saem pelos sheds. Paredes de blocos desencontrados Sala de aula, esquadrias fechadas Sala de aula, esquadrias abertas Tabela 4: Fotos CAIC Bandeiras acima das paredes Visão interna dos sheds Visão externa dos sheds Tabela 5: Fotos CAIC Esquadrias que funcionam como brises verticais, parcialmente abertas Esquadrias que funcionam como brises verticais, completamente abertas Esquadrias vistas do lado de fora da edificação

11 Tabela 6: Fotos CAIC Esquadrias 3.3 Escola de tempo integral Rubem de Lima Barros Inaugurada em Julho de 2012, a escola localizada no bairro Cidade Jardim, bairro de classe baixa da cidade, é uma escola de tempo integral. Assim como o CAIC, o projeto arquitetônico segue um modelo, pré projetado, que vem sendo repetido nas novas escolas municipais de Caruaru, foram visitadas duas delas para que fosse possível perceber: se existiu alguma adaptação em relação a implantação, tipo de aberturas ou soluções que pudessem melhorar o condicionamento térmico da edificação. Implantação da edificação com sua orientação Fachada principal da escola Tabela 7: Imagens Escola Rubem de Lima Barros Analisando a implantação do prédio percebe-se que mais uma vez ela seguiu a melhor orientação quando se trata de edificações escolares, no sentido norte/sul favorecendo maior iluminação e ventilação natural. Parece que a preocupação com conforto térmico e visual conseguido de forma passiva, resumiu-se a implantação, já quando se trata de elementos que pudessem conferir conforto térmico e visual de maneira natural o modelo é falho. As fachadas chapadas não apresentam nenhum elemento que possa sombrear nem as vedações nem as janelas, fazendo com que essas vedações recebam a radiação solar durante todo o dia e todos os meses do ano, tornando os ambientes quentes. As esquadrias utilizadas, do tipo basculante, possibilitam a abertura total do vão, porém, as salas de aula possuem aberturas apenas de um lado, impossibilitando a ventilação cruzada, recomendada em climas quentes. Essas aberturas que deveriam corresponder a pelo menos 40% da área do piso são pequenas e insuficientes também quando se analisa a questão da iluminação natural. Nos corredores, localizados entre as salas de aulas, utilizou-se um fechamento em grade e no pavimento superior um fechamento com cobogós, o

12 que permite entrada de luz e vento. Porém, nas salas de aula, que numa escola deveriam ser os ambientes mais agradáveis, não é percebida nenhuma intenção de melhoramento do conforto de forma natural. As demais salas, como a sala de professores, diretoria, banheiros, refeitório entre outras, seguem na mesma linha sem apresentar soluções passivas que conferissem conforto aos usuários da edificação. Vista da fachada sem nenhum elemento de proteção solar Vista do tipo de janela adotada Tabela 8: Fotos da situação encontrada Vista do corredor Vista fachada Vista da Secretaria Vista do refeitório Tabela 9: Fotos dos ambientes 3.4 Escola de tempo integral Altair Nunes Porto Filho Essa escola tem uma história diferente, pois foi construída onde antes se localizava a antiga Fábrica de Sabão da cidade. Ela é formada por três blocos, dois deles já existentes foram reformados para abrigar a escola, o terceiro foi totalmente construído. O grande galpão transformou-se na quadra coberta da escola. Outro bloco, de apenas um pavimento, onde parecia funcionar a administração da fábrica, foi adaptado para dar lugar ao setor administrativo da escola, além do refeitório. O terceiro bloco, onde se encontram as salas de aula é todo novo e foi construído no modelo do bloco de aulas da Escola de tempo integral Rubem de Lima Barros apresentada anteriormente. Outra especificidade é que essa edificação ainda não está em funcionamento, pois a reforma encontra-se ainda em fase de acabamento. Devendo ser inaugurada ainda esse ano.

13 A implantação do bloco das salas de aula, edifício destacado em vermelho na figura 10, seguiu a mesma orientação das edificações já analisadas, Norte/Sul, facilitando a ventilação e a iluminação natural. Figura 10: Implantação Escola Altair Porto Filho Esse bloco é igual ao bloco de salas de aula da Escola de tempo integral Rubem de Lima Barros, por ser este o modelo que a municipalidade vem repetindo nas novas escolas da cidade, com uma única diferença, a vedação dos corredores que na escola já citada foi vedada com grades no pavimento térreo e elementos vazados, no primeiro pavimento, que permitem a entrada de luz e ventos. Nessa escola, foi vedada com elementos vazados que permitem entrada de pouca iluminação e -menos ainda- de ventilação, atrapalhando ainda a relação com o lado de fora da edificação. Ela, a escola, apresenta os mesmos pontos negativos já relacionados na construção anterior. Já no bloco da administração, que foi adaptado para receber essa função, foram deixados os beirais que sombreiam as paredes. Como também, as aberturas auxiliam na diminuição da temperatura dentro do ambiente. Fora essas, não existe nenhum outro elemento que possamos perceber preocupação com conforto ambiental. A solução da coberta da passarela que interliga o bloco administrativo ao bloco de sala de aulas também foi infeliz, já que foram utilizadas telhas de alumínio que esquentam rápido e aumentam a temperatura nos ambientes por ela cobertos.

14 Vista fachada de fundos do bloco de sala de aulas Vista passarela que interliga o bloco administrativo ao bloco de sala de aulas Tabela 10: vistas exteriores da edificação Fachada frontal do bloco adminitrativo Vista corredores, fechamento em elementos vazados 5. Resultados obtidos Elementos vazados utilizados na passarela Tabela 11: Elementos adotados Telhas metalicas É percebitível que,na Escola Municipal Alvaro Lins e no CAIC, houve uma preocupação clara com o conforto térmico e visual, refletindo a época em que foram construidos quando cada vez mais se procurava soluções para amenizar o calor no nordeste brasileiro. Podemos nessas edificações identificar vários elementos recomendados por Armando Holando, Frota e Shiffer e da ABNT, como sombrear as paredes, uso de cores claras e garantir ventilação cruzada permanente. Porém, nas edificações mais atuais, percebe-se a perda desses elementos em razão da crescente demanda de novas unidades escolares, trazendo a necessidade de implantação de várias escolas ao mesmo tempo, o que gerou um modelo único que, parar acelerar a construção, desconsidera o entorno e os recursos naturais locais.

15 Assim, fazendo uma comparação entre as edificações escolares mais antigas e as mais novas, é percepitível que como a arquitetura residencial, a arquitetura escolar perdeu bastante se levarmos em consideração as soluções passivas para se alcançar conforto térmico. Justamente quando a necessidades de economia de energia, e a preocupação de termos cada dia mais, edificações mais sustentaveis aumentam. É analisando a obra do arquiteto João Filgueiras Lima, Lelé, o CAIC, que podemos encontrar a solução para o problema da necessidade de rapidez da obra com a necessidade,cada vez maior, de conferir conforto térmico de forma natural nas escolas municipais, visto que, a curto prazo para conclusão da obra pode ser mais oneroso. Porém, a médio prazo a economia de energia pagaria esse custo inicial de sua construção. Ainda assim, no CAIC, percebeu-se que os usuários não sabiam usar a edificação, fechando com alvenaria alguns sheds e deixando as bandeiras fechadas não permitindo a passagem do ar de um ambiente para outro, ou seja, é preciso -ainda- ensinar os gestores a utilizar de forma correta esses elementos. Logo, é no Colégio Municipal Alvaro Lins, que encontramos uma maior quantidade de elementos utilizados pela arquitetura moderna difundinda em Permanbuco nos anos 50, são soluções simples que conferem à edificação o conforto ambiental desejado. 6. Conclusão Após o período de análise e discussão das informações coletadas, concluimos que: o conforto ambiental, que já foi prioridade nas construções escolares em Caruaru, como visto nas duas escolas mais antigas que foram analisadas, hoje não é visto como uma preocupação nesses edifícios, sendo esquecido em detrimento da rapidez e economia necessárias na construção de edifícios escolares, visto a grande demanda da tipologia na realidade da cidade. Como já foi afirmado. Além disso, percebe-se que, a criação e repetição desse modelo de edificação escolar, é um problema que afeta gravemente os usuários e os cofres públicos, pois para alcançar o conforto ambiental adequado acaba tendo que fazê-lo de forma artificial. Logo, o que foi economizado, tempo e dinheiro, nas etapas de projeto e obra, torna-se oneroso e dificultado no futuro, visto que é mais prático pensar numa edificação mais sustentável e confortável térmica e visualmente de forma natural do que adaptar uma edificação já existente para que esta se enquadre em tais parâmetros. Não queremos inventar a roda, esta já foi inventada, vamos estudar nosso passado para aprender a fazer com quem já fez, e fez bem feito, deixando ainda inúmeros exemplares que podem ser encontrados em Caruaru, em Recife e em todo o Brasil. 7. Referencias

16 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Projeto 02: /3 Parte 3: Zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social, 2003 COSTA, Alcilia Afonso de Albuquerque. Arquitetura do sol, soluções climáticas produzidas em Recife nos anos 50. Disponível em Acesso em: 01 de março de EKERMAN, Sergio Kopinski. Um quebra-cabeça chamado Lelé. Disponível em Acesso em: 01 de março de FROTA, Anésia Barros; SCHIFFER, Sueli Ramos. Manual de conforto térmico. 6. ed. São Paulo: Studio Nobel, HOLANDA, Armando. Roteiro para construir no Nordeste. Recife: MDU: Universidade Federal de Pernambuco, 1976