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  3. 8 (Novos) materiais eficientes energeticamente que os arquitetos devem conhecer

8 (Novos) materiais eficientes energeticamente que os arquitetos devem conhecer

8 (Novos) materiais eficientes energeticamente que os arquitetos devem conhecer
8 (Novos) materiais eficientes energeticamente que os arquitetos devem conhecer

Se os arquitetos estão tentando atingir o Architecture 2030 Challenge ou buscando sua própria missão para economizar energia, eles têm a oportunidade de projetar edifícios que podem limitar as emissões de carbono e serem resilientes contra a mudança nas condições climáticas.

Para ajudar os arquitetos a atingir suas metas, uma nova onda de química e ciência dos materiais está trazendo materiais inovadores e sistemas construtivos para o mercado. De espumas de isolamento avançadas a revestimentos de paredes, esta próxima geração de materiais de alto desempenho ajudará a acelerar projetos energeticamente eficientes.

Saiba mais sobre alguns dos materiais de alta performance da atualidade e do futuro próximo.

1. Janelas mais inteligentes se ativam com nanotecnologia

Pesquisadores da Universidade de Princeton preveem que janelas inteligentes poderiam economizar até 40 por cento em custos de energia. Os pesquisadores desenvolveram um novo tipo de janela inteligente que controla a quantidade de luz e calor que entra no edifício e é auto-alimentada por células solares transparentes na própria janela. A tecnologia é depositada em um vidro como uma película fino, e pesquisadores estão trabalhando para desenvolver uma versão flexível que poderia ser facilmente aplicada à janelas existentes. Eventualmente, os proprietários e gestores dos edifícios poderiam usar um aplicativo em seu telefone para ajustar a quantidade de luz solar que passa através de uma janela ao longo do dia para ajudar a economizar nos custos de aquecimento e resfriamento.

Feito de prismas microestruturados, o filme de nanotecnologia redireciona opticamente mais de 80% da luz do dia para cima e difunde-o para distribuição uniforme. Imagem Cortesia de 3M
Feito de prismas microestruturados, o filme de nanotecnologia redireciona opticamente mais de 80% da luz do dia para cima e difunde-o para distribuição uniforme. Imagem Cortesia de 3M

2. Engenhosos produtos de madeira atingem novos patamares

Pense em impressionantes e arrojadas vigas curvas em edifícios mais altos de madeira. Os painéis de madeira laminada (Cross-laminated timber - CLT) são relativamente novos para arquitetos e podem ser usados para ajudar a atingir esses objetivos de projeto. CLT oferece certas vantagens em termos de eficiência energética quando comparado à madeira. CLT também pode ser feito em dimensões de até 10 pés de largura (3,04 metros), 40 pés de comprimento (12,19 metros) e mais de um pé de espessura (0,30 metros). Com produtos de madeira engenhosos, as fibras de madeira reforçam a peça serrada, tornando-a potencialmente mais forte do que 100 por cento de plástico reciclado. Além disso, o plástico funciona como uma barreira externa que protege a madeira do apodrecimento. Em comparação com aproximadamente apenas 63 por cento de uma árvore que pode ser usada em uma peça de madeira sólida, painéis compostos permitem que mais de 95% da árvore seja usada.

As vantagens da madeira laminada cruzada (CLT) incluem velocidade de construção, resistência à chama e estabilidade. Imagem Cortesia de Hexion
As vantagens da madeira laminada cruzada (CLT) incluem velocidade de construção, resistência à chama e estabilidade. Imagem Cortesia de Hexion

3. Painéis isolados estruturais (SIPs) 

Os principais componentes das placas SIPs, espuma e OSB, levam menos energia e matérias-prima para produção do que outros sistemas construtivos estruturais. E enquanto profissionais da construção já contam com o SIPs para eficiência energética, novos avanços nos painéis irão aumentar o isolamento em toda a envoltória do edifício. Por exemplo, alguns fabricantes agora produzem painéis com isolamento de poliestireno de grafite (GPS), facilmente reconhecidos pela sua cor cinza e que ajudam a aumentar o isolameno, às vezes em mais de 20%. Em alguns casos, profissionais da construção e arquitetos podem especificar painéis mais finos, que ainda cumprem os requisitos de código de energia. Os SIP também podem auxiliar arquitetos na obtenção da certificação LEED Platinum e dos padrões Passive House.

Alguns fabricantes agora produzem painéis com isolamento de poliestireno de grafite (GPS), facilmente reconhecidos pela sua cor cinza, e que contribuem para aumentar ainda mais os valores R do painel. Imagem Cortesia de BASF
Alguns fabricantes agora produzem painéis com isolamento de poliestireno de grafite (GPS), facilmente reconhecidos pela sua cor cinza, e que contribuem para aumentar ainda mais os valores R do painel. Imagem Cortesia de BASF

4. Painel de isolamento a vácuo (VIP) proporcionam benefícios para residências menores e pequenas casas

Tendências estão mostrando que casas americanas estão ficando menores e os VIPs podem oferecer uma solução efetiva e econômica para o isolamento. VIPs compreendem um material de núcleo poroso em um envelope de ar. O ar preso nestas camadas é evacuado e o envelope é, então, termicamente selado. O material do núcleo evita que os painéis de isolamento se desintegrem quando o ar é removido. O Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá (NRC) tem monitorado e analisado esses painéis de isolamento de cobertura durante cinco anos nas instalações do NRC, descobrindo que alguns VIPs manterão mais de 80 por cento de seu desempenho térmico após 30 anos.

Esta tecnologia de isolamento de vácuo de perfil fino tem o potencial de aumentar a resistência térmica em situações de espaço limitado e permitir edifícios de energia zero. Imagem Cortesia de Dow Corning
Esta tecnologia de isolamento de vácuo de perfil fino tem o potencial de aumentar a resistência térmica em situações de espaço limitado e permitir edifícios de energia zero. Imagem Cortesia de Dow Corning

5. Iluminação natural atinge um impulso em eficiência

Revestimentos de parede são parte importante do impacto visual de um edifício e também sua pegada ambiental - a ponte térmica é uma das principais causas de perda de energia em um edifício. Para alcançar as necessidades de iluminação natural e eficiência energética, por exemplo, chapas de policarbonato preenchidas de nanogel podem ser usadas em paredes e forros translúcidos em um novo tipo de sistema multicamadas. Além disso, a energia utilizada para extrudar chapas de policarbonato é geralmente uma fração daquela para fabricar vidro. As folhas de policarbonato também são duráveis - 250 vezes mais resistentes ao impacto do que o vidro e praticamente inquebráveis. São testadas para executar de -40 a 120ºC (-40 a 240 F) e podem resistir a condições mais extremas, como tempestades de vento, granizo ou neve. O nanogel isolante que é usado para preencher as chapas de policarbonato consiste em polímeros sintéticos ou biopolímeros que são quimicamente ou fisicamente reticulados para auxiliar na eficiência energética, o que pode garantir uma construção de até 50 por cento de economia em energia comparado a monocamada do vidro.

As folhas de policarbonato podem usar configurações de interconexão que eliminam a necessidade de perfis verticais, reduzindo assim os custos e aumentando a estética. Imagem Cortesia de SABIC
As folhas de policarbonato podem usar configurações de interconexão que eliminam a necessidade de perfis verticais, reduzindo assim os custos e aumentando a estética. Imagem Cortesia de SABIC

6. Painéis de parede que economizam energia

Construir novas casas requer uma multiplicidade de materiais, muitos dos quais não serão completamente usados e exigirão a eliminação de resíduos. Uma nova geração de painéis para componentes moldados pré-fabricados a edificações potencialmente oferecem um exemplo de uma solução eficientemente energética. Esses painéis alternativos podem exigir 40 por cento menos usos de madeira e podem potencialmente gerar 98 por cento menos de resíduos. Este novo tipo de parede em painéis substitui o revestimento exterior tradicional com uma combinação de isolamento contínuo de poliisocianurato (polyisocyanurate) no exterior e espuma de poliuretano (SPF) na cavidade da parede, ambos os quais são instalados fora do canteiro. O isolamento contínuo, com juntas de fita, também funciona como uma barreira resistente a intempéries, o que pode eliminar a necessidade de certos materiais, como o revestimento da casa.

Uma nova geração de painéis para casas oferece uma solução eficiente em energia para arquitetos e construtores. Imagem Cortesia de Covestro
Uma nova geração de painéis para casas oferece uma solução eficiente em energia para arquitetos e construtores. Imagem Cortesia de Covestro

7. Sistemas de cobertura vegetal (também conhecidos como telhados "verdes") oferecem resistência a longo prazo

Muitos arquitetos estão conscientes de que os sistemas de telhados verdes  podem manter a água fora de um edifício, reduzir o escoamento das águas pluviais, reduzir o esgotamento dos sistemas de esgoto urbano e diminuir a poluição relacionada ao escoamento nos cursos d'água. Talvez o que é menos conhecido é como certos sistemas podem prolongar a longevidade de um telhado e, por sua vez, aumentar a eficiência energética ano após ano. Como? As membranas impermeabilizantes utilizadas em sistemas de telhados verdes incorporam uma ciência material de PVC que protege um telhado dos efeitos de raios ultravioleta e temperaturas extremas que normalmente fazem com que um sistema de telhado se contraia e expanda. Muitos desses telhados verdes já estão no local há mais de 30 anos, de acordo com o Whole Building Design Guide. Um novo e grande telhado verde urbano pode potencialmente capturar até 17.000 galões de água pluvial por tempestade, ou 1.819.000 galões por ano. A água da chuva capturada pode então ser usada para regar as plantas, reduzindo a necessidade de irrigação em até 50 por cento.

Os telhados verdes podem ajudar a proteger os telhados dos efeitos nocivos dos raios UV e oferecer uma característica bela e estética para os ocupantes. Imagem Cortesia de Sika
Os telhados verdes podem ajudar a proteger os telhados dos efeitos nocivos dos raios UV e oferecer uma característica bela e estética para os ocupantes. Imagem Cortesia de Sika

8. Impressões 3D inovadoras melhoram o desempenho térmico

Em breve, elementos exteriores de edifícios poderão ser impressos por impressoras 3D em larga escala para maximizar a eficiência. Pesquisadores holandeses recentemente testaram essa ideia, usando um sistema de fachada impresso em 3D para otimizar o desempenho térmico de um edifício. Este sistema é conhecido como Spong3D, e é rígido, porém leve. Pesquisadores acreditam que o novo material integra múltiplas funções para otimizar o desempenho térmico de acordo com diferentes condições climáticas ao longo do ano. Funciona integrando cavidades de ar para isolamento térmico e canais nas superfícies externas da fachada que armazenam massa térmica móvel. Spong3D está em estágio de testes do conceito e a pesquisa é promissora.

Um sistema de fachada adaptável que controla a troca de calor durante o ano entre as condições interiores e exteriores do edifício. Imagem Cortesia de TuDelft e do projeto Spong3d
Um sistema de fachada adaptável que controla a troca de calor durante o ano entre as condições interiores e exteriores do edifício. Imagem Cortesia de TuDelft e do projeto Spong3d

À medida que os arquitetos se esforçam para um futuro eficiente energeticamente, a indústria de fabricação química continuará a inovar materiais de alto desempenho para atender a demanda. Para saber mais sobre como a química contribui para materiais inovadores, visite o site do Conselho Americano de Química (American Chemistry Council).

Sobre o autor

Todd Sims é diretor no Conselho Americano de Química (American Chemistry Council - ACC), onde gerencia o alcance para o setor de construção Civil em apoio a edifícios seguros, eficientes, sustentáveis e resilientes. Membro ativo do Caucus em Construção de Alto Desempenho, Sims trabalhou anteriormente no Instituto para Transformação de Mercado (IMT), onde desenvolveu políticas de energia para construção. Também representou os 56 interesses dos oficiais de energia estatais designados pelo governador em todos os assuntos de construção de políticas energéticas perante o governo federal, as partes interessadas da indústria e o setor utilitário na Associação Nacional dos Oficiais de Energia do Estado (NASEO). Sims pode ser contatado por e-mail em todd_sims@americanchemistry.com.

Cita: Sims, Todd. "8 (Novos) materiais eficientes energeticamente que os arquitetos devem conhecer" [8 (New) Energy Efficient Materials Architects Should Know] 25 Jan 2018. ArchDaily Brasil. (Trad. Pereira, Matheus) Acessado . <https://www.archdaily.com.br/br/887560/8-novos-materiais-eficientes-energeticamente-que-os-arquitetos-devem-conhecer> ISSN 0719-8906