O ar condicionado não é apenas algo caro; também é terrível para o meio ambiente. Contabilizando 10% do consumo global de energia atualmente, o resfriamento dos ambientes foi responsável, somente em 2016, pela emissão de 1.045 toneladas de CO2. Espera-se que este número aumente, com a Agência Internacional de Energia estimando que o resfriamento atingirá 37% da demanda total de energia do mundo até 2050.
Aparelhos de ar condicionado são particularmente prejudiciais porque dependem de um gás de refrigeração chamado Hidrofluorcarbono (HFC). Enquanto o HFC representa apenas 1% de todas as emissões de gases do efeito estufa, ele é também milhares de vezes mais potente que o dióxido de carbono.
Projetar com materiais que são naturalmente resfriados pode ajudar a mitigar esses efeitos ambientais, reduzindo a necessidade de ar condicionado. Abaixo, compilamos alguns materiais e soluções estruturais para o resfriamento passivo, que podem nos auxiliar a regular a temperatura do edifício de forma eficiente em termos energéticos.
Massa térmica e Isolamento
Materiais densos, como pedra, concreto e terra, possuem diversas propriedades que lhes permitem agir como um bom isolante térmico. Também apresentam boa condutividade térmica (capacidade de voltar a liberar o resfriamento passivo), atraso térmico (baixa transmissão de calor), baixa refletividade (menor redistribuição de calor) e alta capacidade de calor volumétrico (elevada capacidade de armazenar calor). Quando tais materiais são usados em quantidade, suas qualidades tornam-se especialmente potentes, exemplificadas por "casas-caverna", como a Casa de Verão em Santorini, de Kapsimalis Architects. Outros projetos, como o Concrete House II, do escritório A-cero, contam com paredes de concreto grossas para obter efeitos semelhantes.
Casas mais tradicionais não podem usar materiais tão volumosos, mas dependem de isolamento térmico efetivo. Normalmente, a resistência térmica do isolamento é medida pelo que chamamos de "fator R" ou "valor R". Quanto maior esse valor, mais resistente termicamente o material e mais eficaz ele é como isolante. Materiais como poliestireno (isopor), espuma de poliuretano e espuma fenólica são exemplos de isolantes térmicos que têm valores R altos.
Materiais Naturais
Além de suas espessas paredes de concreto, a Concrete House II de A-cero e uma infinidade de projetos similares que utilizam elementos naturais como telhados verdes ou paredes com vegetação trepadeira. Os telhados verdes não são apenas esteticamente agradáveis, mas também fornecem sombra, removem o calor do ar e reduzem a temperatura das coberturas. Alguns exemplos notáveis incluem a Academia de Ciências da Califórnia de Renzo Piano, a Escola de Arte Nanyang da CPG e a Villa Bio de Enric Ruiz-Geli.
A incorporação de água em um prédio também pode resfriar uma casa por meio da evaporação e do fluxo de ar, dependendo do clima. Essa metodologia já era conhecida pelos povos Romanos, que muitas vezes projetavam suas casas ao redor de um pátio central.
Material das Janelas e Instalação
Telhados verdes e elementos de água podem parecer excessivos para o cidadão comum, mas o resfriamento passivo também pode ser tão fácil quanto escolher o vidro certo para as janelas de um edifício. Quanto mais baixo for o coeficiente de ganho de calor solar (SHGC) do vidro, menos calor será transmitido e mais frio será o edifício. Esses benefícios podem ser aumentados com persianas externas, que impedem que a luz do sol bata nas janelas e reduza a quantidade de calor ou brilho que atinge o interior. Mesmo o posicionamento dessas janelas pode ter efeitos de resfriamento passivo por meio de ventilação cruzada ou o alinhamento de janelas para facilitar a circulação de ar. Exemplos notáveis de ventilação cruzada incluem Casas "shotgun" da Louisiana, que minimizam a quantidade de paredes internas que poderiam obstruir correntes de ar horizontais.
Coberturas
Por último, os telhados reflexivos de cores claras, outra alternativa aos telhados verdes, podem efetivamente esfriar os interiores, redirecionando os raios solares e diminuindo a absorção de calor. Exemplos incluem telhados com coberturas de folhas, telhas ou pinturas reflexivas. Enquanto os telhados padrão ou escuros podem atingir 65 graus Celsius em calor intenso, os "tetos frios" podem chegar a apenas 10 nas mesmas condições.
Telhados altos e cúpulas também podem permitir que o calor existente suba e escape de áreas em uso. Da mesma forma, varandas cobertas e toldos podem proteger os interiores da luz solar e do brilho intenso. No total, as considerações materiais e o projeto estrutural andam de mãos dadas para criar alternativas eficazes ao ar-condicionado e ao resfriamento mecânico, diminuindo o uso de HFC e as emissões prejudiciais de gases de efeito estufa.
