A automação está em toda parte – nossas casas, móveis, escritórios, carros e até mesmo em nossas roupas; ficamos tão acostumados a estar cercados por sistemas automatizados que esquecemos de como era a vida sem eles. E embora a automação tenha melhorado visivelmente a qualidade dos espaços internos, com soluções como purificadores e controle de temperatura, nada se compara à brisa fresca natural da mãe natureza.
Mas, assim como tudo na arquitetura, não existe uma fórmula única para todos; o que funciona na Tanzânia, pode não funcionar na Suíça ou na Colômbia. Isso se deve a vários motivos, como a diferença na direção do vento, temperatura média, necessidades espaciais e restrições ambientais (ou a falta delas). Neste artigo, analisaremos a ventilação natural em todas as suas formas e como os arquitetos empregaram essa solução passiva em diferentes contextos.
O que é a ventilação e por que é importante?
O movimento do ar é criado pela subida do ar quente e pela diminuição do ar frio. Conforme o ar acima da terra fica mais quente, ele sobe e cria uma área de baixa pressão. Ao continuar a subir, o ar esfria e se move em direção às superfícies da água, onde cai e configura uma área de alta pressão, empurrando o ar frio para à terra. Esse movimento é responsável pela criação do vento.
Na arquitetura, a ventilação traz o ar externo e o distribui no espaço. A ventilação é mais conhecida em três tipos diferentes: mecânica, natural e de modo misto. Gerenciar a troca de ar e circulação com o exterior é crucial para uma atmosfera confortável, quer isso seja feito por meios mecânicos ou naturais, já que as correntes de ar estáveis liberam umidade e fornecem um fluxo de ar filtrado, sendo saudável para a respiração. Um sistema de conformidade bem-sucedido deve estar alinhado ao contexto do projeto, que inclui a localização geográfica, a materialidade, o projeto em sua totalidade, além dos hábitos dos usuários que ocupam o espaço.
Recentemente, as pessoas se tornaram muito mais conscientes do ponto de vista ambiental, optando por soluções mais passivas para reduzir o consumo de energia e a pegada de carbono. Essa consciência colocou de lado os sistemas de climatização automatizados e os substituiu pela ventilação, um recurso natural, gratuito, renovável e saudável, que é suficientemente capaz de melhorar a qualidade do ar dos espaços. No livro de Daniel A. Barber, Modern Architecture and Climate: Design before Air Conditioning, o autor explora como os principais arquitetos do século XX incorporaram estratégias de mediação do clima em seus projetos e como as abordagens regionais para adaptabilidade climática foram essenciais para o desenvolvimento da arquitetura moderna.
Tipos de Ventilação Natural
A ventilação natural é a utilização de sistemas ecológicos, que não requerem soluções automatizadas ou mecânicas. Além de ser ecológica, a ventilação natural também é mais econômica e depende de fatores externos naturais, como o vento e a temperatura do espaço interior e arredores.
Ventilação Unilateral
A ventilação unilateral é o uso de aberturas em apenas uma lateral de um edifício. Tal estratégia é utilizada para ventilar naturalmente o espaço de projetos com área limitada. Os sistemas de ventilação unilateral também são usados em projetos onde a ventilação cruzada não pode ser aplicada, devido a restrições estruturais ou ambientais. Lembre-se, porém, que este tipo de ventilação gera uma menor circulação de ar nos sistemas de ventilação natural.
Ventilação Cruzada
A ventilação cruzada é quando as aberturas em um volume são dispostas em paredes opostas ou adjacentes, permitindo que o ar entre por ambos os lados, atravesse o espaço e saia na direção oposta. Este sistema é normalmente utilizado em edifícios localizados em zonas climáticas com temperaturas mais elevadas, pois o efeito cria uma renovação constante do ar no interior do edifício, reduzindo a temperatura interna.
Torres de Ventilação
As torres de ventilação introduzem o ar mais frio de fora para dentro do edifício, em um pavimento inferior, que se torna gradualmente mais quente à medida que é exposto a fontes de calor no espaço. Isso faz com que o ar, agora quente, suba e saia do espaço através de aberturas situadas em um pavimento superior. Normalmente, esse sistema é mais eficaz em edifícios altos com átrios centrais, mas também pode ser útil em edifícios onde a ventilação cruzada não pode penetrar suficientemente em todo o espaço. Para que esse sistema de ventilação funcione adequadamente, a temperatura interna deve ser mais alta do que a externa, e é por isso que nem sempre é eficiente o suficiente para ser usado por conta própria.
Efeito Chaminé
Em edifícios verticais, o efeito chaminé é constantemente utilizado. O ar frio produz pressão sob o ar quente, forçando-o a subir. Nesse caso, porém, as áreas abertas no centro do projeto ou nas torres permitem que o mesmo ar circule por todo o ambiente interno, saindo pelo telhado, clerestório, aberturas zenitais ou exaustores de vento.
Ventilação Natural em Diferentes Contextos
Seja por razões ambientais ou econômicas, alguns arquitetos são incapazes de utilizar soluções automatizadas de ventilação em seus projetos e, em vez disso, dependem de sistemas passivos. Para ser eficiente, a ventilação natural depende de vários fatores. A volumetria, escala, orientação, localização e materiais utilizados em um projeto podem determinar o quanto de ar está entrando e circulando no espaço e quão eficiente ele é. Em teoria, o ar deve entrar e sair por aberturas, como janelas, perfurações de fachadas, portas, chaminés solares ou torres eólicas. Em termos de estrutura, os projetos com paredes e divisórias curvas permitem maior circulação de ar. Outros fatores influentes incluem o clima local, a proximidade de rios, lagos ou do mar e as taxas de poluição ao redor do projeto.
The Eastgate / Mick Pearce
Harare, Zimbabué
O Eastgate Center emprega soluções de controle de temperatura passivas e energeticamente eficientes para resfriar os espaços, inspiradas por cupinzeiros. O clima de Harare exige que os edifícios sejam frescos durante todo o ano, o que significa que a compra, instalação e manutenção de um ar condicionado tradicional é crucial. No entanto, esta alternativa representa custos imediatos e de longo prazo, portanto, o arquiteto criou um sistema de ventilação autorregulado, que mantêm as temperaturas do edifício para atender aos trabalhadores e usuários.
Obafemi Awolowo University / Arieh Sharon and A.A. Egbor
Osun, Nigéria
Originalmente conhecida como Universidade de Ife, a universidade modernista inspirada na Bauhaus foi um produto da política, da arquitetura e do clima. Embora Sharon quisesse empregar apenas o modernismo para o projeto, o clima crítico da Nigéria forçou os arquitetos a encontrar inspiração na arquitetura local e pensar em soluções passivas para seu projeto. Na verdade, Sharon viajou para a Cidade do México em busca de uma maquete para o edifício. A equipe de arquitetos decidiu trabalhar em torno da pele e dos fechamentos do edifício, perfurando as fachadas e implementando telas para criar melhores dispositivos de sombreamento e ventilação. “Eles inverteram uma pirâmide, usando os andares superiores para sombrear os pavimentos inferiores, liberando o térreo para abrir circulações, colunas e pátios. A paisagem inferior ao edifício é contínua, devido a um posicionamento muito inteligente dos volumes, que permite a livre circulação de ar através dos edifícios, configurando uma arquitetura sem portas. Tal estratégia protege as pessoas da chuva forte e do sol, através de varandas e beirais, além de manter o edifício constantemente ventilado”.
Casa Lee / Eduardo Glycerio + Studio MK27 - Marcio Kogan
Porto Feliz, Brazil
Com uma proporção de fachada radicalmente horizontal, a Casa Lee se organiza em um único volume térreo. Todos os ambientes assim estabelecem uma forte relação com o exterior, abrindo-se para o jardim. A continuidade espacial com a sala de estar é maior: todos os vidros foram embutidos fazendo com que esse lugar seja uma extensão do espaço externo, como uma grande varanda. Essas soluções se adequam ao clima, no interior do Estado de São Paulo, no sudeste brasileiro, com temperaturas altas em quase todos os dias do ano. Estratégias de conforto ambiental tradicionais da arquitetura vernacular e mesmo moderna do Brasil foram utilizadas. O estar tem ventilação cruzada, o que diminui muito a temperatura interna, e os demais ambientes são protegidos por painéis de muxarabis de madeira montados em portas camarão, que filtram a luz solar sem tirar a ventilação.
Empresa de Desarrollo Urbano (Urban Development Company Headquarters
Medellin, Colombia
A nova sede da EDU está enquadrada na renovação urbana do centro de Medellin, como um projeto âncora na transformação integral do parque de San Antonio. É um compromisso da empresa criar edifícios públicos sustentáveis, que sejam referências para a cidade sob a metodologia de "edifícios que respiram". Uma pele externa composta por elementos pré-fabricados de alta qualidade permite conduzir o ar a uma chaminé solar interna, que refresca o ar frio exterior. Isso é feito com materiais simples que geram o controle da massa térmica e por conceitos termodinâmicos - convexão e forças térmicas. Este processo gera uma mudança de temperatura do ar de fluido constante, do frio para o quente, criando correntes de ar nos espaços de trabalho dos funcionários da empresa.
Residência entre Jardins / VTN Architects
Ho Chi Minh City, Vietnam
O terreno está localizado em uma nova área residencial da cidade de Ho Chi Minh. É raro ter a oportunidade de obter um terreno nesta cidade junto a um espaço público verde. Portanto, focamos em desenhar uma casa que se convertesse em uma extensão do seu entorno, ao integrar o verde do parque no espaço interior da moradia. Criou-se um grande vazio ao cortar o volume nos três níveis, na direção diagonal. O vazio incorpora elementos de circulação e elementos naturais como plantas e árvores, proporcionando às habitações privadas mais luz natural. O vazio que se abre diagonalmente produz um efeito chaminé, trazendo ventilação natural para a casa. Desta forma, minimiza-se o uso do ar-condicionado.
Jardim de Infância de Cultivo / VTN Architects
Bien Hoa, Vietnam
O aumento das secas, inundações e salinização comprometem o abastecimento de alimentos, enquanto numerosas motos - muito comuns no país - causam congestionamento diário e poluição do ar nas cidades. A rápida urbanização priva crianças vietnamitas de terras e playgrounds verdes, e portanto, de sua relação com a natureza. O Jardim de Infância de Cultivo (no original, Farming Kindergarten) é um desafio para contornar estas questões. A cobertura verde possui formato de três anéis desenhados com um único traço, circulando três pátios como se os protegessem. O edifício é feito de uma faixa contínua com duas janelas nas suas laterais que maximizam a ventilação cruzada e a iluminação natural. Além disso, métodos arquitetônicos e mecânicos de economia de energia são aplicados exaustivamente ao longo do edifício, que incluem: coberturas vegetalizadas para isolamento térmico, fachadas verdes de sombreamento e aquecimento de água solar. Como resultado, o jardim de infância opera sem auxílio de ar condicionado nas salas de aula, apensar de estarem localizadas em um clima tropical intenso.
Restaurante Vedana / VTN Architects
Vietnã
Encravado na orla de Cuc Phuong, uma floresta situada no sopé das montanhas e com vegetação diversa, o Restaurante Vedana faz parte do masterplan do Vedana Resort. O telhado circular com três seções medindo até 1050m², foi montado a partir de dois telhados em forma de anel empilhados e uma cúpula no topo, que é destacada por faixas de luz. O restaurante está estrategicamente posicionado próximo a um lago artificial que funciona como um ar condicionado natural. A utilização do lago é essencial devido ao clima quente e úmido durante o verão na Comuna Cuc Phuong, em particular, e no norte do Vietnã, em geral.
Stacked House / Studio Lotus
Nova Deli, Índia
Luz do dia, ventilação, interconexão e privacidade embasam o projeto desta casa, localizada em uma parte densa do bairro Panchsheel Enclave, em Nova Deli. A equipe aceitou o desafio de criar um santuário arejado e iluminado naturalmente, com todas as salas com ventilação cruzada ao longo do dia, apesar das condições restritivas do local. Para facilitar ainda mais a ventilação e difusão da luz natural nos ambientes residenciais, a escada linear que conecta todos os pavimentos, foi colocada ao longo da fachada sul, de forma a receber os níveis mais baixos de iluminação e um pequeno pátio iluminado pelo céu foi criado ao sul - canto leste do lote.
Jalal-abad Villa / Hajm.e.Sabz
Jalal Abad, Irã
A casa está localizada no contexto rural da margem de Isfahan. As técnicas de construção local foram aprimoradas, usando um sistema de ventilação de refrigeração passiva e treinando empreiteiros locais para construir este edifício. O espaço foi projetado de forma a se conectar ao beiral estendido e fornecer sombra na área externa, protegendo a fachada principal do sol forte. A casa possui um típico Badger-Windcatcher iraniano, que fornece altura suficiente para alocar o tanque de água. Além disso, a solução é uma forma passiva tradicional de ventilar o edifício (conforme mostrado no diagrama). Tijolos tradicionais foram utilizados na parede principal da fachada externa e interna, com uma camada de isolamento entre elas. O uso de torres eólicas, como técnica passiva para ventilações de verão, e a restauração de uma abordagem tradicional para edifícios iranianos é outra característica da construção.
Escola Tecnológica de Laayoune / Saad El Kabbaj + Driss Kettani + Mohamed Amine Siana
Safi, Marrocos
Os diferentes edifícios foram fragmentados para permitir a máxima ventilação e iluminação natural, sendo conectados por um conjunto de caminhos externos, praças e jardins cobertos para melhorar a noção de urbanidade. O vocabulário arquitetônico é sólido, geométrico e brinca com contrastes entre a luz interior-exterior. Utilizam-se diferentes dispositivos de proteção solar: brise-soleil, fachada dupla, passarelas protegidas, etc. Os materiais utilizados foram reduzidos ao mínimo, para enfatizar a abstração e a coerência do conjunto, enquanto satisfazem a necessidade de sustentabilidade e a fácil manutenção.
Ventilation Towers for the Northern Link / Rundquist Arkitekter
Stockholm, Suécia
A função das torres é ventilar o ar do túnel de tráfego de Northern Link e reduzir os níveis de emissão em suas entradas. A construção tem 20 m de altura e possui a forma de um super triângulo, que se contorce para o alto, ao longo de seu eixo. A geometria e estrutura internas ajudam a otimizar o fluxo do ar de exaustão; o espaço maior na curva da torre e no topo, onde as seções triangulares são mais largas e reduzem a resistência do ar na saída. A função das torres é desviar o ar poluído nos túneis de tráfego do Northern Link, para reduzir os níveis de emissão nas entradas dos túneis. Um duto subterrâneo conecta cada túnel com a torre correspondente. Os ventiladores do canal foram projetados para criar um fluxo de ar específico através das torres de ventilação, de forma que as emissões nos portais dos túneis sejam suficientemente baixas. A geometria e a estrutura interna da torre afetam a resistência do fluxo de ar. As torres foram otimizadas para funcionar em harmonia com a forma arquitetônica.
Fontes:
- Como a direção do vento é determinada?
- Como implementar design solar passivo em seus projetos de arquitetura
- Ventilação cruzada, o efeito chaminé e outros conceitos de ventilação natural
- A ventilação natural não é a solução mais eficiente em todos os casos
- Ventilação natural para controle de infecções em ambientes de saúde.
Este artigo é parte do Tópico do ArchDaily: Automação na arquitetura. Mensalmente, exploramos um tema específico através de artigos, entrevistas, notícias e projetos. Saiba mais sobre os tópicos mensais. Como sempre, o ArchDaily está aberto a contribuições de nossos leitores; se você quiser enviar um artigo ou projeto, entre em contato.
