A influência da Zona Bioclimática no desempenho térmico de um conjunto habitacional
O Zoneamento Bioclimático (ZB) Brasileiro presente na Norma ABNT NBR 15.220 auxilia na identificação das principais variações climáticas presentes no nosso território e com isso orienta estratégias projetuais para um melhor desempenho térmico das habitações. Nossa igner Letícia abordou esse assunto de maneira mais detalhada no post do blog.
Desta forma, ao ser elaborado um projeto arquitetônico este deve levar em conta a região onde se encontra, pois o clima terá influência no desempenho térmico juntamente com os materiais construtivos utilizados, tamanho e orientação das aberturas e entre vários outros fatores. Para verificarmos um exemplo na prática das consequências da Zona Bioclimática iremos apresentar um estudo realizado por nós, a partir do prisma e destrinchar os resultados encontrados.
Conjunto Habitacional em Light Wood Frame
O estudo que iremos apresentar foi desenvolvido a partir da avaliação do desempenho térmico da [3 ABNT NBR 15.575 (2021)] de um projeto real de unidades habitacionais (UH). Foram selecionadas 52 habitações unifamiliares térreas com um ambiente de apoio, em um terreno em declive. Suas paredes externas possuem pintura clara e a orientação é especificada conforme a Figura 1.
Figura 1: Imagem Ignea (via Prisma)
Além dessas características, as habitações possuem um método construtivo não convencional e pouco utilizado no setor brasileiro, o light wood frame. Geralmente neste sistema construtivo a estrutura é feita em peças de madeira e seus fechamentos podem ser de diversas formas, sendo que, neste caso, considerou-se chapas de OSB. Trata-se de uma estrutura leve, com rápida execução e que reduz os resíduos gerados no canteiro de obras (Figura 2).
Figura 2: Modelo de Light Wood Frame.
Segundo as pesquisadoras [4 Sotsek e Santos] esse sistema construtivo é uma alternativa promissora e com grande potencial no setor de construção civil no Brasil. Ao pensarmos nas [5 propriedades térmicas] dos principais componentes desse sistema, a madeira e as chapas de OSB, elas possuem menor densidade e condutividade térmica e maior calor específico que materiais construtivos convencionais, como o concreto e a cerâmica, conforme mostra a Tabela 1.
| Materiais | Densidade de massa aparente (ρ) (kg/m³) | Condutividade térmica (λ) W/(m.K) | Calor específico (c) J/(kg.K) |
| Madeiras e derivados* | 600-750 450-600 300-450 650-750 550-650 (…) | 0,23 0,15 0,12 0,17 0,14 (…) | 1,34 1,34 1,34 2,30 2,30 (…) |
| Cerâmica | 1000-1300 1300-1600 1600-1800 1800-2000 | 0,70 0,90 1,00 1,05 | 0,92 0,92 0,92 0,92 |
| Concreto | 2200-2400 | 1,75 | 1,00 |
Fonte: NBR 15.220
Assim, esse sistema pode auxiliar no desempenho térmico, amortecendo as temperaturas e reduzindo as trocas de calor entre o ambiente interno e externo, a depender de sua espessura, pois ele também é um material mais leve.
Buscando entender o desempenho térmico do light wood frame e sua resposta às condições climáticas, simulou-se o projeto em 8 cidades específicas em cada uma das 8 Zonas Bioclimáticas (ZB). Os resultados obtidos a partir da avaliação auxiliam a entender o comportamento térmico das habitações ao longo do ano, no sentido de temperaturas operativas mínimas, máximas, percentuais de horas dentro da temperatura operativa, cargas térmicas e por fim o desempenho térmico final atingido.
Quando observamos a temperatura máxima atingida em cada APP avaliada pela norma na UH, em um dia e horário específico do ano, é verificado que elas se encontram nas Zonas Bioclimáticas mais quentes (ZB6, ZB7 e ZB8), alcançando até mesmo 35º C quando não há o uso do condicionamento artificial conforme indica a Figura 3, necessitando portanto, de um sistema de refrigeração.
Figura 3: Imagem Ignea (via Prisma)
Em contrapartida, analisando as temperaturas mínimas atingidas em cada ambiente (Figura 4) temos que as Zonas Bioclimáticas mais frias (ZB 1 e ZB2) se refletem ao mínimo atingido nos APP´s, necessitando de um uso do aquecimento artificial (Figura 5)
Figura 4: Imagem Ignea (via Prisma)
Figura 5: Imagem Ignea (via Prisma)
Desta forma, como consequência dos valores apresentados temos que o maior o percentual de horas dentro da temperatura adequada (PHFT) definida pela norma ao longo do ano ocorre nas Zonas Bioclimáticas 4 e 5, conforme indica a Figura 6.
Figura 6: Imagem Ignea (via Prisma)
Por fim, o resultado do desempenho térmico é apresentado na Figura 7.
Figura 7: Imagem Ignea (via Prisma)
A partir dos resultados de desempenho térmico e dos parâmetros analisados anteriormente é possível observar que neste projeto em específico o uso desse sistema estrutural não foi adequado para as cidades em regiões com temperaturas mais extremas, principalmente, no sentido mais frio, na Zona Bioclimática 1 e 2 com não obtendo o desempenho mínimo. Isso significa que para que seja realizado este projeto em regiões mais frias do nosso país, o uso desse sistema estrutural deve ser aliado com algumas outras estratégias, como por exemplo, com o uso de um isolamento térmico, pois ele somente, devido a sua espessura ser menor que os sistemas estruturais convencionais, pode não ser adequado para proteger o ambiente interior de situações mais adversas.
É importante ressaltar que este foi um estudo em relação ao Desempenho Térmico de forma simplificada, onde considerou-se a orientação fixa do projeto, com uma cor clara na fachada e sem a presença de entorno para as 8 Zonas Bioclimáticas, quando que na realidade teremos situações específicas para cada projeto e em cada região. Porém, a análise auxilia no sentido de tomadas de decisões do projeto e no entendimento do comportamento térmico ao longo do ano das habitações em climas totalmente distintos presentes no nosso território brasileiro.