Conference PaperPDF Available

A Influência das Estratégias Vernáculas de Adaptação ao Clima no Comportamento Térmico dos Edifícios - Beira Alta e Alentejo

Authors:

Abstract and Figures

A heterogeneidade do território português originou uma profusa manifestação de distintas formas arquitetónicas vernáculas, i.e., construções que se caracterizam por apresentarem uma estreita relação com as condições dos locais onde se encontram inseridas (clima, materiais, economia, cultura, etc.). As estratégias passivas de adaptação ao meio envolvente presentes nestas construções, caracterizadas pela simplicidade, funcionamento passivo e reduzido impacte ambiental, são particularmente relevantes para os desafios que a construção contemporânea enfrenta, permitindo a redução da dependência em energia de fontes não-renováveis. Neste artigo é apresentado o contraste climático entre as regiões a norte e a sul de Portugal, nomeadamente a Beira Alta e o Alentejo, e a relação com as diferentes estratégias climáticas passivas usadas na arquitetura vernácula para assegurar condições de conforto. Na Beira Alta destacam-se as varandas envidraçadas como estratégia para captar ganhos solares, enquanto no Alentejo o enfoque é nas estratégias de arrefecimento passivo (forte inércia térmica, uso de cores claras, pátios, etc). Para compreender a eficácia destas estratégias são avaliadas a condições de conforto térmico em dois casos de estudo. Dos resultados obtidos, é possível afirmar que nos períodos analisados as condições de conforto térmico no edifício foram asseguradas apenas por meios passivos sem recurso a sistemas mecânicos de climatização, com exceção de alguns períodos no inverno.
Content may be subject to copyright.
Contributos da arquitetura
vernácula portuguesa
para a sustentabilidade
do ambiente construído
seminário
Editores:
Ricardo Mateus, Jorge Fernandes, Luís Bragança, Manuela Almeida, Sandra Silva,
Paulo Mendonça, Helena Gervásio
Organização
19
Contributos da arquitetura vernácula portuguesa para a sustentabilidade do ambiente construído
A influência das estratégias vernáculas de
adaptação ao clima no comportamento
térmico dos edifícios - Beira Alta e Alentejo
Jorge Fernandes, MSc Carlos Pimenta, MSc Ricardo Mateus, PhD
Luís Bragança, PhD Sandra Monteiro Silva, PhD
C-TAC Centro de investigação para o Território, Ambiente e Construção, Universidade do Minho
jepfernandes@me.com; ricardomateus@civil.uminho.pt
RESUMO
A heterogeneidade do território português originou uma profusa manifestação de distintas formas
arquitetónicas vernáculas, i.e., construções que se caracterizam por apresentarem uma estreita relação
com as condições dos locais onde se encontram inseridas (clima, materiais, economia, cultura, etc.). As
estratégias passivas de adaptação ao meio envolvente presentes nestas construções, caracterizadas pela
simplicidade, funcionamento passivo e reduzido impacte ambiental, são particularmente relevantes para
os desafios que a construção contemporânea enfrenta, permitindo a redução da dependência em energia
de fontes não-renováveis. Neste artigo é apresentado o contraste climático entre as regiões a norte e a
sul de Portugal, nomeadamente a Beira Alta e o Alentejo, e a relação com as diferentes estratégias
climáticas passivas usadas na arquitetura vernácula para assegurar condições de conforto. Na Beira
Alta destacam-se as varandas envidraçadas como estratégia para captar ganhos solares, enquanto no
Alentejo o enfoque é nas estratégias de arrefecimento passivo (forte inércia térmica, uso de cores
claras, pátios, etc). Para compreender a eficácia destas estratégias são avaliadas a condições de
conforto térmico em dois casos de estudo. Dos resultados obtidos, é possível afirmar que nos períodos
analisados as condições de conforto térmico no edifício foram asseguradas apenas por meios passivos
sem recurso a sistemas mecânicos de climatização, com exceção de alguns períodos no inverno.
INTRODUÇÃO
A indústria da construção é um dos maiores e mais ativos sectores da economia mundial. No que
concerne aos impactes ambientais, é um dos maiores consumidores de recursos naturais (Berge 2009) e é
responsável por cerca de um terço das emissões de carbono (Ürge-Vorsatz et al. 2007). Para mitigar
estes impactes, a nível europeu definiram-se metas de médio e longo prazo para alcançar uma construção
mais eficiente, tais como: reutilizar/reciclar/recuperar 70% dos resíduos de construção e demolição até
2020; reduzir em 80-95% as emissões de CO2 até 2050 (EEE 2012).
Para alcançar os objetivos supracitados é premente desenvolver formas de construir mais
sustentáveis. Atualmente, percebe-se que um dos caminhos para sustentabilidade dos edifícios deverá
procurar reduzir a importância dos sistemas ativos e dar maior primazia à forma arquitetónica e aos
sistemas passivos (Abalos 2009, Passer et al. 2012). Este tópico é particularmente relevante quando
Passer et al. (2012) demonstraram que os equipamentos técnicos têm uma influência significativa nos
impactes ambientais dos edifícios ao longo do seu ciclo de vida. Neste sentido, é importante também
20
realçar que, na avaliação de ciclo de vida, os edifícios passivos são os que apresentam menores impactes
associados aos equipamentos, principalmente porque têm necessidades reduzidas de equipamentos
mecânicos para ventilação e climatização (Passer et al. 2012).
Neste sentido, a arquitetura vernácula é um tipo de construção que importa analisar, já que as
estratégias que são agora a base da construção sustentável derivam de aspetos e caraterísticas deste tipo
de arquitetura (Cardinale et al. 2013). Nestas construções, as estratégias usadas para mitigar os efeitos do
clima e assegurar as condições de conforto térmico possuem, normalmente, um funcionamento passivo,
baixo índice tecnológico e não dependem de energia fóssil para operar, o que as torna particularmente
adequadas para aplicações em edifícios contemporâneos, principalmente na conceção de edifícios-
passivos. Por este motivo, a arquitetura vernácula continua atualmente a ser objeto de diversos estudos,
cujos resultados procuram contribuir para o desenvolvimento de um ambiente construído mais
sustentável. Destas conclusões destaca-se que a utilização das técnicas vernáculas e materiais locais na
conceção de edifícios, desenvolvidos na necessidade de adaptação a um território e clima específicos,
contribuirá para a redução do desperdício, dos consumos energéticos e consequentemente das emissões
de carbono, entre outros impactes ambientais (Kimura 1994, Cañas and Martín 2004, Singh et al. 2011).
Adicionalmente, num contexto de crise económica, o estudo e valorização do património vernáculo, e do
conhecimento a si inerente, contribuirá não só para a sua preservação mas também para a dinamização
das economias locais (ICOMOS 1999). A importância destas foi recentemente realçada pelo anúncio do
Governo Português de fundos europeus especificamente destinados à valorização e dinamização de
territórios de baixa-densidade, nomeadamente através do programa PROVER.
ESTRATÉGIAS DE ADAPTAÇÃO AO CLIMA NA ARQUITETURA VERNÁCULA DA BEIRA
ALTA E ALENTEJO
A arquitetura vernácula é grandemente influenciada pela sua localização geográfica, o que originou
que as construções adquirissem diferentes características de região para região. Das condicionantes
geográficas, uma das mais relevantes é o clima. Para além da latitude, as características mais relevantes a
afectar o clima de Portugal continental são a orografia e a influência do oceano Atlântico (Santos et al.
2002). Embora Portugal seja um país relativamente pequeno, possui um território cheio de contrastes. E
apesar de a variação nos factores climáticos ser pequena, é suficiente para justificar variações
significativas na temperatura do ar e precipitação (Santos et al. 2002).
Para responder a condições climáticas específicas, a arquitetura vernácula portuguesa desenvolveu
diferentes estratégias de mitigação dos efeitos do clima. De uma forma geral, é possível verificar que no
norte do país as estratégias adoptadas visam incrementar os ganhos solares e reduzir as perdas de calor,
enquanto no sul as estratégias são mais focadas no arrefecimento passivo durante o verão (Figura 1).
Por forma a responder aos rigorosos invernos, reduzir as perdas de calor e tirar partido da radiação
solar, os edifícios vernáculos do norte do país usavam frequentemente coberturas de colmo devido às
suas propriedades isolantes e varandas orientadas no quadrante sul. As varandas envidraçadas são uma
característica da identidade arquitetónica da região da Beira Alta e, devido às suas vantagens, ainda hoje
são utilizadas. As varandas beirãs são elementos normalmente bem orientados entre sul e poente,
quadrante que durante o inverno recebe o maior número de horas de sol com a radiação mais intensa,
sendo também o mais abrigado dos ventos dominantes. Apesar de pressuporem um tipo de funcionamento
mais vocacionado para a estação de aquecimento, o avanço do volume da varanda e a possibilidade de
abertura das janelas permitem também um funcionamento adequado durante a estação quente,
nomeadamente através dos sombreamento dos paramentos e da promoção da ventilação natural. O uso
contemporâneo deste tipo de estruturas é viável, como demonstrado por Küess et al. (2011) na reabilitação
com princípios de eficiência energética realizada no Complexo habitacional de Dornbirn, Austria.
No sul do país, por forma a minimizar os ganhos de calor, foi desenvolvido um conjunto de
estratégias, tais como (Figura 1 (b)): reduzir a dimensão dos vãos abertos ao exterior; sistemas
construtivos com forte inércia térmica; o uso dos pátios; e o uso de cores claras para reflectir o excesso
de radiação solar.
21
Contributos da arquitetura vernácula portuguesa para a sustentabilidade do ambiente construído
As estratégias acima mencionadas são relevantes na discussão sobre a eficiência energética dos
edifícios porque podem contribuir para assegurar as condições de conforto térmico apenas por meios
passivos. Apesar das vantagens das estratégias passivas apresentadas, para o contexto português há ainda
um hiato de dados quantitativos sobre a eficácia destas estratégias no desempenho térmico dos edifícios
vernáculos das diferentes zonas climáticas. Não obstante, da interpretação dos resultados de estudos
semelhantes conduzidos noutros países europeus, algumas das técnicas da arquitetura vernácula
portuguesa têm potencial de adaptação à contemporaneidade.
Figura 1Mapas com as temperaturas médias no inverno e no verão (IGEO 2013), e distribuição
de três estratégias passivas vernáculas; (a) edifício com varanda envidraçada; (b)
arquitetura em terra e pátio.
CASOS DE ESTUDO
a) Caso de estudo Beira Alta
O edifício em estudo encontra-se implantado na freguesia de Granja do Tedo, concelho de Tabuaço. O
clima da região é temperado mediterrânico, caracterizado por invernos chuvosos e verões quentes e secos
(IPMA n.d.). A fachada principal do edifício encontra-se orientada para sudoeste, no sentido de maximizar
os ganhos solares durante a estação de aquecimento (Figura 2a). O edifício desenvolve-se em dois pisos
com uma área total de aproximadamente 50m2 e, após a reabilitação, o piso térreo foi convertido em
cozinha e sala; e no piso superior situam- se dois quartos e uma instalação sanitária. As envolventes opacas
exteriores são em granito, com uma espessura média de cerca de 50cm. Os restantes elementos estruturais
são em madeira e a varanda envidraçada possui vidro simples incolor.
b) Caso de estudo Alentejo
O caso de estudo situa-se na freguesia de Safara, concelho de Moura. O clima da região, de acordo com
sistema de classificação de Köppen, é do tipo Csa (Mediterrâneo temperado), com verões quentes e secos e
temperaturas elevadas durante Julho e Agosto (com temperaturas máximas entre 30°C e 40°C, atingindo
ocasionalmente os 45°C) (AEMET and IM 2011). Em Julho e Agosto são normais os períodos de seca
severa e fraca precipitação (AEMET and IM 2011). O edifício encontra-se integrado numa banda de
edifícios e possui as fachadas, principal e tardoz, orientadas para sudeste e noroeste, respectivamente
(Figura 2b). A habitação possui uma área bruta aproximada de 200 m2 e desenvolve-se em dois pisos,
sendo o 2º piso uma pequena área de sótão. No piso térreo, a sul encontram-se as áreas de estar e dormir, e
22
a norte as áreas de cozinha e instalações sanitárias. As envolventes opacas exteriores são em taipa, com
uma espessura média de cerca de 60 cm, caiadas de branco. Vários dos espaços interiores são abóbadados e
o pavimento é em baldosa. A cobertura é em telha cerâmica sobre forro de caniços.
Figura 2 (a) Caso de estudo 1 - Habitação com varanda envidraçada orientada no quadrante
sul, Beira Alta. (b) Caso de estudo 2 - Habitação no Alentejo.
METODOLOGIA E EQUIPAMENTOS
A avaliação das condições de conforto de um edifício depende de vários parâmetros ambientais, da
adaptabilidade e perceção humana, entre outros fatores. Para o efeito, este estudo assentou na recolha in
situ de dados objetivos e subjetivos. As medições objetivas tiveram como principal objetivo perceber a
influência das estratégias passivas de controlo de temperatura e humidade dos espaços interiores. Os
parâmetros físicos quantificados foram: temperatura (°C) e humidade relativa (RH%) do ar, no interior e
exterior do edifício. Os equipamentos utilizados possuem alcance de medição de -40°C a 70°C e uma
precisão de ± 0,5-1ºC de temperatura e de ± 1,2-3% de humidade relativa. Para caracterizar as condições de
conforto no interior do edifício, foi utilizada uma estação de conforto que mede simultaneamente vários
parâmetros físicos (temperatura e humidade relativa do ar, temperatura do bolbo húmido e do bolbo seco,
temperatura do bolbo negro e velocidade do ar) que influenciam a sensação de conforto térmico. As
monitorizações foram conduzidas por um período superior a 25 dias para cada estação do ano. As
condições de conforto térmico foram avaliadas usando um modelo de conforto térmico adaptativo, o mais
adequado para edifícios com ventilação natural. Para ser mais representativo da realidade portuguesa, foi
escolhido o modelo desenvolvido por Matias (2010), que é a adaptação para Portugal do modelo descrito
na norma internacional ASHRAE 55 (2010). As medições subjetivas da sensação de conforto térmico
foram realizadas através de inquéritos aos coupantes. O inquérito teve por base o Thermal Environment
Survey da norma internacional ASHRAE 55 (2010). Os inquéritos foram realizados em simultâneo com as
avaliações objetivas nos espaços em que os ocupantes permaneciam mais tempo.
ANÁLISE E DISCUSSÃO DE RESULTADOS
Caso de estudo 1 Beira Alta
a) Monitorização de Verão
Na análise dos resultados, apresentados na Figura 3, verifica-se que durante o período de verão as
temperaturas exteriores rondaram em média os 23°C, apresentando uma amplitude térmica diária de
aproximadamente 17°C.
No interior do edifício, o espaço sala/cozinha apresentou um comportamento, em geral, estável e
uniforme, afetado unicamente pela abertura de portas e janelas. Durante todo o período de monitorização a
temperatura rondou em média os 24°C e as amplitudes médias diárias permaneceram inferiores a 5°C. Este
comportamento demonstra a forte inércia térmica proporcionada pelas paredes de alvenaria em granito, que
concedem a este espaço uma capacidade de estabilização da temperatura interior.
Os compartimentos do piso superior, nomeadamente os quartos e a casa de banho, apresentam uma
23
Contributos da arquitetura vernácula portuguesa para a sustentabilidade do ambiente construído
média de temperaturas mais elevada, sendo esta de 26°C. As amplitudes térmicas diárias, nos espaços casa
de banho e quarto/varanda, foram as mais acentuadas, oscilando em média os 6°C e os 8 °C,
respetivamente. A grande área envidraçada da varanda que abrange os dois espaços, exposta ao exterior e
orientada a poente, é a razão para que estes espaços registem maiores ganhos solares. O elevado coeficiente
de transmissão térmica das janelas de vidro simples e a ausência de dispositivos de sombreamento exterior
são a razão mais plausível para a relativa suscetibilidade às variações de temperatura exterior.
O outro quarto apresenta um comportamento intermédio com amplitudes térmicas diárias menos
acentuadas, em média próxima dos 3°C. O facto de as envolventes exteriores deste compartimento estarem
orientadas para norte e nascente, possuindo apenas uma janela, é provavelmente a razão deste
compartimento exibir um perfil de temperaturas mais ameno que os restantes compartimentos do piso
superior.
No que concerne à humidade relativa (Figura 3), verificou-se que a ação dos ocupantes,
nomeadamente na abertura de portas e janelas, influenciaram a humidade relativa interior. Contudo
permaneceram em valores inferiores e mais estáveis, comparativamente aos exteriores. A média no interior
foi de aproximadamente 50%.
A avaliação das condições de conforto da estação de verão foi realizada a 10 de setembro de 2014,
nos compartimentos sala/cozinha e quarto/varanda. Na análise dos gráficos da Figura 4, verifica-se que
ambos os espaços apresentaram um ambiente térmico confortável. Na avaliação subjetiva das condições de
conforto, os inquiridos afirmaram-se confortáveis com o ambiente térmico dos espaços analisados.
Figura 3 Gráficos dos perfis de temperatura e humidade relativa - monitorização de verão entre
os dias 07/08/2014 e 05/09/2014.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0700:00
0800:00
0900:00
1000:00
1100:00
1200:00
1300:00
1400:00
1500:00
1600:00
1700:00
1800:00
1900:00
2000:00
2100:00
2200:00
2300:00
2400:00
2500:00
2600:00
2700:00
2800:00
2900:00
3000:00
3100:00
0100:00
0200:00
0300:00
0400:00
0500:00
Temperaturadoar(°C)
Dia/Hora
MonitorizaçãodeVerãoTemperatura(°C)
TemperaturaExterior CasadeBanho Quarto Sala/Cozinha Quarto/Varanda
0
20
40
60
80
100
0700:00
0800:00
0900:00
1000:00
1100:00
1200:00
1300:00
1400:00
1500:00
1600:00
1700:00
1800:00
1900:00
2000:00
2100:00
2200:00
2300:00
2400:00
2500:00
2600:00
2700:00
2800:00
2900:00
3000:00
3100:00
0100:00
0200:00
0300:00
0400:00
0500:00
HumidadeRela6va(%)
Dia/Hora
MonitorizaçãodeVerãoHumidadeRelaNva(%)
HRExterior CasadeBanho Quarto Sala/Cozinha Quarto/Varanda
24
Figura 4 Gráficos da relação entre os limites da Top dos compartimento em função da Tmp
estação de verão; (esquerda) sala/cozinha; (direita) quarto/varanda.
b) Monitorização de Inverno
Na monitorização de inverno a temperatura do ar exterior rondou em média os 5°C e apresentou
uma média de amplitudes térmicas diárias próximas dos 12°C (ver Figura 5).
Os perfis de temperatura dos espaços sala/cozinha e quarto mantiveram, em geral, um
comportamento estável e uniforme durante todo o período de monitorização, com reduzidas amplitudes
térmicas diárias (em média inferiores a 1°C). Os espaços quarto/varanda e casa de banho apresentaram
amplitudes térmicas diárias acentuadas (entre os 4°C e os 6°C), uma vez mais influenciadas pela grande
área envidraçada. Uma vez que durante todo o período de monitorização o edifício não contou com a
presença de ocupantes, nenhuma alteração foi efetuada ao ambiente térmico interior. As temperaturas
médias no interior do edifício permaneceram próximas da média exterior, entre os 6°C e os 7°C.
-5
0
5
10
15
20
2200:00
2300:00
2400:00
2500:00
2600:00
2700:00
2800:00
2900:00
3000:00
3100:00
0100:00
0200:00
0300:00
0400:00
0500:00
0600:00
0700:00
0800:00
0900:00
1000:00
1100:00
1200:00
1300:00
1400:00
1500:00
1600:00
1700:00
1800:00
1900:00
2000:00
2100:00
Temperaturadoar(°C)
Dia/Hora
MonitorizaçãodeInvernoTemperatura(°C)
TemperaturaExterior CasadeBanho Quarto Sala/Cozinha Quarto/Varanda
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
2200:00
2300:00
2400:00
2500:00
2600:00
2700:00
2800:00
2900:00
3000:00
3100:00
0100:00
0200:00
0300:00
0400:00
0500:00
0600:00
0700:00
0800:00
0900:00
1000:00
1100:00
1200:00
1300:00
1400:00
1500:00
1600:00
1700:00
1800:00
1900:00
2000:00
2100:00
HumidadeRela6va(%)
Dia/Hora
MonitorizaçãodeInvernoHumidadeRelaNva(%)
HumidadeRelaNvaExterior CasadeBanho Quarto Sala/Cozinha Quarto/Varanda
Figura 5 Gráfico dos perfis de temperatura e Humidade Relativa monitorização de inverno
entre os dias 22/12/2014 e 21/01/2015.
25
Contributos da arquitetura vernácula portuguesa para a sustentabilidade do ambiente construído
A humidade relativa exterior foi em geral elevada e próxima dos 80% (ver Figura 5). No interior do
edifício a humidade relativa, de todos os espaços, acompanhou a tendência da humidade relativa
exterior, mantendo-se no entanto mais estável e com valores inferiores. A humidade relativa interior
rondou em média entre os 70% no Quarto/Varanda e os 77% no Quarto.
A análise das condições de conforto do espaço sala/cozinha (ver Figura 6), na estação de inverno,
foi realizada em dois momentos. Este espaço foi analisado com e sem recursos a equipamentos de
aquecimento (lareira), a fim de determinar o seu efeito. Na análise dos gráficos verifica-se que, nos
momentos antes de acender a lareira, a sensação térmica era de desconforto, condição corroborada pelos
inquéritos de conforto. Na segunda situação, referente à lareira acesa, verificou-se que a lareira permite
atender às necessidades de conforto térmico dos seus ocupantes. Em resposta aos inquéritos de conforto,
os ocupantes qualificaram as condições de conforto como neutro (confortável). Na análise da Figura 7
verifica-se que o ambiente térmico no quarto/varanda reflete condições de conforto para os ocupantes,
com os inquiridos a qualificaram as condições de conforto térmico como confortáveis.
Figura 6 Gráficos da relação entre os limites da Top dos compartimento em função da Tmp
estação de inverno; (esquerda) sala/cozinha sem lareira acesa; (direita) sala/cozinha
com a lareira acesa
Figura 7 Gráfico da relação entre os limites da Top do compartimento quarto/varanda em
função da Tmp medição de inverno.
Caso de estudo 2 – Alentejo
a) Monitorização de Verão
Da análise dos resultados, apresentados na Figura 8, verifica-se que durante o período de verão as
temperaturas exteriores rondaram em média os 24°C. Nos períodos diurnos a temperatura máxima foi
frequentemente superior a 35ºC atingindo em alguns dias quase 40ºC. Apesar da amplitude térmica diária
no exterior ser acentuada, verifica-se que a temperatura dos espaços interiores se mantém muito estável ao
longo do período de monitorização, com valores a rondar os 25ºC. O espaço interior que registou a
26
temperatura mais elevada, devido à sua localização próximo da cobertura, foi o sótão com a temperatura
ligeiramente superior a 27ºC, enquanto no exterior o pico rondava os 40ºC. Este comportamento demonstra
a forte inércia térmica proporcionada pela envolvente do edifício, nomeadamente as espessas paredes em
taipa, que concedem uma grande capacidade de estabilização da temperatura interior.
No perfil da humidade relativa, verifica-se também que no exterior há grande oscilação dia/noite com
valores máximos na ordem dos 80% e minímos inferiores a 20%. Na comparação com o perfil exterior
(Figura 8), os espaços interiores apresentam perfis de humidade relativa mais estáveis com oscilações entre
os 40 e os 60% o nível mais adequado para o conforto e saúde humanos (Morton, 2008). A diferença de
valores entre exterior e interior deve-se capacidade dos sistemas construtivos, pela sua inércia higroscópica,
regularem a humidade do ar (Berge, 2009), i.e., absorvendo quando a humidade é excessiva e libertando
quando o ar se torna demasiado seco.
No que concerne às condições de conforto térmico, verifica-se pelos gráficos da Figura 9 que nas
duas medições realizadas durante o verão, que o salão (espaço onde os ocupantes permanecem mais
tempo) apresentou condições de conforto térmico dentro dos limites definidos. Nos questionários
respondidos pelos ocupantes, as respostas corroboraram as medições, tendo estes indicado que se
sentiam confortáveis. É de salientar também o comportamento activo dos ocupantes em relação à
melhoria das suas condições de conforto, promovendo o arrefecimento passivo por ventilação natural
dos espaços interiores durante a noite e primeiras horas da manhã.
Figura 8 – Gráfico dos perfis de temperatura e humidade relativa monitorização de inverno
entre os dias 09/08/2014 e 08/09/2014
0
10
20
30
40
50
0900:00
1000:00
1100:00
1200:00
1300:00
1400:00
1500:00
1600:00
1700:00
1800:00
1900:00
2000:00
2100:00
2200:00
2300:00
2400:00
2500:00
2600:00
2700:00
2800:00
2900:00
3000:00
3100:00
0100:00
0200:00
0300:00
0400:00
0500:00
0600:00
0700:00
0800:00
Temperaturadoar(°C)
Dia/Hora
MonitorizaçãodeVerãoTemperatura(°C)
TemperaturaExterior Alcovadomeio Sótão
CozinhaanNga QuartoPrincipal Sala/salão
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0900:00
1000:00
1100:00
1200:00
1300:00
1400:00
1500:00
1600:00
1700:00
1800:00
1900:00
2000:00
2100:00
2200:00
2300:00
2400:00
2500:00
2600:00
2700:00
2800:00
2900:00
3000:00
3100:00
0100:00
0200:00
0300:00
0400:00
0500:00
0600:00
0700:00
0800:00
HumidadeRela6va(%)
Dia/Hora
MonitorizaçãodeVerãoHumidadeRelaNva(%)
HRExterior Alcovadomeio Sótão CozinhaanNga QuartoPrincipal Sala/salão
27
Contributos da arquitetura vernácula portuguesa para a sustentabilidade do ambiente construído
Figura 9 Gráficos da relação entre os limites da Top dos compartimentos em função da Tmp
estação de verão; (esquerda) salão medição em agosto; (direita) salão medição em
setembro.
b) Monitorização de Inverno
Da análise dos dados, apresentados na Figura 10, verifica-se que durante o período de monitorização
de inverno a temperatura exterior média foi inferior a 7ºC. Nos períodos diurnos a temperatura máxima
exterior raramente atingiu os 15ºC, sendo as minímas frequentemente inferiores a 5ºC. Tal como acontecia
no verão, apesar da oscilação da temperatura exterior, verifica-se que a temperatura dos espaços interiores
se mantém muito estável ao longo do período de monitorização, com valores a rondar os 15ºC. Os espaços
interiores com maior oscilação de temperatura coincidem com os espaços onde os ocupantes usam
periodicamente um equipamento para aquecimento, nomeadamente, uma salamandra a lenha no salão e um
termoventilador elétrico na cozinha. No gráfico é possível verificar que com pequenos dispositivos de
aquecimento, os ocupantes conseguem rapidamente aquecer os compartimentos até aos 25ºC. Após o
período em que os equipamentos estiveram ligados verifica-se que a temperatura desce acentuadamente até
a um ponto em que começa a estabilizar e se mantém mais constante. Os espaços situados na zona sul da
habitação registam temperaturas ligeiramente superiores aos espaços a norte.
No perfil da humidade relativa, verifica-se que os valores referentes aos espaços interiores são muito
estáveis, no entanto com valores acima dos 60%, excepto no salão e numa alcova (cerca de 50%). A
utilização periódica da lareira neste espaço pode ser a razão para que os valores registados sejam inferiores
aos dos restantes espaços (Figura 11).
0
5
10
15
20
25
30
2200:00
2300:00
2400:00
2500:00
2600:00
2700:00
2800:00
2900:00
3000:00
3100:00
0100:00
0200:00
0300:00
0400:00
0500:00
0600:00
0700:00
0800:00
0900:00
1000:00
1100:00
1200:00
1300:00
1400:00
1500:00
1600:00
1700:00
1800:00
1900:00
2000:00
2100:00
2200:00
Temperaturadoar(°C)
Dia/Hora
MonitorizaçãodeInvernoTemperatura(°C)
TemperaturaExterior Alcovadomeio Sótão Corredorabóbada
CozinhaanNga Cozinhanova QuartoPrincipal Sala/salão
Figura 10 Gráfico dos perfis de temperatura monitorização de inverno entre os dias
22/12/2014 e 22/01/2015
28
Figura 11 – Gráfico dos perfis de humidade relativa monitorização de inverno entre os dias
22/12/2014 e 22/01/2015
No que concerne às condições de conforto térmico, verifica-se pelos gráficos da Figura 12 que nas duas
medições realizadas durante o inverno no salão, que: na situação em que não havia qualquer sistema de
aquecimento em funcionamento não foi possível atingir a condição de conforto; enquanto na situação em
que a lareira estava acesa foi já possível atingir as condições de conforto. Embora a temperatura nos
espaços interiores seja consideravelmente superior e mais estável que a temperatura exterior, é necessário
um sistema de aquecimento atingir as condições de conforto. Dos perfis de temperatura é possível verificar
que com estes sistemas se conseguem atingir rapidamente temperaturas de conforto.
Figura 12 Gráficos da relação entre os limites da Top do compartimento em função da Tmp
estação de inverno; (esquerda) salão sem lareira acesa; (direita) salão com a lareira
acesa.
CONCLUSÃO
Os resultados preliminares das monitorizações realizadas no verão e inverno para os dois casos de
estudo, localizados na Beira Alta e Alentejo, permitem concluir que foi possível atingir as condições de
conforto térmico interior durante grande parte do período de monitorização apenas por meios passivos.
No período de inverno, em ambos os casos de estudo, registaram-se períodos de desconforto térmico que
foram colmatados através de sistemas de aquecimento, nomeadamente lareiras. As avaliações subjetivas
realizadas através dos inquéritos de conforto aos ocupantes corroboraram as avaliações objetivas.
Nos dois casos de estudo foi possível verificar que a forte inércia térmica das envolventes, a correta
orientação do edifício e a organização dos espaços interiores, permitem que a temperatura no interior
seja mais estável que no exterior. Deve-se também realçar que a ação dos ocupantes influenciou
positivamente os perfis da temperatura e humidade no interior do edifício, o que demonstra a
importância destes na regulação das suas condições de conforto (ex: promoção da ventilação nocturna
durante o período de verão).
No que concerne especificamente às varandas da Beira Alta, a sua orientação no quadrante sul
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
2200:00
2300:00
2400:00
2500:00
2600:00
2700:00
2800:00
2900:00
3000:00
3100:00
0100:00
0200:00
0300:00
0400:00
0500:00
0600:00
0700:00
0800:00
0900:00
1000:00
1100:00
1200:00
1300:00
1400:00
1500:00
1600:00
1700:00
1800:00
1900:00
2000:00
2100:00
2200:00
HumidadeRela6va(%)
Dia/Hora
MonitorizaçãodeInvernoHumidadeRelaNva(%)
HRExterior Alcovadomeio Sótão Corredorabóbada
CozinhaanNga Cozinhanova QuartoPrincipal Sala/salão
permite ser uma elemento privilegiado e eficaz para captar ganhos solares. Tendo em consideração os
resultados, as varandas são elementos arquitetónicos que podem ter um impacte positivo na otimização
do comportamento passivo do edifício e na redução das suas necessidades de energia para climatização.
Se devidamente ponderados na fase de projeto, são elementos bem integrados num edifício e com todas
as vantagens funcionais inerentes.
No caso de estudo no Alentejo, as estratégias passivas do edifício mostraram uma resposta
adequada ao calor intenso durante o período estival, pelo que foram asseguradas as condições de
conforto apenas por meios passivos e sem o recurso a sistemas mecânicos de climatização. A adopção
deste tipo de estratégias pode contribuir para a redução das necessidades de energia para arrefecimento.
As estratégias solares passivas utilizadas na arquitetura vernácula ao longo de gerações para mitigar
os efeitos do clima, devido à sua simplicidade e pragmatismo, apresentam grande potencial de aplicação
na construção contemporânea. Dados mais detalhados sobre a contribuição destas estratégias solares
passivas vernáculas serão úteis para arquitetos e engenheiros envolvidos no desenvolvimento de
edifícios bioclimáticos e energeticamente eficientes.
AGRADECIMENTOS
Os autores gostariam de agradecer o apoio concedido pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia
(FCT), com a referência EXPL/ECM-COM/1801/2013, que foi fundamental para a realização e
apresentação deste estudo.
REFERÊNCIAS
Abalos, I., 2009. Beauty from Sustainability? Harvard Design Magazine 30: (Sustainability) + Pleasure,
vol.1, 14–17.
AEMET and IM, eds., 2011. Atlas Climático Ibérico: Temperatura do Ar e Precipitação (1971-
2000)/Iberian Climate Atlas: Air Temperature and Precipitation (1971/2000).
ASHRAE, 2010. ANSI/ASHRAE Standard 55 Thermal Environmental Conditions for Human
Occupancy. Atlanta.
Berge, B., 2009. The Ecology of Building Materials. 2nd ed. null. Oxford: Elsevier.
Cañas, I. and Martín, S., 2004. Recovery of Spanish vernacular construction as a model of bioclimatic
architecture. Building and Environment, 39 (12), 14771495.
Cardinale, N., Rospi, G., and Stefanizzi, P., 2013. Energy and microclimatic performance of
Mediterranean vernacular buildings: The Sassi district of Matera and the Trulli district of
Alberobello. Building and Environment, 59 (null), 590–598.
EEE, 2012. Diretiva 2012/27/UE do Parlamento Europeu e do Conselho de 25 de outubro de 2012
relativa à eficiência energética, que altera as Diretivas 2009/125/CE e 2010/30/UE e revoga as
Diretivas 2004/8/CE e 2006/32/CE. Jornal Oficial da União Europeia L 315/1.
ICOMOS, 1999. Charter on the built vernacular heritage. Mexico.
IGEO, 2013. Atlas de Portugal: um país de área repartida [online]. Available from:
http://www.igeo.pt/atlas/cap1/Cap1d_1.html [Accessed 23 Apr 2013].
Kimura, K., 1994. Vernacular technologies applied to modern architecture. Renewable Energy, 5 (5-8),
900907.
Küess, H., Koller, M., and Hammerer, T., 2011. Residential complex in Dornbirn. Detail Green - English
Edition, (1/11), 44–49.
Matias, L., 2010. Desenvolvimento de um modelo adaptativo para definição das condições de conforto
térmico em Portugal. Lisboa: Laboratório Nacional de Engenharia Civil.
Passer, A., Kreiner, H., and Maydl, P., 2012. Assessment of the environmental performance of buildings:
A critical evaluation of the influence of technical building equipment on residential buildings. The
International Journal of Life Cycle Assessment, 17 (9), 11161130.
Santos, F.D., Forbes, K., and Moita, R., eds., 2002. Climate change in Portugal. Scenarios, Impacts and
Adaptation Measure SIAM Project. Lisbon: Gradiva.
Singh, M.K., Mahapatra, S., and Atreya, S.K., 2011. Solar passive features in vernacular architecture of
North-East India. Solar Energy, 85 (9), 2011–2022.
Ürge-Vorsatz, D., Danny Harvey, L.D., Mirasgedis, S., and Levine, M.D., 2007. Mitigating CO2
emissions from energy use in the world’s buildings. Building Research & Information, 35 (4), 379
398.
29
Contributos da arquitetura vernácula portuguesa para a sustentabilidade do ambiente construído
permite ser uma elemento privilegiado e eficaz para captar ganhos solares. Tendo em consideração os
resultados, as varandas são elementos arquitetónicos que podem ter um impacte positivo na otimização
do comportamento passivo do edifício e na redução das suas necessidades de energia para climatização.
Se devidamente ponderados na fase de projeto, são elementos bem integrados num edifício e com todas
as vantagens funcionais inerentes.
No caso de estudo no Alentejo, as estratégias passivas do edifício mostraram uma resposta
adequada ao calor intenso durante o período estival, pelo que foram asseguradas as condições de
conforto apenas por meios passivos e sem o recurso a sistemas mecânicos de climatização. A adopção
deste tipo de estratégias pode contribuir para a redução das necessidades de energia para arrefecimento.
As estratégias solares passivas utilizadas na arquitetura vernácula ao longo de gerações para mitigar
os efeitos do clima, devido à sua simplicidade e pragmatismo, apresentam grande potencial de aplicação
na construção contemporânea. Dados mais detalhados sobre a contribuição destas estratégias solares
passivas vernáculas serão úteis para arquitetos e engenheiros envolvidos no desenvolvimento de
edifícios bioclimáticos e energeticamente eficientes.
AGRADECIMENTOS
Os autores gostariam de agradecer o apoio concedido pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia
(FCT), com a referência EXPL/ECM-COM/1801/2013, que foi fundamental para a realização e
apresentação deste estudo.
REFERÊNCIAS
Abalos, I., 2009. Beauty from Sustainability? Harvard Design Magazine 30: (Sustainability) + Pleasure,
vol.1, 14–17.
AEMET and IM, eds., 2011. Atlas Climático Ibérico: Temperatura do Ar e Precipitação (1971-
2000)/Iberian Climate Atlas: Air Temperature and Precipitation (1971/2000).
ASHRAE, 2010. ANSI/ASHRAE Standard 55 Thermal Environmental Conditions for Human
Occupancy. Atlanta.
Berge, B., 2009. The Ecology of Building Materials. 2nd ed. null. Oxford: Elsevier.
Cañas, I. and Martín, S., 2004. Recovery of Spanish vernacular construction as a model of bioclimatic
architecture. Building and Environment, 39 (12), 14771495.
Cardinale, N., Rospi, G., and Stefanizzi, P., 2013. Energy and microclimatic performance of
Mediterranean vernacular buildings: The Sassi district of Matera and the Trulli district of
Alberobello. Building and Environment, 59 (null), 590–598.
EEE, 2012. Diretiva 2012/27/UE do Parlamento Europeu e do Conselho de 25 de outubro de 2012
relativa à eficiência energética, que altera as Diretivas 2009/125/CE e 2010/30/UE e revoga as
Diretivas 2004/8/CE e 2006/32/CE. Jornal Oficial da União Europeia L 315/1.
ICOMOS, 1999. Charter on the built vernacular heritage. Mexico.
IGEO, 2013. Atlas de Portugal: um país de área repartida [online]. Available from:
http://www.igeo.pt/atlas/cap1/Cap1d_1.html [Accessed 23 Apr 2013].
Kimura, K., 1994. Vernacular technologies applied to modern architecture. Renewable Energy, 5 (5-8),
900907.
Küess, H., Koller, M., and Hammerer, T., 2011. Residential complex in Dornbirn. Detail Green - English
Edition, (1/11), 44–49.
Matias, L., 2010. Desenvolvimento de um modelo adaptativo para definição das condições de conforto
térmico em Portugal. Lisboa: Laboratório Nacional de Engenharia Civil.
Passer, A., Kreiner, H., and Maydl, P., 2012. Assessment of the environmental performance of buildings:
A critical evaluation of the influence of technical building equipment on residential buildings. The
International Journal of Life Cycle Assessment, 17 (9), 11161130.
Santos, F.D., Forbes, K., and Moita, R., eds., 2002. Climate change in Portugal. Scenarios, Impacts and
Adaptation Measure SIAM Project. Lisbon: Gradiva.
Singh, M.K., Mahapatra, S., and Atreya, S.K., 2011. Solar passive features in vernacular architecture of
North-East India. Solar Energy, 85 (9), 2011–2022.
Ürge-Vorsatz, D., Danny Harvey, L.D., Mirasgedis, S., and Levine, M.D., 2007. Mitigating CO2
emissions from energy use in the world’s buildings. Building Research & Information, 35 (4), 379
398.
União Europeia
Fundo Europeu de
Desenvolvimento Regional
Apoio Institucional
Patrocinadores
Parceiros de divulgação
Diamante Platina Ouro
Projecto nanciado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia com a referência EXPL/ECM-COM/1801/2013.
Contributos da arquitetura vernácula portuguesa para a sustentabilidade do ambiente construído
Organização
... Esta temática é fundamental devido aos períodos de seca que têm fustigado a região, de forma cada vez mais intensa, nos últimos anos. O POSEUR apoiou também medidas de promoção de eficiência energética (Fernandes et al., 2015), semelhantes aos projetos que financiou no resto do país. Destaque para as melhorias efetuadas nos centros de saúde de Grândola e Santo André, bem como aos apoios à mobilidade mais suave, com o objetivo de contribuir para as metas europeias hipocarbónicas. ...
Article
Full-text available
RESUMO Atualmente, a sustentabilidade Ambiental tem ganho relevância nos diferentes quadrantes da sociedade. A importância deste tópico para a União Europeia contribuiu para a criação de vários programas de apoio ao combate às alterações climáticas, importantes para o desenvolvimento dos seus estados-membros. Neste âmbito, o artigo explora o POSEUR (Programa Operacional para a Sustentabilidade e Eficiência no Uso de Recursos, 2014-2020) e o seu impacto na região do Alentejo. A análise centra-se em cinco dimensões ambientais centrais para compreender o alcance da atuação do POSEUR: 1) Economia com baixas emissões; 2) Adaptação às alterações climáticas; 3) Prevenção e gestão de riscos; 4) Proteção Ambiental e 5) Eficiência dos recursos. Para entender o impacto do programa foram realizadas entrevistas com entidades que tiveram em contacto próximo com o POSEUR, durante o seu período de atividade. Os dados qualitativos daí resultantes foram complementados com indicadores ambientais quantitativos, a nível nacional e por NUTSII, o que levou a concluir que o Alentejo, pelas suas características singulares a nível geográfico, demográfico e infraestrutural é um caso de estudo relevante para avaliar a implementação do POSEUR. Este artigo procura compreender se o POSEUR produziu uma mudança sistémica no paradigma ambiental, no Alentejo, e quais os fatores que podem justificar o sucesso ou insucesso deste programa operacional na região. Palavras-chave: Desenvolvimento Sustentável, Políticas Públicas, Impacto Ambiental, POSEUR, Alentejo. Classificação JEL: Q27.
Article
Full-text available
Purpose Sustainability assessments of buildings using the life cycle approach have become more and more common. This includes the assessment of the environmental performance of buildings. However, the influence of the construction products used for the fabric, the finishing, and the technical building equipment of buildings has hardly been described in literature. For this reason, we evaluated the influence of the technical building equipment and its impact on the environment for different residential buildings. Materials and methods Five residential buildings were evaluated by applying the methodology of life cycle assessment (LCA) (ISO14040) expressed using quantitative assessment categories according to prEN15978. Results and discussion Results show that the optimization of energy performance has already reached a high level in Austria, so that the overall potential for possible improvements is quite low. Especially in low-energy and passive–house-standard residential buildings, the limits for energy optimization in the use phase have mostly been achieved. In contrast to this, the integrated LCA (iLCA) findings attribute a high optimization potential to the construction products used for the technical building equipment as well as to the building fabric and finishing. Additionally, the passive house shows the lowest contribution of the technical building equipment on the overall LCA results. Conclusions The iLCA findings suggest that it is recommended to include the technical building equipment for future assessments of the environmental performance of buildings. It is also suggested to use a broad number of environmental indicators for building LCA.
Article
Full-text available
An overview of climate change mitigation opportunities in the world's buildings is presented, based on the key building-specific findings of the Fourth Assessment Report from the Intergovernmental Panel of Climate Change. Buildings and the building stock can play a major role in mitigating climate change in the short- to medium-term, since substantial reductions in CO2 emissions from their energy use can be achieved over the coming years. A significant portion of these savings can be achieved in ways that reduce life cycle costs, thus providing reductions in CO2 emissions that have a net negative cost. There are indications that the building stock has the highest share of negative- and low-cost greenhouse gas reduction potential among all sectors. Based on 80 collected national or regional studies estimating CO2 mitigation potential in five continents, the global potential for CO2 reductions through buildings is analysed and estimated. The co-benefits associated with the implementation of these measures are also substantial, helping policy-makers justify actions even in the absence of a strong climate commitment. Since the barriers to unlocking the high potentials in the residential and commercial sectors are especially strong, no single instrument can make a large impact. Instead, portfolios of targeted policies tailored to local conditions, combined with strong compliance and enforcement regimes, are needed.
Article
Full-text available
Energy consumption in the buildings sector is very high and is expected to increase further due to improvements in living standard and increase in the world’s population. Incorporating appropriate solar passive features in climate responsive buildings are good options for energy conservation. This kind of building design integrates the micro-climate and architecture with human thermal comfort conditions and improves the building energy efficiency. From ancient times, people have used solar passive techniques in vernacular architectures throughout the world. However, still there is a lack of understanding, both in qualitative and quantitative aspects of solar passive techniques in vernacular architectures of North-Eastern India. A field study has been carried out to find out the various solar passive features in these naturally ventilated vernacular buildings in different bioclimatic zones of the region. The methodology of this work consists of survey of 150 households (50 houses in each bioclimatic zone) and, interacting with 300 occupants in each zone. The photographic evidences of solar passive features in these buildings are also collected. In this paper, the solar passive features related to building form and orientation, envelope design, shading, use of natural ventilation, internal space arrangements and activities of the habitants are explained for all the climatic zone of the region.
Article
Experimental research carried out on two types of buildings that are the examples of vernacular architecture in Southern Italy, namely the Sassi of Matera and the Trulli of Alberobello are outlined in this paper. Experimental measurements on thermal properties, energy performance and hygrothermal indoor comfort were carried out to validate the numerical code provided by DesignBuilder/EnergyPlus that was used to investigate the buildings on a yearly basis. The very high thermal mass of the building structures give rise to a quasi-constant seasonal indoor temperature with no need for air conditioning in the mid- and peak-summer seasons. The seasonal thermal storage can almost guarantee near the comfort levels using simple heating systems during the cold season.
Article
The objective of the study is to set the bases of bioclimatic construction by learning from the traditional construction. The research is focused in the information obtained from the classical authors of Spanish vernacular architecture. The aim of this paper is to determine the design strategies used in vernacular constructions to adapt them to the environment. The results of the study can be used in two different forms: (1) to make a proposal for the recovery of vernacular constructions with peculiar bioclimatic strategies; (2) to translate some of the bioclimatic strategies used in vernacular constructions to the present ones.
Article
Various technologies as can be seen in vernacular architecture especially in Japanese traditional buildings are reviewed and the ways and means to have those technologies applied to the design of modern architecture are discussed with some examples. It is stressed that the vernacular technologies have been devised uniquely to the region where people lived to cope with the severe climate by inventing various devices without resorting to fossil fuels, thus the form of vernacular architecture representing regionalism of their own. For example earth sheltered buildings corresponds to thatched roof houses where evaporation from the wet surface gives rise to cooling effects in hot and humid climate. The optimum shape of sun shades is devised to a given orientation so that it allows the air to flow through for making ventilative cooling effective. Direct solar heat gain as representing a passive solar system is no less than fundamental for both vernacular and modern architecture with most appropriate design of geometry associated with wall orientation. Various suggestions are given for architects to consider how to apply vernacular technologies to the design of modern architecture.
Beauty from Sustainability? Harvard Design Magazine 30: (Sustainability) + Pleasure
  • I Abalos
Abalos, I., 2009. Beauty from Sustainability? Harvard Design Magazine 30: (Sustainability) + Pleasure, vol.1, 14-17.