Como uma técnica de design antiga pode nos ajudar a sobreviver ao calor extremo, sem a necessidade de AC

O design passivo pode manter nossas casas frescas?

Como uma técnica de design antiga pode nos ajudar a sobreviver ao calor extremo, sem a necessidade de AC

No final de junho, quando as temperaturas subiram para 115 graus em Portland, Oregon , casas e edifícios em todo o noroeste do Pacífico foram pegos desprevenidos. A maioria foi projetada para temperaturas muito mais baixas, com isolamento e ventilação ajustados para lidar com altos e baixos moderados. Normalmente, mesmo em dias quentes, as baixas noturnas são frias o suficiente para reduzir a temperatura geral dos edifícios, evitando que se transformem em fornos de assar. O ar condicionado era normalmente irrelevante e os edifícios geralmente podiam ficar confortáveis ​​de forma passiva ou sem muita intervenção.

Mas isso foi antes. A onda de calor mostrou que as temperaturas podem e provavelmente continuarão a ser mais altas do que nas décadas anteriores. O controle de temperatura de baixo ou nenhum esforço que foi projetado nas casas da região provavelmente não será capaz de acompanhar, de acordo com Mike Fowler, um arquiteto da Mithun com sede em Seattle. Vamos acabar com isso até o final da década. E isso foi revelador para muitas pessoas, diz ele.

Um novo tipo de projeto de construção será necessário no noroeste do Pacífico mais cedo do que a maioria das pessoas esperava, diz ele, mas as abordagens de projeto que são regularmente usadas em climas mais quentes e extremos oferecem algumas pistas de como a arquitetura precisará evoluir.



Arquitetos de todo o mundo estão projetando soluções para o aumento das temperaturas e ondas de calor mais frequentes. Novos materiais, técnicas avançadas de modelagem de calor e alguns princípios de design de longa data estão mostrando que, mesmo quando as temperaturas atingem picos inesperados, nossas casas e edifícios serão capazes de permanecer frios sem consumir grandes quantidades de energia.

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[Foto: Cortesia Jody D'Arcy]

Uma abordagem formal é um padrão de construção conhecido como Casa Passiva . Originalmente desenvolvido na Alemanha na década de 1990 e agora modificado para países e climas em todo o mundo, Passive House é um padrão baseado em desempenho que se baseia na criação de envelopes de construção apertados e com baixo consumo de energia - paredes, telhado e janelas com altura superior a nível normal de isolamento e vedação. Com janelas de vidros triplos, bombas de calor com eficiência energética e sistemas de parede altamente isolados, os edifícios da Passive House são praticamente herméticos e reduzem a quantidade de mudança de temperatura interna quando está muito quente ou muito frio, levando a economias de longo prazo nos custos de energia . A ideia de construção passiva remonta a séculos em todos os continentes, e é um conceito que está ganhando nova relevância em lugares como o noroeste do Pacífico.

Fowler é membro e ex-presidente da Casa Passiva Noroeste , um grupo regional que trabalha para conseguir que mais arquitetos e construtores apliquem esses princípios. O argumento é que você tem uma chance de investir na envolvente do seu edifício - as janelas, o telhado e as paredes, diz Fowler. Faça certo para que algo que você construiu agora seja resiliente no futuro.

[Foto: Cortesia Jody D'Arcy]

Ele diz que o número de projetos de casas passivas na região está crescendo. Mithun , onde Fowler é um associado sênior, tem quatro projetos em andamento que estão sendo projetados para atender aos Padrão da U.S. Passive House . Há muito mais interesse, há muito mais conhecimento, diz ele. Adoraria vê-lo ir mais rápido, mas certamente está tendendo para cima.

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Mesmo sem atender ao padrão oficial, muitas das ideias por trás da Passive House estão aparecendo em lugares onde o calor extremo é uma questão da vida diária. Em Phoenix, a empresa de arquitetura Studio Ma especializou-se em projetar elementos em seus edifícios que os mantêm frios de maneira passiva, usando sombreamento, beirais e cantiléveres para protegê-los do calor do deserto. Usando software de imagem térmica, a empresa analisou superfícies em Phoenix e descobriu que edifícios existentes com materiais mais pesados ​​como pedra e alvenaria em suas superfícies externas retêm muito mais calor do que edifícios com exteriores mais leves, como madeira. Ao usar materiais mais leves e com melhor isolamento na parte externa dos edifícios e limitar o calor que cai sobre eles, os edifícios podem ter temperaturas internas muito mais gerenciáveis, de acordo com Christopher Alt, o cofundador da empresa.

Algumas pessoas chamam de 'isolamento' porque o isolamento está do lado de fora, mas é muito dependente do clima em que você está, diz Alt. Como as pessoas em Oregon estão experimentando 115 graus, suas soluções provavelmente parecem diferentes das nossas, mas o mesmo tipo de pensamento se aplica.

[Foto: Cortesia de Marlene Imirzian & Associates Architects]

Eles colocaram essas ideias em prática em um novo prédio de 16 andares salão de residência em Phoenix para a Arizona State University. A empresa usou ferramentas de análise de luz do dia e energia para otimizar a orientação das janelas e adicionou pequenas facetas à fachada para permitir que parte dela se obscurecesse. Isso permite a entrada de luz do dia suficiente para o edifício para reduzir suas necessidades de iluminação e, ao mesmo tempo, minimizar o quanto o sol aquece o edifício. Christiana Moss, co-fundadora e sócia-gerente da empresa, diz que especialmente para grandes edifícios, os arquitetos precisarão prestar mais atenção ao calor que entra nos edifícios através de suas janelas. Neste ponto, é quase irresponsável não considerar suas proporções de envidraçamento e reduzir o vidro em suas fachadas, diz ela.

Esses tipos de conceitos de resfriamento passivo também podem ser acessíveis. Marlene Imirzian corre uma firma de arquitetura com escritórios em Phoenix e Escondido, Califórnia, e ela usou elementos de resfriamento passivos em muitos de seus projetos, incluindo sistemas que combinam sombreamento, janelas baixas operáveis ​​que puxam o ar frio para os edifícios e uma chaminé solar que libera o ar quente para fora do topo. Imirzian diz que esses elementos de design podem reduzir o uso de energia para cerca de um quarto do que as casas existentes usam. Não se trata de sistemas altamente especializados. É sobre o uso de fluxos naturais, protegendo o envidraçamento do ganho solar direto e projetando o [espaço fechado] para permitir o movimento do ar, diz ela.

A empresa de Imirzian aplicou essa ideia em sua entrada vencedora na competição de design de casa com energia líquida zero da cidade de Phoenix. Eles descobriram que implementar esses conceitos em uma casa de 2.100 pés quadrados custaria aproximadamente o mesmo para construir uma casa típica com ar condicionado, sem a necessidade de usar o ar condicionado quase com a mesma freqüência. O custo por metro quadrado torna-se um fator não. É realmente uma questão de projetar com esse desempenho em mente desde o início, diz Imirzian. Se começarmos a fazer bem essas casas unifamiliares, podemos reduzir significativamente o uso de energia.

porque eu não quero trabalhar

Mas ainda existem alguns obstáculos para implementar esses tipos de técnicas de design passivo. Ben Caine é um arquiteto em Perth, Austrália, que projeta casas para atender ao padrão de Casa Passiva, e ele diz que alguns dos exteriores mais leves e materiais de isolamento comumente usados ​​em projetos de Casa Passiva ainda são difíceis de conseguir na Austrália. Para coisas como fibra de madeira e isolamento de cânhamo, diz ele, o envio de materiais da Europa pode levar de quatro a cinco meses e ser quatro a cinco vezes mais caro do que os materiais convencionais. As cadeias de abastecimento e canais de distribuição para muitos desses materiais simplesmente não existem ainda, diz ele.

[Foto: Cortesia Studio Ma]

Ele ainda conseguiu implementar algumas técnicas de resfriamento passivo em projetos, incluindo uma casa que agora construiu para si mesmo. Ao se concentrar em manter o envelope do edifício apertado, adicionando tetos altos em algumas áreas da casa e usando ventiladores de teto eficientes, ele diz que foi capaz de reduzir o calor que entrava em casa e também diminuiu a necessidade de ar condicionado, embora não completamente.

Embora o ar condicionado seja condenado por desperdiçar energia, Caine diz que não é necessariamente mau; esfriar uma casa realmente leva menos energia do que aquecê-lo . Isso não significa que ele está ligando o A / C no máximo. Concentrando-se na vedação do ar e nas técnicas de resfriamento passivo, até mesmo casas em ambientes quentes como a Austrália podem reduzir a quantidade de tempo que precisam de ar-condicionado para ficarem confortáveis.

O que estamos procurando fazer é melhorar o que é chamado de mudança de fase, que é o tempo que leva para o calor extremo do lado de fora passar pela envolvente do edifício e chegar ao interior, diz Caine. Mesmo se você tiver ar-condicionado instalado como reserva, você o está usando muito menos com o uso desses materiais.

responda uma pergunta com uma pergunta

Com mais lugares começando a ver temperaturas mais altas, esses conceitos de design podem em breve se tornar uma parte mais comum da arquitetura. Imirzian, que está atualmente em negociações com construtores para desenvolver seu projeto de casa líquido zero para Phoenix, diz que é apenas uma questão de tempo antes que esses tipos de idéias de design se espalhem além de climas muito quentes. Acho que é muito, muito transferível em todo o mundo, diz ela.