Como projetar casas auto sustentáveis

É do conhecimento geral o impacto que a construção tem nas emissões de gases que produzem efeito estufa.

Com essa preocupação em mente, associada aos custos inerentes à nova construção e/ou reabilitação de construções existentes, surge a responsabilidade de estudar, pensar e aplicar novas formas de projetar e construir.

São cada vez mais e melhores os estudos e projetos piloto de construções sustentáveis e de impacto nulo ou mesmo negativo na pegada de carbono.

A abordagem tem de ser feita em duas frentes garantindo por um lado a melhoria e otimização das fontes de energia renovável disponíveis, por outro a convicção de que essa energia não se baste para si mesma mas na verdade se exceda e torne disponível para outros utilizadores.

A habitação auto-sustentável enquadra-se no futuro que se pretende construir, adicionando valor, melhorando o ambiente em que nos inserimos, criando espaços saudáveis e lares acolhedores.

Os recursos naturais do planeta têm vindo a ser consumidos a um ritmo alucinante.

A industria automóvel, em particular, tem desenvolvido um trabalho fascinante com carros elétricos, remetendo-se à utilização de uma fração da energia utilizada, comparando com carros a gasolina ou a diesel.

Felizmente várias outras industrias têm despertado para esta causa, analisando o impacto que os seus produtos têm no planeta e desenvolvendo alternativas que causem menor dano.

Na construção

Casa da Memória, em Guimarães, distinguida com o segundo lugar do prémio Europeu de Turismo Cultural Sustentável da parte da European Cultural Tourism Network (ECTN)

Ao nível da construção, o avanço da tecnologia tem permitido garantir o aumento da eficiência energética em nova construção e reabilitação do existente, sem compromisso da parte estética, aumentando mesmo a segurança e o conforto.

Manter o foco na eficiência energética, como centro do processo global da melhoria do impacto da construção, tem-se revelado uma das melhores e mais rápidas formas de garantir bons resultados.

Os projetos de habitação sustentável desenvolvidos visam a utilização de energia passiva, como a luz do sol, do vento ou de água natural, bem como o calor naturalmente produzido pelo corpo Humano ou mesmo eletrodomésticos, como fontes de energia centrais e primárias.

Por outras palavras, tirar partido das fontes de energia naturalmente proporcionadas pelo planeta, amplificando-as, garante a redução da pegada ecológica, sustentando edifícios que requerem pouca ou nenhuma energia para manter o aquecimento ou arrefecimento do espaço e a subsistência da sua habitabilidade.

Na conceção de uma casa auto-sustentável tira-se ainda partido do tamanho, da forma, da orientação da construção e sua inserção na forma natural do terreno, a sua hermeticidade, com a escolha de materiais e métodos construtivos rigorosos, ventilação natural e capacidade de recuperação de calor.

Casas auto sustentáveis, ou “Zero carbono”, são as que, em teoria, produzem zero emissões de CO₂ (dióxido de carbono).

Em casos extremos, alguns projetos conseguem mesmo produzir emissões “negativas”, o que significa que a sua construção, além do impacto nulo na envolvente, ainda devolve ao ambiente mais do que recebe. Mas este será um tema a desenvolver noutro artigo…

Nas casas auto sustentáveis as emissões são reduzidas garças ao cumprimento escrupuloso de padrões de eficiência energética rigorosos, com base em tecnologias de aquecimento e refrigeração energeticamente eficientes como painéis solares ou torres eólicas, por exemplo, ambos formas de compensação do impacto energético.

Estes projetos incluem ainda um sistema de ventilação mecânica eficiente, que garanta o fluxo de ar dentro e fora do edifício como fator determinante na determinação da quantidade de aquecimento adicional eventualmente necessário.

“Casa em Urbanização Experimental Bioclimática”, Estúdio José Luis Rodríguez Gil, Canárias

Se o sistema global for eficiente, o calor e a energia gerados em casa, permanecem em casa.

Em construções urbanas, pode ainda tirar-se partido da envolvente de cada edifício, tendo em conta o aglomerado de edificações em detrimento da edificação isolada de uma vivenda, por exemplo.

De referir ainda que, no caso da edificação urbana, alguns sistemas energéticos não são totalmente utilizáveis, como é o caso das torres eólicas, por exemplo.

Atingir o padrão ideal da construção auto sustentável depende largamente das condições climáticas da região da implantação.

Soleta, Justin Capra Foundation for Investment and Sustainable Technologies (FITS), Romenia

Genericamente estão em causa os níveis de isolamento, o alto desempenho de janelas e portas, uma rede de construção hermética, métodos construtivos sem pontes térmicas e sistemas de ventilação mecânica com recuperação de calor altamente eficientes.

O sistema de isolamento a aplicar terá por ventura o maior impacto na construção, nomeadamente ao nível dos ganhos de calor, durante o Verão, e perdas, no Inverno, bem como à maior ou menor rapidez com que a energia é ou não dissipada.

A introdução de aberturas em fachadas, portas ou janelas, remete sempre para quebras na eficiência global que se pretende pelo que é urgente a escolha de materiais, equipamentos e novamente métodos construtivos, que minimizem esse impacto. Inclui-se, neste ponto a necessidade de associar, à inserção de janelas e portas, a orientação da construção.

A garantia de estanquicidade dentro do edificado deverá ser assegurada por membranas adequadas e revestimentos de alta performance, prevenindo desconforto geral ou mesmo o aparecimento de focos de humidade.

O consumo de energia causado pelas perdas ou ganhos de energia através da fachada também pode ser drasticamente reduzido assumindo simplesmente uma área de implantação retangular, com transmitância térmica igual para as paredes e o telhado; com transmissão zero através do solo e projetando um edifício com uma relação entre a fachada sul e leste de 1 e 2: a forma ideal de construção em vista de ganhos e perdas de energia na fachada é alcançada. Por outro lado, idealmente, a altura deve ser igual à metade do comprimento de um lado.

À medida que a altura aumenta, o consumo de energia do edifício também aumenta por ser necessária energia para transportar pessoas, refrigeração, aquecimento e água.

As juntas construtivas são também uma via de derivação termicamente condutora para perda de calor e devem ser reduzidas ou eliminadas, sempre que possível, seja ao nível de projeto ou na execução desses elementos, com introdução de material adequado.

A garantia da manutenção da boa qualidade do ar interior implica um bom sistema de ventilação mecânica e de recuperação de calor com uma recuperação de calor superior a 75% e baixa potência de ventilador. Pretende-se a eliminação de odores indesejados, humidade e dióxido de carbono, produzidos pelos utilizadores, com ar fresco.

Obviamente que se podem simplesmente abrir as janelas, a gosto, mas para garantir as taxas de ventilação adequadas seria necessário abrir todas as janelas pelo menos uma vez a cada três horas durante alguns 5 a 10 minutos de cada vez, mesmo durante a noite. Isso, obviamente, seria impraticável e causaria perdas de calor inaceitáveis.

Equipamentos mecânicos adequadamente dimensionados, dimensionadas a cada caso especifico, dependente da utilização geral do edifício, da sua ocupação e restantes variáveis decorrentes da implantação da construção, garantem mais uma vez o equilíbrio energético pretendido.

Conclui-se que a construção de uma habitação auto sustentável é produto da colaboração de várias especialidades, com foco único na minimização do seu impacto, após implantação, garantindo o máximo conforto na sua utilização.

Artigo de:Ana Pereira

Senior Civil Eng|Reinforcement and Rehabilitation of Structures|Microsoft Project

Projeto EcoCasa Portuguesa

 Os promotores da EcoCasa Portuguesa, desígnio que nasceu nas redes sociais, querem construir uma casa amiga do ambiente 100% portuguesa. Desde o projecto de arquitectura aos materiais utilizados, a ideia é que tudo seja made in Portugal e fornecido graciosamente.

«A casa modelo será uma forma de os ‘embaixadores’ promoverem os seus produtos e serviços», explica João Monge Ferreira. A primeira habitação, é um projecto com «uma forte componente pedagógica ambiental», acrescenta.



O também criador do movimento Novos Rurais – que promove o regresso à vida no campo – adianta que o Alentejo e o Algarve são as localizações que estão a ser estudadas, mas o objectivo é que a casa se «adapte aos diversos climas, relevos e matérias-primas de cada região», até porque o futuro do projecto passa pela sua comercialização. «É o aproveitamento e sintonia com o meio ambiente que está na base da arquitectura bioclimática», explica João.


O Sol é «um dos principais elementos a ter em conta, pois o seu aproveitamento, quer em termos térmicos, quer em termos de iluminação, será a peça chave para construção de um edifício sem consumo de energia». Os materiais escolhidos têm um «bom desempenho ambiental e energético», permitindo reduzir o consumo de electricidade – «uma vez que o conforto interior é facilmente alcançado sem recurso a aparelhos de climatização» – e a emissão de gases com efeito de estufa.

Eco Casas - Casa em Pedra

Casa em Pedra – Namibe, em Angola.

OMAHUA, que significa pedra, é uma reserva turística situada no sul da Província do Namibe, em Angola, a cerca de 150 Km da cidade de Namibe, na estrada que liga ao Parque Nacional do Iona e à Foz do Cunene, na fronteira com a Namíbia. É um local lindíssimo, com savanas loiras e picadas de terra vermelha, cheia de espinheiros dispersos pela planície rodeada de calhaus e pedras enormes, de granito vermelho, roladas, apresentando formas estranhamente escultóricas a desafiar a imaginação.

EcoCasa Portuguesa 

Eco Casas - Isolamento Térmico

Muito cimento, poucos espaços verdes. Muito consumo, poucas fontes de energia sustentáveis. Muito conforto, pouco respeito pela natureza. Construir uma casa ecológica é uma acção responsável.

O isolamento térmico é um dos mais importantes aspectos na construção de uma casa sustentável. 

Um bom isolamento diminui excessivas trocas térmicas entre interior e exterior, impedindo perdas de calor nos dias frios e sobreaquecimento nas estações quentes. O material de isolamento deverá ter um baixo índice de condutibilidade térmica e baixa energia incorporada.

O aglomerado de cortiça é uma matéria prima completamente natural e renovável. É extraída do sobreiro, uma árvore que subsiste sem recurso a herbicidas químicos, fertilizantes ou irrigação. É um bom – e duradouro – isolante acústico e térmico.

Na construção, a lã de rocha é, também, commumente utilizada. O seu fabrico implica gasto de energia e gera emissões de CO₂. No entanto, quando bem utilizado, e no que ao isolamento térmico concerne, economiza muita energia, superando este impacto negativo. O mesmo acontece com a lã de vidro.

A espuma de poliuretano é, igualmente, um bom isolante térmico. O seu fabrico não comporta riscos para a saúde ou para o ambiente e consome pouca energia. Para além disso, é produzida sem utilizar gases CPC e HCFC que destroem a camada de ozono.

Se optar por poliestireno extrudido, escolha uma marca que produza este material sem gases, indo de encontro às directivas europeias.

Energias Renováveis

Diz-se que uma fonte de energia é renovável quando não é possível estabelecer um fim temporal para a sua utilização. É o caso do calor emitido pelo sol, da existência do vento, das marés ou dos cursos de água. As energias renováveis são virtualmente inesgotáveis, mas limitadas em termos da quantidade de energia que é possível extrair em cada momento.

Existem diversas tecnologias de energias renováveis/alternativas:
- solar térmico;
- solar fotovoltaico;
- eólica;
- bomba de calor geotérmica;
- recuperadores de calor e sistemas a pellets.

Solar térmico:
Os painéis solares térmicos têm um leque de opções muito variado em termos de tecnologia. Para o uso doméstico as principais são:

- colectores planos – são os mais comuns, sendo utilizados para a produção de água quente a temperaturas inferiores a 60 ºC;

- CPC (concentradores parabólicos compostos) - combinam as propriedades dos colectores planos (podem ser fixos e captam a radiação difusa) com a capacidade de produzirem água quente a temperaturas mais elevadas (>70ºC). O seu rendimento é maior que o dos colectores planos.

Relativamente ao tipo de sistema estes podem ser de:
- circulação em termosifão - funciona pelo principio de que um fluido quente é menos denso do que um fluido frio, fazendo com que o quente suba e o frio desça. Assim, neste sistema, a água aquecida pelo Sol no colector sobe, "empurrando" a água mais fria do depósito para baixo, forçando-a a tomar o seu lugar; esta subirá novamente quando por sua vez for aquecida. Este sistema não precisa de uma bomba para movimentar o fluído, mas o depósito tem que ser instalado acima do colector, o que normalmente significa ficar no telhado e portanto visível.

- circulação forçada – recorre a uma bomba para movimentar o fluido térmico. Este sistema é necessário quando não é viável a colocação do depósito acima dos colectores e também para os grandes sistemas em geral. A desvantagem é ser mais dispendioso.
Os sistemas solar térmicos também podem ser classificados como:
- directos - em que o sol aquece directamente a água; ou
- indirectos – em que o sol aquece um líquido que por sua vez vai aquecer a água; este sistema é indicado para locais em que as temperaturas atingem valores muito baixos.

Solar fotovoltaico:

A energia fotovoltaica pode ser produzida de várias formas, com grandes variações de eficiência e custos.

Os três tipos mais comuns de células solares são:

- Silício monocristalino: é o mais eficiente dos sistemas comerciais, com uma boa relação qualidade/custo, pois requer uma menor área de captação face a outros sistemas;
- Silício policristalino: tem uma eficiência média e um tempo de vida útil menor do que o monocristalino;
- Silício amorfo: apresenta uma baixa eficiência, sendo usado maioritariamente em produtos de uso pessoal como relógios e calculadoras. O seu tempo de vida útil é inferior aos dois tipos de células anteriores.

Os sistemas fotovoltaicos têm uma cobertura (em vidro ou plástico), que protege as células fotovoltaicas dos elementos naturais (vento, chuva), embora diminua o rendimento das células ao criar um efeito de estufa.

Esta tecnologia encontra-se hoje em franca evolução, caminhando cada vez mais para um rendimento consideravelmente superior. Por outro lado, estão também em desenvolvimento células de baixo rendimento, mas com um custo de aquisição bastante acessível, podendo contribuir para uma maior implementação desta fonte de energia.

Eólico:
O aerogerador é um bom investimento quer isolado quer como complemento de um sistema fotovoltaico, uma vez que o seu bom funcionamento no Inverno e de noite, compensa a pouca energia fornecida pelo fotovoltaico nestas alturas.
Existem essencialmente dois tipos de turbinas eólicas:  
- de eixo horizontal: são o tipo de turbinas mais comuns, como as aplicadas na maior parte dos parques eólicos. Actualmente a maior parte é constituída por três pás, existindo no entanto turbinas com duas e apenas uma pá (eventualmente com menor custo em material). A principal desvantagem destas turbinas com duas ou uma pá é a menor estabilidade da estrutura.

- de eixo vertical: Estas turbinas, mais invulgares, são mais indicadas para o meio urbano do que as de eixo horizontal, pois reagem melhor ao vento variável ou incerto que caracteriza deste meio (o seu comportamento neste espaço é uma incógnita). Por outro lado, precisam de uma velocidade de iniciação mais baixa.

Bomba de calor geotérmica:

A bomba de calor é um sistema de aquecimento e arrefecimento, com a possibilidade de alternar entre os dois modos, carregando num botão instalado no seu termóstato interior. No modo de arrefecimento, a bomba de calor extrai o calor da casa e transfere-o para a terra através do permutador instalado no subsolo.

Existem dois modelos básicos de permutadores: abertos e fechados.

Loops Abertos - Este termo é normalmente utilizado para descrever sistemas de bombas de calor de subsolo que utilizam as águas subterrâneas como fonte de aquecimento ou arrefecimento. A água circula pela bomba de calor de onde é extraída ou adicionada a sua temperatura, sendo depois depositada no subsolo de maneira apropriada. Como as águas subterrâneas apresentam uma temperatura mais ou menos constante ao longo do ano, acabam por ser uma excelente forma de energia térmica.

Loops Fechados - Este termo refere-se a sistemas de bombas de calor de subsolo que utilizem como fonte de energia térmica um ‘loop' contínuo de tubos PAED que se encontram no subsolo e fazem a permuta de calor. Estes tubos são ligados à bomba de calor situada no interior da casa, formando um ‘loop' selado e subterrâneo por onde circula a solução aquosa. Ao contrário do ‘loop' aberto, que utiliza as águas subterrâneas, um ‘loop' fechado faz movimentar a solução aquosa, circulando, assim também a temperatura do subsolo.

Recuperadores de calor e sistemas a pellets:
A lareira é um sistema de aquecimento geralmente atractivo. No entanto, se for uma lareira aberta, acaba por se tornar num sistema altamente ineficiente por aquecer muito pouco a habitação devido à dispersão do calor, servindo mais como elemento decorativo.
Assim, quem escolher a lareira como modo de aquecimento, deve considerar a utilização de uma lareira fechada ou com recuperador de calor. Este sistema permite fazer uma melhor gestão da queima da lenha, reduzindo o seu consumo e fornecendo muito mais calor à habitação.
Em alternativa, pode-se ainda optar por um sistema a pellets, semelhante a uma salamandra, mas que em vez de utilizar lenha, queima estes restos de madeira prensados e granulados, provenientes da limpeza de florestas e dos restos da indústria da madeira.

Dois mil livros gratuitos sobre bioconstrução e permacultura

A plataforma virtual Ideas Verdes disponibilizou uma biblioteca com mais de dois mil livros, artigos e documentos gratuitos sobre bioconstrução, permacultura, agroecologia e sustentabilidade. Assuntos que desde os anos 1990 vêm sendo discutidos na agenda global e que na última década ganharam ainda mais peso devido aos efeitos já sensíveis da mudança climática em diversas partes do mundo, a biblioteca gratuita, com títulos em espanhol e inglês, pode ser uma fonte bastante útil para arquitetos, planejadores e paisagistas.

Em sua página oficial, a plataforma compilou uma lista resumida de títulos voltados ao estudo da permacultura, agroecologia e bioconstrução. Veja as sugestões a seguir: 

PERMACULTURA  E AGROECOLOGIA

• John Seymour – El Agricultor Autosuficiente
• John Seymour – La Vida En El Campo
• Fukuoka – La Revolucion De Una Brizna De Paja
• Fukuoka – La Senda Del Cultivo Natural
• Bill Mollison – Introduccion A La Permacultura 
• Bill Mollison – La Parabola Del Pollo
• Bill Mollison – El Momento Mas Terrible Del Dia
• David Holmgren – La escencia de la permacultura 
• David Holmgren – Dinero Vs Energía fósil 
• Emilia Hazelip – Coleccion De Agricultura Sinergica
• Jairo Restrepo – ABC agricultura organica y harina de rocas
• Jairo Restrepo – Abonos Organicos Fermentados
• G.E. Xoriguer – Manual Practico para Construir Cajas Nidos
• Mariano Bueno – Como Hacer Un Buen Compost
• Josep Rosello – Como Obtener Tus Propias Semillas
• Jerome Goust – El Placer De Obtener Tus Semillas
• J. Fernandez-Pola – Cultivo De Plantas Medicinales Y Aromaticas

 BIOCONSTRUÇÃO

• Predes – Construccion De Vivienda En Adobe
• Gernot Minke – Manual De Construcción Con Paja
• Gernot Minke – Manual De Construccion En Tierra
• Gernot Minke – Techos Verdes
• Johan Van Lengen – Cantos Del Arquitecto Descalzo
• Johnny Salazar – Construyendo Con COB
• Elias Rosales Escalante – Manual De Tratamiento De Aguas Grises
• Bill Steen – La Casa De Fardos De Paja
• Lourdes Castillo Castillo – Sanitario Ecológico Seco
• Gustavo San Juan – Manual De Construccion De Calentador Solar De Agua
• Pedro M. Molina – Como Hacer Hornos De Barro

Para acessar os mais de dois mil livros gratuitos para download clique aqui e navegue na biblioteca digital do Ideas Verdes.