Cortinas verdes na arquitetura : desempenho no controle solar e na eficiência energética de edificações

Abstract

As cortinas verdes caracterizam-se pelo plantio e desenvolvimento de uma vegetação trepadeira, com auxílio de suportes, posicionada em frente e afastada das superfícies verticais da edificação. Seu aspecto funcional mais relevante está associado à capacidade de proporcionar sombra, atuando como dispositivo de controle solar em arquitetura. Diferente dos sistemas convencionais, o uso da vegetação apresenta benefícios em termos de desempenho, na medida que responde de forma dinâmica às variações do clima e das estações, além de ser um elemento natural e de baixo impacto ambiental, o que vai ao encontro às premissas de uma arquitetura mais sustentável. Desta forma, o objetivo principal desta tese consiste no estudo da aplicabilidade das cortinas verdes como elemento de controle solar em arquitetura, com ênfase em sua contribuição para a eficiência energética de edificações, no contexto climático brasileiro. Para tanto, primeiro foi realizado o embasamento e a discussão teórica sobre o tema, reforçando sua pertinência e relevância, observando o atual estado da arte das pesquisas científicas na área e apresentando exemplares arquitetônicos executados com as cortinas verdes. A seguir, um estudo experimental foi conduzido, com vistas a gerar parâmetros médios sobre a capacidade de sombreamento de quatro diferentes espécies trepadeiras, determinando o Percentual de Transmissão Solar em cada mês, durante um ano de avaliação. Por fim, foram realizadas simulações computacionais de eficiência energética em uma edificação genérica de escritórios, utilizando os dados originados no experimento e comparando o desempenho das cortinas verdes com outros sistemas de sombreamento convencionais. Os resultados do experimento demonstraram o comportamento dinâmico e particular de cada espécie no que diz respeito à capacidade de proporcionar sombra, dependendo da época do ano e de suas características formais. Já quanto aos dados obtidos com as simulações, a maioria dos resultados foi favorável ao uso das cortinas verdes no controle solar da edificação, resultando em economia de energia para refrigeração ou aquecimento artificial, dependendo da região climática e da espécie considerada. Assim, as principais conclusões desta pesquisa estão relacionadas ao potencial positivo do uso das cortinas verdes em arquitetura, atendendo ao duplo propósito da funcionalidade e da expressão formal. As espécies de trepadeiras apropriadas dependerão de cada região, embora, de uma forma geral, as decíduas serão mais favoráveis em climas com estação quente e fria, enquanto as perenes serão mais adequadas para uso em edificações de climas com predomínio de altas temperaturas o ano todo.

Green curtains are characterized by planting and development of climbing vegetation, by the use of supports, positioned in front of vertical surfaces of a building and away from these. Its most important functional aspect is associated to the ability to provide shade, acting as a solar control device in architecture. Different from conventional systems, the use of vegetation shows benefits in terms of performance, as it responds dynamically to changes in climate and seasons, besides it is a natural and low environmental impact element, which is coherent regards to the assumptions of a more sustainable architecture. Thus, the main goal of this thesis is the analysis of the applicability of green curtains as solar control element in architecture, with emphasis on their contribution to the energy efficiency of buildings in the context of Brazilian climate. For this, first of all it has been accomplished the theoretical basement and discussion on the subject, by enhancing its relevance and pertinence, observing the current context of scientific research in the area and presenting architectural projects executed using green curtains. After, an experimental analysis was conducted in order to generate mean parameters on the ability of shading of four different species of climbing plants, determining the Solar Transmission Percentage in each month during a year of observing. Finally, computer simulations of energy efficiency were executed in a generic office building, using data derived in the experiment and comparing the performance of green curtains with other conventional shading systems. The results of the experiment demonstrated the dynamic and particular behavior of each species in relation to the ability of providing shade, depending on the season of the year and its formal characteristics. Regards to the data obtained from simulations, most of results were favorable to the use of green curtain sinthe solar control of the building, which saves energy for artificial heating or cooling, depending on the climatic region and the species concerned. Thus, the main conclusions of this research are related to the positive potential of using green curtains in architecture, serving both purposes of functionality and formal expression. The fact of one or more species of climbing plants be appropriate depend on each region, although, in general, the deciduous plants are more favorable in climates with hot and cold seasons, while perennial plants are more appropriate for the use in buildings with a predominance of high temperatures throughout the year.