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Análise Bioclimática Numa Escola Estadual Na Cidade de Macapá-Amapá

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    1 Análise bioclimática numa escola estadual na cidade de Macapá-Amapá. Jânio de Aragão (1); Adailson Bartolomeu (2); João Bosco Botelho (3) Alexandre Rocha (4) (1) Arquiteto, janio.aragao@eln.gov.br (2) Msc., Professor do Curso de Arquitetura e Urbanismo CEAP, adailsonb@yahoo.com.br (3) Doutorando Erasmus,Universidade de Rotterdam, lissandro.botelho@gmail.com (4) Mestrando Universidade Federal do Pará, alex1606lr@yahoo.com.br Resumo : O crescimento das cidades evidencia a importância de buscar soluções que minimizem os impactos ambientais devido ao fato que a construção civil está entre as principais atividades geradoras de degradação ambiental. A arquitetura bioclimática, que relaciona o homem ao clima, otimiza as relações energéticas com o ambiente natural circundante através do projeto arquitetônico e de suas estratégias bioclimáticas estabelecidas, pensadas e desenvolvidas nos estudos prévios e nas intenções conscientes e comprometidas. Portanto, o projeto arquitetônico é a etapa mais adequada para implantação de diretrizes de sustentabilidade à edificação. No contexto das edificações escolares do  Estado do Amapá, foi desenvolvido um projeto padrão pela Secretaria de Infraestrutura - SEINF-AP, que  se insere como um edifício escolar definido de acordo com a racionalização construtiva para geração de economia na administração pública, no entanto, verificou-se que não houve a devida prioridade no resultado de seu desempenho ambiental. A implantação do projeto e sua configuração física no espaço de ensino deve se adaptar às características climáticas da região e do terreno onde poderá ser construído. Contudo, o presente trabalho constatou que a falta de flexibilidade nestes projetos acarretou condições desfavoráveis, principalmente no conforto térmico da edificação, que interferem na  produtividade, motivação, desempenho e concentração dos usuários. Palavras-chave : Arquitetura bioclimática; Edificação escolar padrão, conforto térmico.  Abstract  : Growth of cities shows the importance of seeking solutions that minimize the environmental impacts due to the fact that civil construction is among the activities that cause most environmental degradation. Bioclimatic architecture, that relates man to climate, optimizes the energy relations with the  surrounding natural environment through architectural designs and particular strategies. The architectural design is the most adequate stage for implementing sustainability guidelines in the building.  In the context of school building in the State of Amapá, the standard design developed by SEINF-AP asserts itself as a school building defined according to the construction rationalization for the generation of economy in public administration; however it has been found that due priority has not been given to the building environmental performance. The implantation of the building on the site and its physical configuration in the school environment should adapt itself to the climatic characteristics of the region and the terrain where it may be built. The lack of flexibility in these projects entails unfavorable conditions  –   especially thermal comfort in the building  –   which interfere in productivity, motivation and concentration of the users. Keywords : Bioclimatic architecture; standard school building, thermal comfort.      2 1.   INTRODUÇÃO O presente trabalho considera os princípios da arquitetura bioclimática, os fatores ambientais, o conforto do ser humano e as soluções da arquitetura no ambiente escolar construído. Macapá, a Capital do Estado do Amapá, possui, segundo dados do IBGE de 2012, população de 415.554 habitantes, e está localizada no extremo norte do Brasil, situada às margens do rio Amazonas. O clima equatorial úmido do local apresenta altas temperaturas, ventos de pouca velocidade, altos índices de umidade relativa do ar e precipitações abundantes com totais oscilando entre 30 e 400 mm mensais. Como consequência, tem-se um aumento na temperatura média anual, cujos registros indicam aproximadamente 27,1°C. Portanto, percebe-se a importância da implementação de estratégias para que se tenha conforto térmico nas edificações em função dessas características climáticas.  No bairro Valeverde está localizada a Escola Estadual Professora Jacinta Carvalho, inaugurada em 1º de Agosto de 2012, com capacidade para 1200 alunos, que segue o modelo protótipo de dois pavimentos com 16 salas de aula, quadra poliesportiva, refeitório, sala de informática, auditório e bloco administrativo, seguindo o projeto padrão estabelecido pela Secretaria de Infraestrutura do Estado do Amapá - SEINF. A padronização das edificações tem grandes vantagens como, por exemplo, a rapidez do  processo público de licitação, já que, definido o projeto arquitetônico, estrutural e os projetos complementares, não é necessária uma licitação específica permitindo somente os ajustes de implantação da edificação ao terreno. No entanto, se não forem levadas em consideração a localização e a orientação solar das edificações, obedecendo as características climáticas da região, a qualidade do edifício escolar  poderá ser afetada, comprometendo todo o investimento realizado. O resultado será um projeto que  poderá não atender as exigências de conforto para os usuários, ou seja, proporcionar ambiente propício e estimulante educacional. Segundo estudos realizados por Bartolomeu (2007), o fato de comumente os  profissionais que pensam o espaço construído não levarem em conta nas edificações e na urbanização das cidades equatoriais o comportamento do sol e as condições climáticas faz com que os habitantes convivam diariamente com muito desconforto térmico, tanto dentro das edificações como nos espaços abertos (ruas, praças e passeios). Esses, entretanto, buscam sanar tal problema desenvolvendo estratégias  para se adaptar ao clima local. Contudo, o foco principal deste trabalho foi baseado no conforto térmico nas edificações escolares, especificamente, com padrão pré-determinado, ou seja, cujo programa arquitetônico é estipulado pela modulação em função das salas de aula. A partir da padronização, os espaços de uma edificação escolar são organizados dentro de um determinado terreno considerando-se somente a legislação local vigente. Neste contexto, a adaptação do projeto arquitetônico ao clima de uma dada região e a escolha de materiais condizentes a este clima são fatores determinantes para se garantir uma arquitetura de boa qualidade, implicando em projetos racionalizados, reduzindo o consumo de energia e oferecer condições de satisfação térmica ao usuário (BERALDO, 2006). 2.   OBJETIVO O objetivo desse trabalho foi realizar uma analise bioclimática na arquitetura escolar atualmente desenvolvida no Estado do Amapá, onde se pretendeu responder à seguinte questão: “a implantação da edificação escolar padrão adotada na rede pública de ensino do Estado do Amapá possibilita um desempenho homogêneo dos aspectos do conforto térmico aos usuários?”. 3.   METODOLOGIA Os procedimentos metodológicos utilizados nesse trabalho partem da caracterização da escola E.E. Professora Jacinta Carvalho, escolhida como estudo de caso, com dados fornecidos pela Secretaria de infraestrutura do Estado do Amapá (SEINF), cujas instalações referem-se ao projeto protótipo padrão e das seguintes análises: das características bioclimáticas da região de estudo com a utilização do programa Climaticus 4.1; da ventilação em ambientes construídos com a utilização do programa Fluxovento; da Incidência solar e sombreamento das diversas fachadas da edificação em diferentes períodos do ano com a utilização do programa Heliodon2. Através do resultado de tais procedimentos procurou-se obter a    3 definição de recomendações conclusivas para o clima da localidade, como forma de contribuição para o ensino, pesquisa e aplicações práticas, visando adequação às prescrições normativas de desempenho térmico dos edifícios. 4.   CARACTERIZAÇÃO CLIMÁTICA DO LUGAR O território brasileiro tem seu clima mapeado e dividido em zonas bioclimáticas. Estas zonas têm relação com as características climáticas das diversas áreas do território, que não obedecem ao mapeamento  político ou divisão em estados ou regiões econômicas. A partir destes estudos e do seu respectivo mapa,  pode se obter o clima de cada cidade, e relacioná-lo através de dados que indicam as estratégias e diretrizes construtivas bioclimáticas recomendadas para cada local, onde será projetada e construída uma edificação. Estudos de pesquisadores relacionados aos climas de diversas partes do país, mapearam o território Brasileiro, dividindo-o em zonas bioclimáticas. Conforme figura abaixo, o Amapá esta na Z8 tendo como principal recomendação a ventilação cruzada, sombreamento das aberturas e refrigeração artificial. Segundo diagrama de Givoni 27,1% do ano Macapá apresenta características da Zona de ventilação. Esta situação se dá principalmente nas madrugadas de maio a setembro. Em 72,9% do ano a cidade de Macapá encontra-se na Zona que necessidade de condicionamento artificial. FIGURA 01 e 02: A esquerda o mapa de zoneamento climático do Brasil e estratégias recomendadas, a direita gráfico com dados da temperatura e umidade relativa para Macapá (Adaptado do ZBBR 1.1) Macapá encontra-se na latitude 00º 02' 20 N e longitude 51º 03' 59 W. Sua extensão territorial é 1.065,00 km². Nesta região, a irradiação solar global apresenta uma média anual de 584,4 Wh/m² dia. Localizada em zona tropical o clima do município é classificado como equatorial superúmido (quente e úmido), influência direta da floresta amazônica devido à sua localização geográfica (na linha do equador), com chuvas constantes, pequena amplitude térmica e sem estações climáticas definidas, observa-se para todo o período, que a temperatura média, média máxima e média mínima do ar foram da ordem de 26,8°C, 27,9°C e 25,7°C, respectivamente. Segundo os dados do Serviço de Meteorologia do Ministério da Agricultura (normas de 1931/1960), as maiores frequências anuais dos ventos para a cidade de Macapá são nordeste (29%), norte (10%) e leste (9%). A frequência nos demais é insignificante, a velocidade média entre 2,6 e 2,9m/s e a calmaria de 45% nos 12 meses” . 5.   EDIFICAÇÃO ESCOLAR PADRÃO A construção de escolas no sistema padronizado surgiu no Brasil a partir da década de 70 (Kowaltowski, 2005). A idéia era projetar um padrão único para que pudesse ser repetido em diferentes terrenos de diferentes municípios, alterando apenas a forma de implantação. Para o estudo de caso, foi feita uma análise do protótipo de edificação escolar do Governo do Estado do Amapá. Este padrão foi concebido em 2008 pela equipe técnica da Secretaria de Infra Estrutura do Estado  –   SEINF. Desde então as novas escolas do Estado do Amapá seguem rigorosamente o protótipo para rede de ensino público. O projeto apresenta uma tipologia com salas de aula voltadas para orientações opostas, divididas em quatro partes    4 com corredores voltados para o lado externo. Nesse padrão os blocos podem ser de dois ou três  pavimentos com 8, 12 ou 16 salas. Todos com biblioteca, auditório, quadra de esporte, refeitório etc. Esse protótipo de edificação escolar está orçado ao redor de R$ 4.000.000,00 (quatro milhões de reais). A  partir de 2008 o Governo do Amapá iniciou a construção de quatro escolas protótipo, como: Escola Estadual Profª. Jacinta Carvalho (Macapá); Escola Estadual Profª. Nanci Nina Costa (Macapá); Escola Estadual Elesbão (Santana) e a Escola Estadual Augusto dos Anjos, em fase de inauguração atualmente, em Macapá. Imagem 01 e 02: E.E. Augusto dos Anjos a esquerda e E.E. Profª Jacinta a direita (Aragão, 2012). A construção de uma nova unidade escolar envolve diversas etapas, desde a doação do terreno por parte do município, o processo de implantação do projeto padrão no terreno, a aprovação deste projeto pelos órgãos competentes, o processo licitatório até sua efetiva construção. 6.   ESCOLA ESTADUAL PROFESSORA JACINTA CARVALHO A escola Estadual professora Jacinta Carvalho localiza-se no bairro Vale Verde no município de Macapá em zona urbana a 0º02’S e 51º06’O, próximo ao distrito de fazendinha onde fica localizado o principal  balneário da cidade. O terreno disponibilizado para a escola contempla uma área de 7900m², sendo cercado por vegetação nativa e área de preservação á oeste, com acesso pela Rua da Marinha. Figura 03: Imagem aérea da escola O projeto executivo segue a proposta do protótipo de edificação escolar do Governo do Estado do Amapá e é dividido da seguinte forma: dois pavimentos com: 16 salas de aula; Sala de informática; Auditório; Biblioteca; Área administrativa; Sala de reunião; Sala de professores; Núcleo pedagógico; Quadra  poliesportiva; Refeitório e Banheiros. O projeto previu três blocos sendo o bloco principal retangular de
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