JULHO 2014 AULAS DE PROJETO72

UMA PESQUISA CONSTANTE: PARA ILUMINAR E VENTILAR

PROJETOAULAS DE

João Filgueiras Lima, Lelé

ILUMINAÇÃO E VENTILAÇÃO NATURAIS NA

ARQUITETURA DE LELÉ

POR JORGE ISAAC PERÉN

au.pini.com.br/aueducacao

JORGE ISAAC PERÉN é arquiteto e urbanista pela USP, São Carlos, com mestrado pela

mesma instituição com o tema Ventilação e iluminação naturais na obra de João Filgueiras

Lima, Lelé: estudo dos hospitais da rede Sarah Kubitschek Fortaleza e Rio de Janeiro.

É estudante de doutorado no departamento de engenharia de construção civil da Escola

Politécnica da USP, São Paulo e pesquisador visitante na Eindhoven University of

Technology (TU/e), na Holanda, e consultor no escritório PP + Arquitetura Bioclimática

Download da matéria exclusivo para professores

As soluções de projeto, desde

a implantação e volumetria do

edifício até o desenvolvimento

de cada detalhe construtivo e de

fechamento, estão direcionadas

para a interação entre os princípios

da ventilação e iluminação naturais

e proteção da radiação solar direta,

visando ao conforto ambiental e à

eficiência energética.

A pesquisa contínua e a procura pela

otimização do projeto e das técnicas

construtivas foi uma característica

da obra do arquiteto João Filgueiras

Lima, Lelé, que deve ser perseguida

pelas novas gerações de arquitetos.

A participação no ciclo completo

do processo de produção da

edificação é fundamental e deve

ser um exercício diário. Entenda-se

pelo ciclo completo: concepção do

projeto, desenho técnico, constru- técnico, constru-, constru-

ção, manutenção e, especialmente,

a avaliação pós-ocupação. A única

maneira de saber se a solução proje-

tual sugerida funciona é verificando

seu uso quando está em ocupação.

Assim, a avaliação pós-ocupação é

uma das etapas mais importante do

processo de pesquisa e de otimiza-

ção, e que são evidentes em toda a

produção do Lelé. Esse processo de

pesquisa e otimização é ilustrado,

por exemplo, pela evolução dos

sheds da Rede de Hospitais Sarah

Kubitschek.

A relação das variáveis de conforto

térmico, iluminação e ventilação na-o, iluminação e ventilação na-

turais, conforto acústico e a interação

da infraestrutura com o sistema de

ventilação natural ou artificial são

presentes em todas as obras do ar-

quiteto Lelé. Soluções arquitetônicas

no projeto da Rodoviária de Ribeirão

Preto, nos Hospitais da Rede Sarah

e no Tribunal de Contas da União de

Cuiabá (TCU) ilustram como todas

as variáveis de conforto ambiental

podem ser consideradas em qualquer

tipo de programa, independentemen-

te da sua complexidade.

HOSPITAL DE TAGUATINGA, DF BRASÍLIA, DF

SALVADOR, BA FORTALEZA, CE RIO DE JANEIRO, RJ (REABILITAÇÃO INFANTIL)

HOSPITAIS SARAH KUBITSCHEK

1968 1975

1991 1992 2000-2001

JULHO 2014 AULAS DE PROJETO72

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A VENTILAÇÃO NATURAL ASCENDENTE

DISTRIBUIÇÃO DO PROGRAMA E ORIENTAÇÃO DO VOLUME

IMPLANTAÇÃO DO HOSPITAL SARAH FORTALEZA

RODOVIÁRIA DE RIBEIRÃO PRETO, SP

A orientação e a volumetria dos edi-

fícios projetados devem favorecer os

ventos predominantes. Isso é possível

mesmo em programas complexos,

caso dos hospitais. Um exemplo é o

hospital Sarah Kubitschek de Forta-

leza. Nesse hospital, os ambientes

passíveis de serem ventilados natural-

mente estão organizados de maneira a

receber o constante vento sudeste da

região. Áreas como recepção, sala de

espera, ambulatório, fisioterapia, entre

outras, estão localizadas na frente do

edifício para receber os ventos. O ar é

posteriormente extraído pelas abertu-

ras dos sheds, na parte superior.

Na implantação, destacam-se em

amarelo as áreas ventiladas natural-

mente e, em azul, os ambientes com

ar-condicionado. As salas que reque-

rem ar-condicionado, caso do centro

cirúrgico, radiologia, laboratórios, en-

tre outras, estão localizadas principal-

mente na parte posterior do edifício,

onde o potencial de ventilação natural

é limitado. Esses ambientes requerem

ventilação artificial para o controle da

umidade, da temperatura, da pressão

estática para evitar a disseminação de

bactérias e para o adequado funcio-

namento dos equipamentos. O bloco

vertical de internação está localizado

na parte sudoeste, acima do jardim

interno, para evitar ser uma barreira

ao vento.

A ventilação natural dinâmica

acontece pelo diferencial de pressão

(pressão positiva e negativa) gerado

na envoltória devido ao impacto do

vento com a edificação. A pressão

positiva é gerada nas superficies da

envoltória atingidas pelo vento. A

pressão negativa é gerada na parte

posterior à direção do vento ou nas

superficies que estão na “sombra

de vento”. O fluxo de ar se desloca

da região com pressão positiva até a

região com menor pressão ou com

pressão negativa. A forma da envoltó-

ria do edifício, caso dos sheds, cober-

turas e janelas, podem induzir essas

pressões de maneira a direcionar o

fluxo de ar nos ambientes internos.

Em Fortaleza, como na maioria dos

hospitais da Rede Sarah, os sheds

induzem a pressão negativa na parte

superior-posterior de maneira a

extrair o ar. Capta-se o ar pelas partes

inferiores do edifício e se extrai pela

parte superior, gerando um fluxo de

ar ascendente. Outro exemplo dessa

ventilação ascendente (extração do

ar pela parte superior) é a rodoviária

de Ribeirão Preto, interior de São

Paulo. Para minimizar o ganho de

calor por radiação de materiais como

o concreto e obter o ar mais fresco,

existem jardins de água e grama ao

redor da edificação.

ÁREA COM VENTILAÇÃO NATURAL – TRANSIÇÃO ÁREA COM AR-CONDICIONADO ÁREA VERDE

1 HALL

2 CENTRAL DE MACAS

3 INTERNAÇÃO

4 INFORMAÇÕES

5 ESPERA

6 ACESSO PRINCIPAL

7 RECEPÇÃO/MARCAÇÃO

DE CONSULTAS

8 FISIOTERAPIA

9 NEUROPSICOLOGIA

10 AMBULATÓRIO

11 OFICINAS ORTOPÉDICAS

12 INFORMÁTICA

13 CURATIVOS DO AMBULATÓRIO

14 RADIOLOGIA

15 RESSONÂNCIA MAGNÉTICA

16 ULTRASSOM

17 AUDITÓRIO

18 BIBLIOTECA

20 LABORATÓRIOS

23 CENTRO CIRÚRGICO

24 PRIMEIRO ESTÁGIO

32 JARDIM

33 JARDIM INTERNO

34 BOSQUE

35 ESPELHO D’ÁGUA

19 SALA DE AULA

21 ARQUIVO MÉDICO

22 VESTIÁRIOS

25 REFEITÓRIO

26 ESCOLA

DE EXCEPCIONAIS

27 RESIDÊNCIA MÉDICA

28 PÁTIO DE SERVIÇOS

29 ESTACIONAMENTO

30 PORTARIA

31 QUADRA

28

32

25 22 21 11

32

29

31

19

129

27

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26

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1

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8

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46 35

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5

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29

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14

1615

20 1823

2417

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0 50

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GERANDO A PRESSÃO POSITIVA: AS GALERIAS DE VENTILAÇÃO

SISTEMA DE VENTILAÇÃO NATURAL E/OU MECÂNICA: VELOCIDADE DO AR NAS GALERIAS DE VENTILAÇÃO COM O VENTILADOR LIGADO. NO FINAL DA GALERIA, ONDE A VELOCIDADE É DE 0.4 M/S, EXISTE UMA PRESSÃO POSITIVA QUE FAZ O AR SAIR E ENTRAR PELOS DIFUSORES DO NÍVEL SUPERIOR, A UMA VELOCIDADE DE 8.5 M/S

INDUZINDO A PRESSÃO NEGATIVA: OS SHEDS

VISTA DOS EXAUTORES DO INTERIOR DAS

GALERIAS

BOCAS DE SAÍDA DE AR DE DENTRO DAS

GALERIAS PARA OS AMBIENTES DO HOSPITAL

BOCA DE SAÍDA DE AR NOS

AMBULATÓRIOS

BOCAS DE SAÍDA DE AR DE DENTRO DAS

GALERIAS PARA OS AMBIENTES DO HOSPITAL

A pressão positiva é mantida nos

níveis inferiores do edifício de manei-

ra natural ou mecânica. As galerias

de ventilacão, além de facilitar a

manutenção, têm a função de captar

os ventos dominantes e manter a

pressão positiva necessária para obter

um fluxo ascendente. Na ausência

de ventos fortes, que garantam a

pressurização natural das galerias, a

pressão positiva é gerada por equipa-ão positiva é gerada por equipa-o positiva é gerada por equipa-

mentos mecânicos como exaustores

ou ventiladores. A pressão positiva

nas galerias e a pressão negativa na

parte superior-posterior do shed é

fundamental para gerar o fluxo de ar

ascendente que vai das galerias pres-

surizadas, no nível inferior do edifício,

passa pelos difusores nos ambientes

do hospital, e sai pelo nível superior

do shed, onde a pressão é menor ou

negativa.

O shed é um tipo de cobertura muito

explorado por Lelé nas suas obras,

especialmente nos hospitais. O shed

permite a entrada de luz natural de

maneira mais intensa e uniforme

que a obtida por janelas laterais. No

hospital Sarah Fortaleza, os níveis de

iluminação durante o dia estão, em

média, acima dos 500 lux. O shed

também permite a ventilação natural

dos ambientes e, dependendo da sua

orientação, pode funcionar como cap-

tador de vento ou como extrator do

ar quente. No caso dos hospitais da

rede Sarah, a maioria favorece o efeito

de sucção (funciona como extrator

de ar). Sua forma é fundamental para

induzir a pressão negativa na parte

posterior, onde está a janela de saída.

Essa pressão negativa provoca a

extração do ar de dentro do ambiente.

Dependendo da forma, pode-se incre-

mentar o fluxo de ar em até 20%. Nos

hospitais da rede Sarah, onde existe

o mesmo programa, com deman-

das similares de conforto térmico,

iluminação natural e ventilação,

observa-se uma constante evolução

no desenho do shed com o intuito de

otimizar seu funcionamento. SARAH BRASÍLIA

22 m/s

0 m 10 m 30 m 70 m 90 m 100 m

6,5 m/s

6,5 m/s

0,8 m/s 0,4 m/s

7 m/s 8,5 m/s

3,5 m/s 1,7 m/s4 m/s

foto

s Jo

rge

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c Pe

rén

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INDUZINDO A PRESSÃO NEGATIVA: SARAH SALVADOR

INDUZINDO A PRESSÃO NEGATIVA:SARAH FORTALEZA

INDUZINDO A PRESSÃO NEGATIVA:SARAH RIO DE JANEIRO – CENTRO DE REABILITAÇÃO

No Sarah Salvador, adaptou-se ao

shed uma pestana (ou testeira).

Trata-se de uma peça de metal

acoplada ao shed que funciona

como brise, protegendo os am-

bientes internos da radiação solar

direta. Essa proposta de shed teve

alguns problemas: devido ao calor,

a pestana sofria dilatações que de-

formavam a peça e, quando chovia,

havia problemas de infiltração; a

No Centro de Reabilitação Infantil

de Rio de Janeiro, localizado na Ilha

Pombeba, observa-se um desenho

mais evoluído. A treliça que dá forma

ao shed é uma peça única com seção

variável para economia de material.

Seu balanço faz a função da pestana.

Sob a superfície convexa, na parte

posterior do shed, aparece outra

superfície côncava, próxima à boca

da pestana foi pintada de azul para

reduzir o calor refletido para dentro

do ambiente; para também reduzir

o calor e o ruído ocasionado pela

chuva instalou-se, sob os brises da

pestana, um material termoacústico

de gramatura 600 g/m2 conhecido

vulgarmente como “bidim”. O bidim

é uma manta não-tecido de filamento

de poliéster, similar a um feltro.

superfície, com o formato invertido,

gerando o entreforro que serve de

duto do sistema de ar-condicionado.

No eixo central do shed, cria-se um

pé-direito maior, cujo vão superior

serve para a entrada da luz natu-

ral. No pé-direito menor do shed,

encontram-se os difusores

de ar-condicionado.

Nesse hospital ocorre uma clara

mudança no desenho dos sheds. Para

evitar o ganho de calor induzido pela

forma côncava do shed de Salvador,

inverteu-se a superfície frontal. Surge

então uma superfície convexa, que evita

a radiação de calor para dentro do shed.

Nessa solução, a pestana ou testeira

ainda é uma peça independente acopla-

da ao shed. O hospital possui galerias

de ventilação, mas, ao contrário do

Sarah Salvador, os ambientes possuem

uma única saída de ar, localizada na

parte inferior das paredes.

INDUZINDO A PRESSÃO NEGATIVA:SARAH BRASÍLIA – LAGO NORTE

Neste hospital, o shed é uma peça

única e o balanço da treliça faz a fun- e o balanço da treliça faz a fun-

ção da pestana ou testeira. Existem

também brises na boca dos sheds.

No Sarah Brasília existem galerias,

mas não têm a função de ventilar,

servem apenas para manutenção

da infraestrutura.

GALERIA DE

VENTILAÇÃO

SAÍDA DO ARSAÍDA DO AR

FUNCIONA COMO DUTO DE

PASSAGEM DO AR-CONDICIONADO,

NAS ÁREAS COMO A BIBLIOTECA

SAÍDA DO AR-CONDICIONADO

ABERTURA AUTOMATIZADA

DAS JANELAS

TESTEIRA TESTEIRA

CALOR REFLETIDO

PARA DENTRO

DO AMBIENTE

SAÍDA DE AR

CONTROLADA

MANUALMENTE

GALERIA DE VENTILAÇÃO

ÁREA PINTADA DE AZUL PARA MINIMIZAR O GANHO DE CALOR

MATERIAL

TERMOACÚSTICO

BRISE

JULHO 2014 AULAS DE PROJETO76

DIRECIONANDO O FLUXO DE AR: SISTEMAS DE FECHAMENTO AUTOMATIZADOS

SARAH RIO DE JANEIRO: FORRO BASCULANTE AUTOMATIZADO DE POLICARBONATO

CORTE – FORRO BASCULANTE

ABERTURAS LATERAIS TAMBÉM PROCURAM CAPTAR E DIRECIONAR O FLUXO DE AR

TRIBUNAL DE CONTAS DA UNIÃO, CUIABÁ:

ABERTURA LATERAL PARA DIRECIONAR O VENTO

VISTA INTERNA DA MESMA ABERTURA

No novo hospital Sarah Rio de Janei-

ro, Lelé quebrou o conceito de janela

com o forro basculante automatizado

de policarbonato. Este sistema tam-

bém foi utilizado em outros hospitais

como o Hospital Escola de São Car-

los, no interior de São Paulo. O forro

basculante é uma interface com o

exterior e funciona como um conjunto

de janelas basculantes para controle

e direcionamento do fluxo de ar e

iluminação natural. Um forro mais

simples, mas com o mesmo princípio

de ventilar e filtrar a luz natural, foi

utilizado em umas das salas do pri-

meiro hospital de reabilitação infantil,

localizado na Ilha do Governador, no

Rio de Janeiro.

VISTA DO SISTEMA DE PAINÉIS BASCULANTES

INSTALADOS NO HOSPITAL ESCOLA DE SÃO

CARLOS. FORRO SOBRE O AMBULATÓIRO

VISTA DO SISTEMA DE PAINÉIS AUTOMATIZADOS

BASCULANTES. FORRO DO CORREDOR LATERAL

DO HOSPITAL ESCOLA DE SÃO CARLOS

foto

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77

A EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS DE VENTILAÇÃO: INTERAÇÃO ENTRE VENTILAÇÃO ARTIFICIAL E NATURAL

EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS DE VENTILAÇÃO

PAINÉIS DE ARGAMASSA ARMADA EMPREGADOS

EM PISO E PAREDES

FIXAÇÃO NO PISO DA DIVISÓRIA DE

ARGAMASSA ARMADA

ESQUEMA DA FIXAÇÃO DOS PAINÉIS DE ARGAMASSA ARMADA

Dentre as obras do Lelé, chama a

atenção a rede de Hospitais Sarah,

especialmente o novo hospital

Sarah Rio de Janeiro. As soluções de

ventilação e iluminação naturais e seu

consequente nível de desenvolvimen-

to técnico é o nível ao que a arquite-

tura brasileira deve aspirar. Devido

ao sistema híbrido de ventilação (na-

tural, mecânica e artificial), à grande

cobertura em formato de shed e ao

novo forro de painéis basculantes,

considera-se o Sarah Rio de Janeiro a

principal referência e exemplo de uma

constante evolução.

MATERIAIS DA ENVOLTÓRIA

Para reduzir o ganho de calor nos

ambientes, os painéis internos e

externos de argamassa armada não

têm contato entre si, para evitar a

ponte térmica. A fixação atende a este

critério de conforto térmico.

HOSPITAL SARAH SALVADOR• SHED

• GALERIA COM EXAUSTORES

• NEBULIZADORES DENTRO DAS GALERIAS

• DUAS BOCAS (SAÍDAS) DE AR

HOSPITAL SARAH RIO DE JANEIRO• COBERTURA INDEPENDENTE EM FORMATO DE SHED

• PISO TÉCNICO

• ESPELHO D’ÁGUA SEM NEBULIZADORES (CLIMA QUENTE-ÚMIDO)

• UMA BOCA (SAÍDA) DE AR

HOSPITAL ESCOLA DE SÃO CARLOS• COBERTURA INDEPENDENTE EM FORMATO DE SHED

• NEBULIZADORES FORA DAS GALERIAS

• ESPELHO D’ÁGUA

• GALERIAS + PISO TÉCNICO

• DUAS BOCAS (SAÍDAS) DE AR

HOSPITAL SARAH FORTALEZA• SHED

• GALERIA COM EXAUSTORES

• NEBULIZADORES DENTRO DAS GALERIAS

• UMA BOCA (SAÍDA) DE AR

• ESPELHO D’ÁGUA

GALERIAS

GALERIAS E PISO TÉCNICOPISO TÉCNICO

INTRODUÇÃO ALTERAÇÃO