UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo

ÉRICA DA COSTA URBANO DE OLIVEIRA

MUART, muxarabi articulável:

Elemento arquitetônico de fachada com

integração entre identidade estética e

adaptabilidade à filtragem da luz natural.

Campinas

2019

ii

ÉRICA DA COSTA URBANO DE OLIVEIRA

MUART, MUXARABI ARTICULÁVEL:

ELEMENTO ARQUITETÔNICO DE FACHADA COM

INTEGRAÇÃO ENTRE IDENTIDADE ESTÉTICA E

ADAPTABILIDADE À FILTRAGEM DA LUZ NATURAL.

Dissertação de Mestrado

apresentada à Faculdade de

Engenharia Civil, Arquitetura e

Urbanismo da UNICAMP, para

obtenção do título de Mestra em

Arquitetura, Tecnologia e Cidade, na

área de Arquitetura, Tecnologia e

Cidade.

Orientadora: Prof.ª Dra. Ana Lucia Nogueira de Camargo Harris

ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA

DISSERTAÇÃO DEFENDIDA PELA ALUNA ÉRICA DA COSTA

URBANO DE OLIVEIRA, E ORIENTADA PELA PROFESSORA

DOUTORA ANA LUCIA NOGUEIRA DE CAMARGO HARRIS.

ASSINATURA DA ORIENTADORA

CAMPINAS

2019

iii

iv

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL, ARQUITETURA E

URBANISMO

MUART, MUXARABI ARTICULÁVEL:

ELEMENTO ARQUITETÔNICO DE FACHADA COM

INTEGRAÇÃO ENTRE IDENTIDADE ESTÉTICA E

ADAPTABILIDADE À FILTRAGEM DA LUZ NATURAL.

Érica da Costa Urbano de Oliveira

Dissertação de Mestrado aprovada pela Banca Examinadora, constituída por:

Prof.ª Dra. Ana Lucia Nogueira de Camargo Harris Presidente e Orientadora/FEC-UNICAMP

Prof.º Dr. Daniel de Carvalho Moreira FEC-UNICAMP

Prof.ª Dra. Denise Dantas USP

A Ata da Defesa, com as respectivas assinaturas dos membros encontra-se no SIGA/Sistema de Fluxo de Dissertação/Tese e na Secretaria do Programa da

Unidade.

Campinas, 26 de fevereiro de 2019.

v

DEDICATÓRIA

À força Divina.

À minha filha, Ana Clara, aqui representando as

crianças, para que lembremos que após nossas vidas, as

delas continuam... e que essa continuidade seja repleta de

sonhos bons!

Dedico à nossa missão de deixar um legado positivo

para melhorar o futuro dos nossos filhos e netos... e tantas

crianças que precisam e merecem nosso esforço...

Assim como meus avós fizeram por meus pais...,

Assim como estes fazem por meu irmão e por mim...,

Assim como meu marido e eu estamos fazendo pela

nossa descendência...

Minha dedicação é fruto do Acreditar...

Acreditar que nossas Famílias podem construir um

mundo melhor, com Amor, Estudo, Educação e Fé...

Forças que nos ajudam a realizar sonhos!

vi

AGRADECIMENTOS

À Vida como presente de Deus...

À Ana Lucia, com quem tenho aprendido além dos muxarabis, por acreditar em mim

e pela amizade que construímos em paralelo à dissertação.

À minha filhinha, Ana Clara, que mesmo querendo ficar com a mamãe, entendeu que

eu precisava estudar... por me inspirar e pela colaboração...

Ao meu marido, José Alfredo, por compreender a importância do mestrado, por

trabalhar por nossa família para que eu pudesse estudar e por me tirar do computador

para não me estressar quando eu já estava no meu limite...

Ao meu irmão e eng. civil, Júnior, pelos projetos que assumiu enquanto eu estudava...

À Alessandra pelas aulas e traduções de inglês...

À Joice, Giuliam e Jorge Luís, que auxiliaram com traduções e revisões de textos...

À Sayuri, Tábata e Fábio Locilento pela colaboração com maquetes e simulações.

Ao André pelo mecanismo do modelo, Juliano, Luciano e Roberta pela fabricação.

Aos técnicos Obadias e Daniel, do LACAF/FEC (Laboratório de Conforto Ambiental

de Física Aplicada) por emprestar e ensinar a utilizar o luxímetro.

Aos professores, por terem aceito e colaborado como membros da banca do exame

de Qualificação e de Defesa, Daniel de C. Moreira, Regina C. Ruschel, Lucila C.

Labaki e Stelamaris R. Beroli, da UNICAMP, e Denise Dantas e Sérgio L. Ferreira,

da USP. Aos demais professores, alunos e aos funcionários, especialmente da

Secretaria da Pós-Graduação e da Biblioteca BAE.

À Instituição de Ensino UNICAMP e à CAPES por acreditar e financiar esta pesquisa.

Ao profº Antônio Gleber Gonçalves Tibiriçá, por ter me orientado durante a Iniciação

Científica na UFV, cujo aprendizado contribuiu tanto para este mestrado...

Aos meus pais, Dorotéa e Donisete, por serem meus melhores exemplos do quanto

é importante estudar... por tamanha Força, Fé e Determinação e por cuidarem tão

bem da minha filha... junto com a equipe que se formou para cuidar dela para eu

estudar: marido, sogros Creusa e Nelson, e família, tia Cristina, e Cleonice...

O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento

de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES) – Código de Financiamento 001.

Muito obrigada a todos que ajudaram e rezaram para que eu realizasse este sonho!

vii

RESUMO

Os brises-soleil e os muxarabis são elementos utilizados em fachadas de edificações

com o intuito de servirem como filtros da luz solar incidente. Os brises-soleil, em geral,

apresentam boa produtividade industrial e permitem a agregação de sistemas de

articulação e automação. Por sua vez, os muxarabis clássicos exibem maiores

possibilidades formais no desenvolvimento de padrões no design de superfície. Se

por um lado os brises-soleil articulados proporcionam boa capacidade no

acompanhamento da dinâmica da luz natural incidente na fachada, por outro, os

muxarabis, apesar de fixos, oferecem boa capacidade na inserção de uma identidade

geométrica própria. Nesta pesquisa, partiu-se do pressuposto de que seria possível

desenvolver um novo elemento de fachada capaz de integrar os aspectos positivos

de ambos. Dando continuidade à um primeiro protótipo de muxarabi dinâmico,

realizou-se um estudo sobre possibilidades para o aperfeiçoamento desse elemento

e desenvolvimento de um novo artefato. O muxarabi dinâmico tinha um sistema

modular articulado por meio de uma rotação dupla de eixos paralelos que permitiu a

implementação de um design de superfície do módulo hueso. Na pesquisa atual,

fundamentada no método de Design Science Research, os tipos de objetos de

estudos selecionados foram comparados por meio de modelagens digitais e análises

físicas de um ambiente real que contém um brise-soleil articulado. Entre os resultados,

destacam-se as vantagens no uso de unidades modulares vazadas e foi possível a

integração das qualidades de ambos, possibilitando articulações e agregação de

identidade no design de sua superfície. Obteve-se um novo artefato denominado de

Muxarabi Articulado e Artístico (MuArt), o qual se apresenta, de modo promissor, como

uma alternativa no desenvolvimento de novos elementos para fachadas. Palavras-chave: Fachadas; Arquitetura - Detalhes; Modelos geométricos; Conforto térmico; Percepção visual.

viii

ABSTRACT

Brises-soleil and mashrabyia are elements used in facades of buildings in order to help

control solar incidence. Brises-soleil generally have good industrial serial productivity

and allow the integration of articulation and automation systems. In turn, classical

mashrabyia presents greater shape possibilities in the development of patterns in

surface design. If in one hand articulated brises-soleil provide decent capacity in

following the dynamics of natural light incidence on the facade, on the other hand, the

mashrabyia, although fixed, offers good capacity of inserting an authentic geometric

identity. In this research, it was assumed that it would be possible to develop a new

facade element capable of integrating the positive aspects of both. Carrying on with a

first prototype of dynamic mashrabyia that has been developed, a study was made on

possibilities of improvement of this element and development of a new artifact. The

dynamic mashrabyia had a modular articulated system provided by a double rotation

of parallel axes that allowed the implementation of a hueso module surface design. In

the current research, based on the Design Science Research method, the selected

study objects types were compared through digital modeling and physical analysis of

a real environment containing an articulated brise-soleil. Among the results, we

highlight the advantages in the use of hollow units, and it was possible to integrate the

qualities of both elements, enabling joints and identity aggregation in the surface

design. A new artefact called Articulated and Artistic Mashrabyia (MuArt) was obtained,

which is promisingly presented as an alternative in the development of new facade

elements.

Key-words: Facades; Architecture - Details; Geometric patterns; Thermal comfort;

Visual perception.

ix

Lista de Figuras

Figura 1. Nassif house in Jeddah. ........................................................................................ 24

Figura 2. Brise-soleil da fachada do MESP .......................................................................... 29

Figura 3. Fachada com brise-soleil, o EF, sua vista do interior e detalhe da forma. ............. 32

Figura 4. Brise-soleil 100 da empresa Reynaers .................................................................. 32

Figura 5. Visão externa de um muxarabi no Cairo, Egito ..................................................... 33

Figura 6. Muxarabi em la Alhambra ..................................................................................... 37

Figura 7. Muxarabi de Córdoba ........................................................................................... 37

Figura 8. Sobrado nº 7 ......................................................................................................... 37

Figura 9. Sobrado nº 28 ....................................................................................................... 37

Figura 10. Muxarabis modulares compondo padrões complexos de design de superfície. .. 38

Figura 11. Operações de simetria no plano ......................................................................... 39

Figura 12. Operações de simetria no plano para a composição do desenho hueso. ............ 40

Figura 13. Composição da super unidade modular a partir da figura hueso. ........................ 40

Figura 14. Estudo do padrão compositivo de Alhambra. ...................................................... 41

Figura 15. Primeiros estudos para fachadas dinâmicas com padrões do hueso. ................. 41

Figura 16. Ilustração da programação dos giros duplos do muxarabi dinâmico. .................. 42

Figura 17. Primeiros testes no protótipo inicial do muxarabi dinâmico. ................................ 42

Figura 18. Desenhado de Escher do padrão identificado em Alhambra. .............................. 42

Figura 19. Exemplos de possibilidades de padrões modulares que podem ser aplicados na

estrutura física do MuArt. ..................................................................................................... 43

Figura 20. Exemplos de desenhos modulares de M. Escher, passíveis de serem

implementados no MuArt. .................................................................................................... 43

Figura 21. Estudo temático do módulo intitulado Pássaro. ................................................... 45

Figura 22. Estudo temático do módulo intitulado Pássaro Onda .......................................... 45

Figura 23. Modelo com o EF “Pássaro-Onda”. ..................................................................... 45

Figura 24. "Pássaro Onda" desenvolvido no Rinoceros e GrassHopper .............................. 45

Figura 25. Fachadas com identidade: Prada (esquerda) e Dior (direita) .............................. 46

Figura 26. Desenho kaikui apoeká, da tribo indígena Wayana ............................................. 47

Figura 27. Cobogó inspirado no desenho kaikui apoeká ...................................................... 47

Figura 28. Desenvolvimento criativo do módulo “cobogós indígena” .................................... 47

Figura 29. Hueso como revestimento em parede ................................................................. 48

Figura 30. Estudo com maquete física do módulo hueso em composição para fachada ...... 48

Figura 31. Par de painéis compostos com as mesmas unidades modulares ....................... 49

Figura 32. Painéis com variação de módulos ....................................................................... 49

Figura 33. Painel com variação da escala da unidade modular ........................................... 49

x

Figura 34. Efeito luz e sombra de uma placa de muxarabi ................................................... 49

Figura 35. Instituto do Mundo Árabe, Paris - Ateliê Jean Nouvel ......................................... 51

Figura 36. Fachada para Al Bahr Towers - Aedas Architects ............................................... 51

Figura 37. Kiefer Technik Showroom, 2007. ........................................................................ 52

Figura 38.Exterior do SDU Campus Kolding ........................................................................ 52

Figura 39.Detalhe da persiana triangular de aço perfurado.................................................. 52

Figura 40. Eixos paralelos do Muxarabi Dinâmico ............................................................... 54

Figura 41. Simulações de utilização com movimento. .......................................................... 54

Figura 42. Detalhe da engrenagem. ..................................................................................... 55

Figura 43. Primeiro protótipo. ............................................................................................... 55

Figura 44. Possibilidades rotação dos módulos e composições geométricas ...................... 55

Figura 45. Croquis de possibilidades de tamanho do módulo, cores e transparência. ......... 55

Figura 46. Fluxograma do método Design Science Research .............................................. 57

Figura 47. Experimento DSR comparando qualidades dos objetos de estudo e do artefato 58

Figura 48. Situação do prédio da FEC/UNICAMP com fachada da sala CA25 com orientação

Leste. ................................................................................................................................... 61

Figura 49. Modelagem digital da fachada Leste do bloco da FEC/UNICAMP. ..................... 61

Figura 50. Foto da fachada leste da FEC com Brise-soleil ................................................... 61

Figura 51. Maquete digital da fachada com Brise-soleil ....................................................... 61

Figura 52. Maquete digital da fachada com MuArt ............................................................... 61

Figura 53. Foto do brise-soleil existente na fachada Leste da sala CA25 do prédio da FEC.

............................................................................................................................................ 61

Figura 54. Foto da sala CA25 real e modelagem digital ....................................................... 62

Figura 55. Planta Baixa da sala CA25 com as carteiras de 1 a 15. ...................................... 62

Figura 56. Luxímetro utilizado neste estudo ......................................................................... 64

Figura 57. Insolação direta dia 21 de dezembro, às 07:00, 09:00, 11:00 e 13:00hs ............. 67

Figura 58. Insolação direta dia 23 de julho, às 07:00, 09:00, 11:00 e 13:00hs ..................... 67

Figura 59. Insolação direta dia 23 de setembro, às 07:00, 09:00, 11:00 e 13:00hs .............. 67

Figura 60. Croqui da ideia para aprimorar e integrar brise-soleil com muxarabis. ................ 69

Figura 61. Composição dos submódulos nos programas AutoCad e SketchUp ................... 71

Figura 62. Simulação virtual de movimento do "Pássaro Onda" em superfície curva. .......... 71

Figura 63. Unidades modulares ........................................................................................... 72

Figura 64. Painéis geométricos modulares para aplicação em fachadas de muxarabi, ........ 72

Figura 65. Análise empírica do efeito de luz e sombra de um muxarabi num modelo do

ambiente. ............................................................................................................................. 72

xi

Figura 66. Resultado de simulação de uma fachada com identidade e efeito de luz e sombra.

............................................................................................................................................ 73

Figura 67. Luz e sombra do brise-soleil real. ....................................................................... 73

Figura 68. Luz e sombra da simulação brise-soleil .............................................................. 73

Figura 69. Luz e sombra da simulação muxarabi ................................................................. 73

Figura 70. Efeito da luz e sombra do MuArt simulado para situação fechada. ..................... 73

Figura 71. Montagem da unidade modular hueso. ............................................................... 75

Figura 72. Simulação da sala CA25 com o primeiro protótipo. ............................................. 76

Figura 73. Simulação da sala CA25 com a placa vazada .................................................... 76

Figura 74. MuArt aplicado na fachada como painel simulado na situação fechada. ............. 77

Figura 75. Módulo vazado hueso ......................................................................................... 77

Figura 76. Módulo das placas horizontais e verticais ........................................................... 77

Figura 77. Módulo horizontal ................................................................................................ 77

Figura 78. Módulo vertical .................................................................................................... 77

Figura 79. MuArt fechado .................................................................................................... 78

Figura 80. MuArt aberto ....................................................................................................... 78

Figura 81. MuArt fechado com angulações diferentes ......................................................... 78

Figura 82. MuArt aberto com angulações diferentes ............................................................ 78

Figura 83. MuArt inclinado 45º ............................................................................................. 78

Figura 84. Brise-soleil – placas retangulares ....................................................................... 79

Figura 85. MuArt – placas hueso ......................................................................................... 79

Figura 86. Criação da unidade modular “Pássaro”. ............................................................ 105

Figura 87. Estudo de forma, padrões geométricos, composições do módulo "Pássaro". ... 107

Figura 88. Parte do estudo de sombra. Simulação dia 21 de dezembro de 2015, às 8:00hs

da manhã. .......................................................................................................................... 108

Figura 89. Composição do submódulo “Pássaro” .............................................................. 108

Figura 90. Modelo com o EF “Pássaro-Onda”. ................................................................... 109

Figura 91. Simulação virtual de movimento do "Pássaro Onda" em superfície curva. ........ 110

Figura 92. "Pássado Onda" desenvolvido no Rinoceros e GrassHopper ........................... 110

Figura 93. Evolução do desenho do módulo “Tiras” no autocad e SkechtUp ..................... 111

Figura 94. Cortadora a laser .............................................................................................. 111

Figura 95. Módulo “Tiras” para dobradura e composições ................................................. 111

Figura 96. Módulo “Tiras” em dobradura e variações ......................................................... 112

Figura 97. Composição digital do módulo “Tiras” ............................................................... 113

Figura 98. Design de superfície para uma fachada com o módulo "Tiras". ........................ 113

Figura 99. Modulo digital de poliedro em origami arquitetônico .......................................... 114

xii

Lista de Tabelas

Tabela 1. Faixas de lux na sala CA25/ FEC com medição no dia 20 de dezembro de 2018 66

Tabela 2. Faixas dos níveis de iluminação medidos no dia 20 de dezembro de 2018 na sala

CA25 conforme disposição das mesas com brises-soleil abertos e fechados ...................... 70

Tabela 3. Fachada com MuArt fechado durante a manhã dos Solstícios e Equinócio.......... 74

Tabela 4. Fachada com MuArt aberto em 45º durante a manhã dos Solstícios e Equinócio.74

Tabela 5. Fachada com MuArt aberto em 90º durante a manhã dos Solstícios e Equinócio.74

Tabela 6. Sala CA25 - FEC/Unicamp - 2² andar - Fachada Leste - Simulação sem EF ....... 79

Tabela 7.Sala CA25 - FEC/Unicamp - 2º andar – Fachada Leste ........................................ 80

Tabela 8.Simulação do MuArt Aberto (H45V45) – Hemisfério Sul........................................ 81

Tabela 9.Simulação do MuArt Fechado (H90V90) – Hemisfério Sul .................................... 82

Tabela 10.Simulação do MuArt Aberto (H0V0) – Hemisfério Sul ......................................... 82

Tabela 11.Simulação do MuArt Aberto (H90V0) – Hemisfério Sul........................................ 82

Tabela 12.Simulação do MuArt Aberto (H0V90) – Hemisfério Sul........................................ 82

Tabela 13.Simulação do MuArt Aberto (H90V45) – Hemisfério Sul ...................................... 83

Tabela 14.Simulação do MuArt Aberto (H45V90) – Hemisfério Sul ...................................... 83

Tabela 15.Simulação do MuArt Aberto (H45V0) – Hemisfério Sul........................................ 83

Tabela 16.Simulação do MuArt Aberto (H0V45) – Hemisfério Sul........................................ 83

Tabela 17. Grupos de simetria no plano ............................................................................ 103

xiii

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO, OBJETIVOS E JUSTIFICATIVA ........................................................ 14

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ....................................................................................... 17

2.1 Fachada e Janelas: Interface e suas passagens ................................................................. 17

2.2 Luz, Vento e Proteção ....................................................................................................... 20

2.3 Elementos Arquitetônicos de Proteção de Fachada ......................................................... 23

2.4 Design de Superfície e Grupos de Simetria no Plano ........................................................ 39

2.5 Identidade e comunicação em fachadas ........................................................................... 46

2.6 Articulação & Movimento ................................................................................................. 50

2.7 Muxarabi dinâmico............................................................................................................ 53

3. MATERIAIS E MÉTODOS ................................................................................................ 56

3.1 Etapa de Conscientização .................................................................................................. 59

3.2 Etapa de Sugestão ............................................................................................................. 60

3.3 Etapa de Desenvolvimento com o contexto do ambiente interno e externo ................... 60

3.4 Validação das Simulações e Resultados sobre os brises-soleil .......................................... 63

3.5 Comparações entre os Resultados .................................................................................... 65

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES .................................................................................... 68

4.1 Adaptabilidade à filtragem da luz solar ............................................................................. 69

4.2 Força de Identidade do Design de Superfície .................................................................... 71

4.3 Desenvolvimento e Avaliação do MuArt ........................................................................... 75

4.4 Comparação entre brise-soleil articulado existente na sala CA25 e a proposta do MuArt hueso. 79

4.5 Comparações entre os principais dias do ano................................................................... 81

4.6 Análises dos resultados ..................................................................................................... 84

5. CONCLUSÃO ..................................................................................................................... 85

REFERÊNCIAS .......................................................................................................................... 87

BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA........................................................................................... 96

APÊNDICE A ............................................................................................................................. 103

APÊNDICE B ............................................................................................................................. 105

APÊNDICE C ............................................................................................................................ 109

APÊNDICE D ............................................................................................................................ 111

APÊNDICE E ............................................................................................................................. 114

14

1. INTRODUÇÃO, OBJETIVOS E JUSTIFICATIVA

A argumentação desse estudo teve como princípio a observação de um

problema abordando Elementos arquitetônicos de Fachadas (aqui denominados EFs),

cuja função principal é proteção contra incidência solar excessiva para os usuários no

interior. Sua aplicação também confere ao exterior potenciais para personalização,

dando determinada identidade à edificação.

Como objetos de estudo, para esta pesquisa foram escolhidos dois tipos

clássicos de sistemas para a proteção de fachadas, os brises-soleil e os muxarabis.

A proposta foi construir um artefato, a partir do aprimoramento de um sistema em fase

de protótipo inicial, que pudesse efetivar a fusão entre as qualidades dos dois sistemas

selecionados. Os muxarabis com releituras e design contemporâneo, seguindo um

caminho natural de evolução estética e formal e os brises-soleil, hoje evoluídos com

sistemas com placas articuláveis a partir de eixos paralelos.

Conferir um design de superfície esteticamente melhor elaborado ao EF o

torna mais atraente para ser desejado, comprado e aplicado nas fachadas, pois como

um produto, não basta ser funcional, é importante também ter uma forma que agrade.

Design e criatividade são quase sempre associados a questões de estética, aparência e estilo. Porém, eles são muito mais do que isto, pois constituem as ferramentas necessárias à manufatura de produtos e serviços inovadores e com qualidade e valor agregado elevados. (GOLDENSTEIN, 2014, p.125)

Ao se tratar do que é esteticamente harmonioso, não é uma questão aleatória,

há composições e estudos formais e cromáticos que auxiliam no processo criativo. Há

ferramentas e informações como grupos de simetria plana que amparam os estudos

de Design de Superfície, os quais podem ser observados há séculos, como há

registros da arte islâmica. Mesmo alguns com 600 anos, há exemplares que permitem

análises dos desenhos e suas geometrias, como em Alhambra. Existem conceitos

matemáticos e propriedades de grupos cristalográficos que foram classificados e

auxiliam no desenho da superfície do artefato aqui desenvolvido.

Nesse sentido, analisando os EF como objetos de estudo, observou-se que

ambos tiveram importante valor estético nas fachadas. Os brises-soleil se destacaram

no modernismo, mais do que os muxarabis, na era da industrialização, e vem

acompanhando a era atual evoluindo para brise-soleil com automação. Além do

15

aspecto formal, a função desses elementos de proteção solar tem sido aperfeiçoada

com possibilidades dinamismo para fachadas. A articulação das placas confere a este

sistema um maior potencial no que se refere a proteção no controle da luz solar

incidente nas fachadas, podendo acompanhar melhor o movimento solar ao longo do

dia, manualmente ou automatizado.

Os sistemas dos muxarabis, originalmente manufaturados por artesãos,

embora mais antigos do que os dos brises-soleil, tiveram sua aplicabilidade diminuída

com o desenvolvimento industrial, devido provavelmente a produção em massa.

Atualmente, com a arquitetura contemporânea, com o desenvolvimento tecnológico e,

principalmente, com as máquinas de corte por sistemas de comando numérico, os

muxarabis podem ser produzidos em larga escala.

Observa-se que, se por um lado, os brises-soleil articulados permitem um

melhor acompanhamento da luz solar incidente, por outro, os muxarabis, apresentam

um maior potencial de personalização para as fachadas, por meio de melhores

possibilidades de informação sobre design de superfície, potencializando sua

capacidade na aplicação de uma identidade. Entende-se que ambos os sistemas

foram criados a partir de necessidades humanas, especialmente na busca de

soluções confortáveis para o interior dos ambientes construídos.

Tem-se como hipótese que é possível criar um novo sistema para filtragem da

luz solar incidente em fachada, com capacidade de realizar uma fusão entre

qualidades formais e funcionais dos brises-soleil e muxarabis, com modularidade para

ser industrializado, sem necessidade de alta tecnologia, mas podendo incorporá-la.

Tais qualidades do potencial de identidade estética, existente nos muxarabis, com

estudos de design de superfície e às possibilidades de ampliação na adaptabilidade

na filtragem da luz natural dos brises-soleil dinâmicos, através da articulação por eixos

paralelos podem integrar-se em um novo artefato.

A partir desta hipótese, seguiu-se para um delineamento da pesquisa por meio

do método Design Science Research (DSR), para desenvolver uma proposta de

criação de um novo artefato, o Muxarabi Articulado e Artístico (MuArt). Esse novo EF

precisaria alcançar um resultado satisfatório nas melhorias dos objetos de estudos.

Então foi realizado um ensaio teórico sobre os brises-soleil e dos muxarabis e em

seguida, ensaios práticos.

16

A motivação para esta pesquisa foi estudar uma solução para um sistema

modular, a ser aplicado como elemento de fachada, que pudesse integrar qualidades

formais de identidade com qualidades funcionais, de filtragem da luz solar incidente

nas fachadas. Considerando uma pesquisa em andamento, o objetivo desta

dissertação foi aprimorar o primeiro protótipo de um muxarabi articulado para se

desenvolver o MuArt. Para isso foi necessário modelar digitalmente um ambiente real

para aferir se as simulações digitais eram coerentes com as situações reais do

levantamento in loco.

Com este objetivo, em conjunto com a pesquisa em fase de protótipo inicial,

decidiu-se dar andamento e evoluir para um artefato que pudesse responder aos

interesses em comum, por meio de simulações e validação.

O MuArt foi desenvolvido e avaliado como um novo e melhorado EF, capaz

de incorporar qualidades existentes nos brise-soleil e nos muxarabis. Oferece uma

solução positiva ao problema do controle solar inter-relacionado com a necessidades

de uma eventual ventilação. Proporciona dupla articulação e suas placas modulares

vazadas permitem inúmeros formatos de padrões geométricos modulares agregando

identidade e estética.

Estudar elementos arquitetônicos de proteção de fachadas é importante por

permitirem uma melhor adequação das construções ao clima local. EFs como o MuArt,

auxiliam na filtragem da luz natural indesejada e na diminuição da necessidade de

controle térmico artificial e possibilita uma filtragem do vento por ser vazado. Ou seja,

esse artefato tem qualidades capazes de contribuir com estratégias passivas para

proteção contra intempéries, o que auxiliam ao ser humano se manter confortável e

vivo. Isso porque o organismo humano, homeotérmico, busca conservar uma

temperatura adequada, para não sofrer hipotermia ou hipertermia.

17

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1 Fachada e Janelas: Interface e suas passagens

Fachada é a interface da construção que agrega funções como abrigar os

usuários do interior contra as intempéries, ou seja, contém em si um fator de impacto

tanto interno quanto externo. Trata-se da parte aparente do edifício, com sua forma

vista por quem está fora e sua função protege quem está dentro.

A fachada é para a construção o que a pele ou a casca, são para os seres

vivos. Tanto fachada como pele devem reagir diante dos estímulos do meio, como

ressalta Albuquerque (2012). Fachadas poderiam ser, portanto, um elemento da

edificação para o controle climático, térmico e acústico, que controla a ação de ventos,

chuva, radiação, luz, temperatura, som, qualidade do ar, interferindo no conforto

ambiental e oferecendo segurança para o interior do edifício. Por isso, defende que

estratégias para projetar fachadas adaptáveis podem diminuir problemas de conforto

ambiental.

Ulrich et al (2014) definiram essa superfície como responsável por integrar ou

obstruir visibilidade, iluminação, ventilação, e forma de comunicação. Defendem que

forma e função de fachadas são resultados de longos processos inter-relacionados

com a história da humanidade. Descrevem que, as aberturas nas fachadas,

historicamente, foram feitas para admitir saída de fumaça e depois foram ampliadas

para permitirem a entrada de mais luz. Porém, com essa intenção, surgiram

dificuldades com ruídos e excesso de ventilação, insolação e aquecimento interno

(principalmente proporcionado pelo vidro, conhecido como “efeito estufa”). Diante de

problemas como estes, algumas das soluções foram as instalações de elementos

arquitetônicos de proteção para as fachadas (aqui denominados de EFs).

Para Harris & Castro (2013) uma das funções da fachada é sua interface entre

espaço construído e meio ambiente, que deve garantir qualidade térmica, lumínica e

energética. Referenciam Montaner (1988) por atribuir as fachadas às qualidades de

estanqueidade, hermetismo, permeabilidade e transparência, proteção ou

vulnerabilidade como suas características. Ambos ressaltam o potencial para a

transmissão de valores culturais e defendem a necessidade de incorporar tecnologias

inovadoras nos projetos com técnicas de design de superfície e criatividade para a

18

composição de elementos arquitetônicos modulares, especialmente vazados. Com

relação à identidade, Harris & Castro (2013) propõem um método que “inclui:

percepção, alfabetização, interpretação e representação para leitura visual de

fachada” a fim de extrair vantagens sobre comunicação e identidade permitindo assim

a captura gráfica da essência de novos designs de superfície.

Numa arquitetura mutável, conforme definição de Dewidar et al (2013), o tempo

e a evolução oferecem novas técnicas de projeto e de desenvolvimento de design

adaptativo. Diante da percepção de que os EFs podem permitir ventilação ao interior

enquanto contém insolação, concluiu que, fachadas devem conter painéis opacos

para servirem como dispositivo de sombreamento; painéis transparentes para painéis

de biorreatores; sistemas de abertura controlados para atenderem às necessidades

de ventilação e combinação de materiais responsivos para monitorar o recurso

cinético da pele, que define como um sistema com energia regenerativa.

Dewidar et al (2013) retratam a pele de organismos vivos inserindo algumas

das características fisiológicas na tecnologia de EFs. Acredita que o potencial

tecnológico de alto desempenho, materiais avançados, automatizados e dinâmicos

devem ser explorados pelas novas gerações de arquitetos a fim de melhorarem a

qualidade das janelas e fachadas no futuro.

As janelas são elementos que permitem a interação direta de um ambiente interno com os diferentes elementos físicos e ambientais do exterior (luz, calor, som etc.). Tais condições externas variam ao longo do dia, do ano e em função da localidade considerada, influenciando o ambiente interno. Dessa forma, as características das aberturas podem ser pensadas em funções do desempenho desejado no ambiente interno (LIMA, 2016).

A etimologia da palavra janela deriva do latim januella, diminutivo de jannua

(ianua), cujo significado faz referência à porta, passagem. Lima (2016) atribuiu ao

termo as situações para as quais compunham: abertura com vidro e elemento de

controle, com transparência, com ou sem fenestração. Afirma que são promissoras as

propostas que integram elementos e funções tanto para proteção de janelas quanto

de edificações. Considera-se que fachadas dinâmicas podem contribuir para se

melhorar o desempenho das janelas.

A janela foi se modificando a medida em que evidenciou funcionalidades além

do abrir ou fechar. Suas possibilidades intermediárias quanto à permeabilidade da luz

solar incidente e ventilação impulsionaram o desenvolvimento de EFs de filtragem

19

desta luz, como venezianas, persianas, brises-soleil e muxarabis. Entretanto, sujeitos

à dinâmica climática, têm limitações e potenciais que merecem ser estudados a fim

de contribuir para o desenvolvimento de EFs.

Na composição das interfaces, Pessoa et al (2013) apontam para o

desenvolvimento de janelas inteligentes como eletrocrômicas, fotoativas, isoladas a

vácuo e fotovoltaicas e ressaltam que se trata de sistemas tecnológicos caros e pouco

comuns no mercado e em pesquisas. Observam que há trabalhos disponíveis para a

construção civil que permitem aprimoramento nos EFs existentes, agregando valores

funcionais para luz solar incidente e permeabilidade de ar.

Para Addington & Schodek (2005), em alguns momentos, muitos arquitetos não

se interessavam em saber como as coisas funcionam, tendo uma atuação restrita ao

conhecimento sobres dimensões dos elementos e ao layout dos espaços desejados.

Depois, houve uma mudança: arquitetos e clientes passaram a buscar por

desenvolvimento e desempenho funcional dos materiais e da construção.

Enquanto o mantra comum é que os arquitetos projetam o espaço, a realidade é que os arquitetos criam (desenham) superfícies. Esse privilégio da superfície impunha o uso de materiais de duas maneiras profundas. A primeira é que o material é identificado como a superfície: a compreensão visual da arquitetura é determinada pelas qualidades visuais do material. Em segundo lugar, porque a arquitetura é sinônimo de superfície - e os materiais são essa superfície

(ADDINGTON & SCHODEK, 2005).

20

2.2 Luz, Vento e Proteção

Com as necessidades de busca por abrigo para sobrevivência humana,

desde os primórdios, a busca é constante. Os nômades procuravam cavernas para se

protegerem, posteriormente, os agricultores, por permanecerem num mesmo local,

desenvolveram habitações que possibilitaram construções que acatavam suas

necessidades, cada qual em suas condições climáticas.

Assim, a partir de materiais locais foram sendo desenvolvidas diferentes

técnicas construtivas, como os iglus em climas gelados e as ocas dos índios em climas

quentes. Esse tipo de arquitetura vernacular, adequa-se ao conceito de

sustentabilidade, uma vez que os materiais construtivos são basicamente extraídos

do local. Com a evolução tecnológica, cada vez mais globalizada, é possível um

retorno parcial às construções ecologicamente corretas por meio de minimização de

equipamentos artificiais de ar condicionado e iluminação elétrica.

Nesta direção, EFs que permitam uma melhor adequação ao clima local,

como o caso do MuArt, permite quebra da luz natural indesejada e minimiza a

necessidade de controle térmico artificial. Por ser vazado, possibilita uma filtragem do

vento. Essas estratégias passivas para proteção contra as intempéries auxiliam o ser

humano a se manter confortável e vivo. Afinal, o organismo humano, homeotérmico,

busca conservar uma temperatura adequada, para não sofrer hipotermia ou

hipertermia.

Nesse sentido, Corbella & Yannas (2003) explicam que o estado de conforto

se relaciona em estar neutro, ou seja, sem sensação de frio, nem de calor. Sobre

função, afirmam que as atividades internas e externas à habitação são diferentes,

justificando a importância de o arquiteto compreender o uso espacial para motivar ou

modificar a qualidade dos ambientes de acordo com o conhecimento da tecnologia,

cultura, estética, ética e história. Não recomendam grandes aberturas em “fachadas

expostas a ruídos intensos”, indicam paredes espessas e revestimentos porosos,

painéis absorventes e obstáculos. Alertam que o ruído não é tão desconfortável

quanto a temperatura (em clima tropical), recomendando que proteger a edificação

contra radiação seja o princípio do projeto arquitetônico.

Lamberts et al (1997) definem ‘‘Conforto Visual’’ como a existência de um

conjunto de condições, num determinado ambiente, no qual o ser humano pode

21

desenvolver tarefas visuais com o máximo de acuidade e precisão visual, com o menor

esforço, menor risco de prejuízos à visão e com reduzidos riscos acidentais. Para

alcançar tal conforto, os requisitos necessários são: iluminação suficiente com boa

distribuição de iluminâncias, ausência de ofuscamento e contrastes adequados e um

bom padrão e direção de sombras.

ABNT NBR ISSO/CIE 8995-1:2013: define ofuscamento como resultado de

“reflexões em superfícies especulares e é normalmente conhecido como reflexões

veladoras ou ofuscamento refletido”. Dentro do ambiente construído, pode ocorrer

devido à incidência solar direta que adentra em excesso pela janela, resultando em

contrastes prejudiciais à visão e ao ser humano porque pode provocar erros e até

acidentes de trabalho. Nesta norma há a recomendação de que deve ser “evitado,

através da proteção contra visão direta das lâmpadas ou por um escurecimento nas

janelas por anteparos”. Classifica estes como elementos com capacidade de reduzir

“a intensidade da luminância da superfície” como os brise-soleil para alternativa.

A luz natural permite ao homem a percepção visual do espaço-temporal no

lugar onde se encontra. Essas informações são fundamentais ao funcionamento do

relógio biológico. Enquanto a iluminação artificial permite estender as atividades.

Lamberts et al (1997) afirmam que o nível de iluminação acima de 500lux é

recomendada para leitura/escrita de documentos com fontes pequenas, conforme

explica a ABNT ISSO/CIE 8995-1:2013. Não se trata apenas de oferecer boa

visibilidade para a realização de tarefas, vai além, para que as atividades sejam

“realizadas facilmente e com conforto”. Deve-se assegurar, além do conforto visual,

desempenho e segurança visual para longos períodos, com boa distribuição da

luminância, direcionamento da luz, aspectos de cor e luz sem ofuscamento.

Enfim, a iluminação natural tem um papel importante para o conforto visual

no ambiente construído. Amorin (2002) enfatiza que o aspecto estético e funcional

está presente "desde os primórdios da arquitetura". Gutierrez (2004) complementa

que na busca por proteção, o homem pré-histórico já desenvolvia materiais e soluções

construtivas e criativas impulsionadas pelo crescente domínio sobre técnicas,

ferramentas, materiais e ciência, quando alternativas inovadoras conferiam ao espaço

capacidade de atender aos múltiplos estilos de vida. Posteriormente a arquitetura

demandou elementos de proteção para fachadas cada vez mais flexíveis e

articuláveis, como soluções às mudanças sociais e tecnológicas.

22

Corona & Lemos (1972) apud Gutierrez (2004) classificam abrigo como lugar

onde o homem se protege das intempéries, enquanto a arquitetura avança para a arte

de construir, engloba projeto com regras e proporções, refletindo as técnicas

disponíveis em cada época.

Corbella & Yannas (2003) conceituam calor como manifestação de energia

térmica, sentido pelo homem porque o corpo é sensível à mudança de temperatura

além dos 37ºC confortáveis à pele, quando começa um processo físico de febre.

Destacam que é necessário diferenciar a radiação solar que adentra na janela da que

é absorvida pela parede, porque dentro, quando os raios solares têm acesso direto ao

interior da construção, esquenta chão e paredes e se converte em energia térmica, o

que aumenta a temperatura interna. O fato é que ambos provocam aquecimento no

interior, que nos verões de climas tropicais podem ser desconfortáveis. Alertam que

se deve minimizar gastos com energia elétrica e consideram os EF como potencial

contribuinte para um ambiente sadio e agradável. Destacam como estratégias para

aplicações dos muxarabis e brises-soleil: o controle dos ganhos de calor, e a

promoção do uso da iluminação natural com o movimento de ar.

23

2.3 Elementos Arquitetônicos de Proteção de Fachada

O homem tem melhores condições de vida e de saúde quando seu organismo pode funcionar sem ser submetido a fadiga ou estresse, inclusive térmico. A Arquitetura como uma de suas funções, deve oferecer condições térmicas compatíveis ao conforto térmico humano no interior dos edifícios, sejam quais forem as condições climáticas externas. Por outro lado, a intervenção humana, expressa no ato de construir seus espaços internos e externos, altera as condições climáticas locais, das quais, por sua vez, também depende a resposta térmica da edificação. (FROTA & SCHIFFER, 2003)

A geometria da forma tem um papel fundamental no desenvolvimento de EFs.

Colin (2011) afirma que para compor formas geométricas, deve-se buscar volumetria

simples com estruturas massivas e assumir os materiais aparentes, convergindo

técnicas estruturais tradicionais com alta tecnologia. Considera que assim, integrem

tradição com tecnologia construtiva.

Segre et al (2009) exemplificam a origem das casas, desde as cabanas

primitivas, que em locais frios eram construídas em pedras grandes e pesadas,

enquanto nos trópicos foram montadas com elementos leves como vegetais, madeira,

folhas, que permitiam entrar uma brisa e certo controle da temperatura. Ressaltam

que nos Estados Unidos manteve-se uma arquitetura “historicista” que ocultou

inovações técnicas até o início do século XX, quando alcançaram, gradativamente,

liberdade na construção.

Fathy (1973) explica que não se deve copiar edifícios, por mais maravilhosos

que sejam, porque o estilo das pessoas deve ser respeitado e transcrito no projeto

arquitetônico, e isso pode ser feito através do design, das formas, dos materiais..., o

que é próprio do lugar e da cultura, sendo importante entender e até (re)descobrir o

que pode ser característico da população. Por vezes, nem os próprios moradores

conhecem ou têm dimensão do quanto a tradição pode oferecer. O arquiteto utiliza o

Gourna, no Alto Egito, para exemplificar que fachadas não são compostas só por

paredes, especialmente onde o clima é quente e árido.

Fachadas e telhados são expostos ao sol direto, aquecem durante o dia e as

janelas e portas precisam oferecer as mesmas questões de proteção contra calor e

frio excessivos. Tais aberturas podem ser o ponto fraco da edificação, diante da

dependência de entrada de ar, para que a brisa pudesse evaporar suor, que causa

tanto desconforto às pessoas. Considera essas questões como parte do programa de

24

necessidades dos clientes que por vezes não são considerados como parte da

arquitetura. Observa-se então que, quando os problemas não são percebidos por

usuários nem criadores, ou são ignorados a fim de se projetar e construir apenas,

prejudica-se o uso, o usuário e o ambiente construído.

El-Shorbagy1 (2010) conta que Hassan Fathy (1900-1989) foi um arquiteto e

mestre construtor egípcio, um dos pioneiros em fundar uma abordagem de construção

baseada em conceber e interpretar formas e volumes tradicionais. Acreditava que era

possível que o passado coexistisse com a modernidade porque, por mais que

modismos e tendências se transformem, as necessidades humanas são as mesmas,

devendo ser assistidas por elementos que funcionem de modo atemporal. Elogia o

arquiteto por ter entendido a função dos elementos da casa árabe-islâmica e sua

relação de equilibro com o meio ambiente e em todos seus projetos doméstico, inseriu

esse conhecimento. Destaca a Casa Nassif em Jeddah2 (FIGURA 1) como

representante de sua interpretação dessa tradição com vocabulários essenciais da

tipologia local.

Figura 1. Nassif house in Jeddah. Fonte: El-Shorgagy (2010)

1 Doutor Adbel-Moniem El-Shorbagy é professor e presidente científico da Arquitetura e Urbanismo na Universidade Effat. Escreve no site sobre Estudo da Lingua e Cultura Árabe. (https://www.arabeegipcio.com/2012/08/arte-arabe-arquitetura-islamica-arabe.html)

2 Abd al-Rahman Nassif House (http://www.archnet.org/sites/88)

25

El-Shorbagy (2010) destaca que nas casas árabes-islâmicas, a iluminação e

estética já aplicavam princípios de sustentabilidade. Seguiam hábitos e tradições (com

diferenças regionais) que refletiam na forma e espaço das construções. Exploravam

o ambiente físico e os problemas para projetar um interior confortável, sendo um dos

melhores exemplos sobre residir em paz e pureza. Para esse arquiteto, a beleza

dessas casas tradicionais é uma forma de arte, cultura e religião. Deve-se lembrar que

privacidade é fundamental.

O pátio da arquitetura árabe era uma solução natural ao movimento do ar por

convecção, pois em zonas secas e quentes, a alta temperatura do dia aquece o ar

dentro do pátio, que sobe à noite, auxiliando o conforto nos ambientes internos. À

noite o ar resfria e ameniza a temperatura dentro do pátio até a próxima troca de ar.

Posteriormente, cobriram alguns pátios e precisaram inventar um novo sistema de

ventilação. Utilizavam também aberturas laterais e nesse sentido o muxarabi

(“mashrabiyah”) foi a proteção desenvolvida para as janelas e portas.

Ao observar a arquitetura vernacular observa-se que tinha identidade estética,

especialmente regional, podendo identificar a construção e seus elementos diante do

local construído. Cronologicamente, os projetos evoluíram, principalmente em relação

às técnicas construtivas, projetuais e diante dos novos materiais, paralelamente às

concepções das fachadas. Independentemente do que a realidade contemporânea

oferece, é importante analisar as tradições de como os povos antigos resolviam

problemas na construção civil que se mantém até os dias de hoje.

Camacho et al (2017) abordam o desenvolvimento de estratégias passivas

visando conforto ambiental como algo natural e inerente a cada cultura, de acordo

com o clima. Ou seja, não consideram tal preocupação como novidade, expondo que

o novo consiste nas tecnologias, no aprimoramento impulsionado pelo aumento do

contato entre diferentes culturas. Exemplifica com os muxarabis (de tradição islâmica),

muito aplicados na arquitetura latino-americana e moderna brasileira e classifica como

elementos vazados em tipologias, segundo origem artesanal (elaborada em madeira)

ou industrial (elaborada em cimento e/ou cerâmica).

Paulert (2012) aborda a busca por proteção para iluminação e ventilação

atribuindo importância fundamental porque esse valor faz elementos vazados serem

comuns e observados desde as tradições orientais, muçulmanas, tendo chegado e

26

permanecido no Brasil. Resgata a arquitetura chinesa, por haver portas e janelas de

ventilação como esquadrias que eram elementos de decoração, principalmente em

casas rurais e de classe com melhor poder aquisitivo, que inseriam desenhos mais

complexos e significativos. A autora alerta para as residências mais próximas às ruas,

por ser mais importante a segurança, aplicavam esses elementos como telas.

Na arquitetura islâmica os elementos vazados refletem a cultura reservada de

preservação da vida familiar ao mesmo tempo em que permite ventilar as construções

nos climas quentes que se estendeu para além do mundo árabe. Paulert (2012)

ressalta que os traçados desses EF traziam desenhos geométricos, epígrafes,

orgânicos e religiosos. Destaca a importância funcional desses elementos como

solução natural de ventilação e iluminação que mantém privacidade e valoriza cultura.

Stofella et al (2016) tratam sobre sistemas automatizados de proteção de

fachada como tendência crescente em projetos tecnológicos que visam responder as

diferenças climáticas e estímulos do meio ambiente. Consideram “a arquitetura

responsiva como sendo o produto natural da integração da computação com a

arquitetura para a produção de espaços ou estruturas otimizadas” (NEGROPONTE,

1975 apud STOFELLA et al (2016)). Há quarenta anos, ele identificou o problema da

industrialização padronizando e limitando formas, que se repetiam na arquitetura. E

havia a preocupação pelo controle para se barrar transferência de calor sem prejudicar

a qualidade de luz natural interna.

27

2.3.1 Brise-soleil / Quebra-sol

O brise-soleil descende das inúmeras formas de filtragem da luz, e também do olhar, desenvolvidas pela arquitetura das cidades mediterrâneas, fortemente marcada pela presença árabe: muxarabis, rótulas, varandas, cobogós, rendilhas, treliças, ripados, dentre outros. São elementos que Le Corbusier assimila, revelando um crescente fascínio pelo ambiente caloroso e sensual da região. Ao adaptar sua utilização a escala e a lógica construtiva da arquitetura moderna, cria edifícios que diferenciam uma nova fase em seus projetos. (BARBOSA & PORTO, 2005)

Ambientes envidraçados podem gerar efeito estufa quando não tem proteção

diante de temperaturas extremas e alta incidência solar. Os brises-soleil são

elementos protetores sobre janelas e fachadas que podem ajudar a minimizar esse

feito, podendo ser projetado de modo horizontal, vertical, ou misturando ambos.

Correia (2015) afirma que a forma do conjunto misto, dos elementos horizontais

e verticais, propiciava permeabilidade ao ar, profundidade com textura visual, e

expressividade com dinamismo. Apresenta-o como um dispositivo técnico que

complementou as fachadas num momento em que as janelas tradicionais foram

substituídas por grandes superfícies envidraçadas. Lembrando que em sua origem

eram fixos e atualmente têm sido muito utilizados com articulação, o que permite

aberturas em 90º e fechamentos em 0º.

Para Fathy (1973) brise-soleil, desde a arquitetura vernacular, era como uma

releitura das cortinas persianas, ampliando sua escala e saindo do interior para fazer

parte do exterior, com tamanho das lâminas multiplicado para cobrir até fachadas

inteiras. Vale destacar que arquitetura vernacular não incluía questões complexas de

técnicas e projetos com técnica atual e complexa... Descreve que o precursor do brise-

soleil foi definido por Le Corbusier como “placas horizontais ou verticais, móveis ou

fixas” com função de filtragem do excesso de radiação solar, luz e calor, permitindo

ventilação nos abrigos de climas muito quentes. Conta que, embora já existisse, o uso

deste elemento por Le Corbusier contribuiu com sua difusão e desenvolvimento a

partir de 1930.

Também é denominado de quebra-sol este recurso para controlar a incidência

solar de modo conciliador entre conforto ambiental e eficiência energética. Barbosa &

Porto (2005) classificam tal controle como “um dos principais desafios”. Para sua

eficiência, deve-se considerar as alterações do clima e da incidência solar ao longo

28

do dia e das estações. Salientam que o controle sazonal automático é um instrumento

interessante como mecanismo de proteção solar, sendo fundamental “conhecer as

características de eficiência geométrica dos diversos tipos de protetores”. Manter um

conforto visual necessário tanto sob iluminação natural quanto artificial requer uma

inter-relação com sistemas de proteção solar.

Gutierrez & Labaki (2005) definem brise-soleil como opção de dispositivo para

proteção solar, cuja função básica se soma na inserção da arquitetura enquanto

elemento de composição. As autoras enfatizam seu uso marcante no modernismo

como um elemento de expressão formal. Defendem que o partido da implantação

deve ser condicionado ao programa de necessidades, aos materiais e técnicas

construtivas, ao clima, e a intenção plástica. Vale salientar que o Brasil tem a maior

parte de seu território localizado entre o equador e o trópico de capricórnio, uma região

onde a radiação solar é um problema (GUTIERREZ & LABAKI, 2005).

Bruand (2008) destaca o papel do brise-soleil não somente pela sua função de adequação ao clima local, mas principalmente do resultado plástico formal da aplicação desse elemento nas edificações brasileiras. A variabilidade de soluções e a expressão arquitetônica geraram uma identidade da arquitetura contemporânea brasileira. Extrapolou sua função e afirmou-se definitivamente como um elemento de composição arquitetônica. (PAULERT, 2012)

Projetos emblemáticos que fizeram uso do brise-soleil se mostraram

interessantes ao agregar valor formal à fachada, e naquele momento, apresentaram

uma dimensão tecnológica inovadora. Porém, a necessidade de uma predominância

na escolha dos EFs entre soluções estéticas ou funcionais subutilizou o produto. Tais

elementos foram sendo aperfeiçoados com o desenvolvimento tecnológico,

principalmente no que se refere à articulação automatizadas.

A valorização do papel representativo da tecnologia no projeto de arquitetura pode ser caracterizada tanto pela ênfase formal de certos elementos de arquitetura como coberturas, planos verticais, sistemas de proteção solar, sistema estrutural, como também pelo próprio caráter de alguns materiais que remetem à tecnologia como metal, vidro, entre outros. Em muitos projetos emblemáticos, nos quais o programa remete à tecnologia, como aeroportos, edifícios industriais, e administrativos entre outros, na conceituação dos projetos de arquitetura o reforço do caráter tecnológico das edificações é marcado também pela valorização do desenho do sistema de proteção solar. O brise-soleil que tradicionalmente é remetido à sua forma tradicional em concreto armado, pode ser um elemento de valorização e

29

dinamização compositiva valorizando o caráter tecnológico do edifício construído. (CUNHA, 2011)

Cunha (2011) destaca que “foi surgindo uma grande resistência, por parte

dos arquitetos, à utilização dos elementos de controle de radiação solar em

decorrência da relação entre o elemento de arquitetura e sua forma tradicional de

utilização”. Mas defende que os brises-soleil são eficientes do ponto de vista

energético, afirmando que “não há dúvida quanto à importância dos mesmos como

elementos de controle seletivo de ganhos térmicos”. Complementa que foi um

elemento moderno que se integrou à paisagem brasileira a partir da aplicação na obra

do Ministério da Educação e Saúde Pública (MESP)3 (FIGURA 2).

Segre et al (2009) contextualizam o MESP como edificação contendo

inovação tecnológica adequada ao clima do Rio de Janeiro, fazendo uso dos brises-

soleil de modo inédito, oferecendo “qualidades urbanas, formais e espaciais que o

colocaram entre as primeiras obras importantes do Movimento Moderno no Brasil e

na América Latina”. Estes foram desenvolvidos por Le Corbusier, sob direção de Lúcio

Costa, cobrindo a fachada de modo original na época.

Figura 2. Brise-soleil da fachada do MESP Fonte: Fracalossi (2013). Foto de Marina de Olanda

Corbella & Yannas (2003) mencionam o MESP como sendo um dos primeiros

exemplares de proteção solar e interação com o clima em projetos do período

Modernista Brasileiro. Apesar de seguirem conceitos europeus, os brises-soleil fixos

3 Getúlio Vargas abriu um concurso para construir o novo Ministério e o vencedor do projeto foi Archimedes, arquiteto do Edifício da Câmara Municipal e dos Deputados no RJ. Lúcio Costa, Afonso Eduardo Reidy, Ernani Vasconsellos, Carlos Leão, Jorge Moreira e Oscar Niemeyer não venceram o concurso, mas destacaram-se como uma geração nova e promissora, com conhecimento do funcionalismo europeu que ia ao encontro à vitória da Revolução Constitucionalista de 1932 e anseios do novo presidente.

30

foram adequados ao clima carioca tropical permitindo visibilidade para a baía (SZABO,

2003). Conforme descreve Fracalossi (2013), foi projetada uma estrutura de malha

modular em concreto linear, esbelta, distanciada a cada um metro, onde foram

dispostas três lâminas horizontais de fibrocimento na parte superior. Tecnicamente,

as lâminas foram calculadas adotando o solstício de verão do meio-dia e de inverno.

Porém, em uma visita ao MESP, Szabo (2003) conversou com usuários que

narraram que o interior dos ambientes voltados para o brise-soleil era

“excessivamente escuro e, em compensação, o outro lado, por demais luminoso, além

de ter uma grande penetração do sol no período do verão”. O autor concluiu que

tecnicamente, não foi uma solução tão adequada como apresentada no discurso

teórico desse projeto pioneiro, que tem mérito de ter utilizado o que se conhecia

naquele momento. Todavia, a tecnologia está evoluindo desde então, e se observa

escassas análises formais, funcionais e técnicas, predominando reproduções simples

de soluções já aplicadas.

Szabo (2003) explica que, com relação aos limites do brise-soleil, por mais

que um projeto e obra sejam uma referência e modelo para outros, a necessidade de

adequação regional e climática é primordial. Destacou como problema as

consequências da simples reprodução dos brises-soleil sem respeito às necessidades

luminosas próprias de cada implantação, enfatizando um desconhecimento técnico e

falta de estudos pós-ocupacionais como motivos para o desuso do brise-soleil.

Enumera como outro motivo deste desuso o problema de o código de obras computar

os elementos arquitetônicos das fachadas como área construída nos casos em que

avançavam para fora da parede, levando construtoras e investidores a descartarem

tal EF. E ainda, a necessidade de manutenção e limpeza foi um grande problema, ao

ponto de serem retirados da fachada do Edifício Marquês de Herval, projetado pelos

irmãos Roberto em 1955, depois de dez anos de construção.

Gutierrez & Labaki (2005) atribuem o desuso dos brises-soleil ao problema

da “massificação da expressão plástica”, reprodução sem conhecimentos, nem

critério, tendo se transformado em um ornamento formal dissociado da função. Aliado

a esses fatores, houve a tendência de seguir um “international styling” que valorizava

o artificial, substituindo luz e ar natural por equipamentos. Tal solução libertou da

dependência do clima externo, mas gerou problemas de consumo maior de energia e

insalubridade do ar.

31

Maragno (2000) caracteriza o brise-soleil como um EF que deve ser estudado

independente do edifício por ele, em si, representar uma identidade construtiva, e ter

a função de controle solar, mas alerta para sua integração simultânea com o interior

das edificações com o urbano. Destaca-o como protetor do efeito estufa gerado pelo

vidro, e que há necessidade de permitir ventilação além de controlar a iluminação.

Aponta que um dos estudos mais importantes sobre proteção solar e uso do

brise-soleil (OLGYAY & OLGYAY, 1963, apud MARAGNO, 2000), explicando que é

preciso determinar quais são os períodos de sombra necessários, bem como saber

qual o percurso do posicionamento solar na fachada em questão, e então determinar

qual tipo e posição seriam mais adequados. Com tais dados, orientam projetar e

dimensionar os brises-soleil considerando a máscara de sombra.

Maragno (2000) também referencia Szokolay4 por ter analisado três tipos de

brise-soleil segundo sua funcionalidade explicando que podem ter resultados

“negativos” (só excluem o sol), “seletivos” (excluem o sol que superaquece) e

“ajustáveis” (permite liberdade para controlar as necessidades).

Paiva (2003) escreve sobre o Centro da Cultura Judaica5 (FIGURA 3) por ser

um exemplo de proteção para fachada, também devido altos níveis de ruído. Explica

que o brise-soleil é composto por dois vidros laminados fumê (um de 19mm e outro

de 16mm de espessura) em formato “L” fixados em estruturas metálicas presas em

uma pérgola de concreto armado. Foi uma solução que permitiu visibilidade e

iluminação interior, possibilitando trocas de ar pelas frestas do vidro concebendo uma

engenhosa solução ponto de vista estrutural e plástico.

4 SZOKOLAY, S. Energia Solar Y Edificacion. Barcelona: Blume, 1978, p. 63-74.

5 Obra concluída em 2002, em São Paulo, do arquiteto Roberto Loeb. AEC e Paulo Duarte desenvolveram caixilhos e brises-soleil com consultoria acústica de Schaia Akkerman

32

Figura 3. Fachada com brise-soleil, o EF, sua vista do interior e detalhe da forma. Fonte: Paiva (2003).

Atualmente são encontrados, cada vez mais brises-soleil articulados no

mercado da construção civil, com variações de materiais (FIGURA 4).

Figura 4. Brise-soleil 100 da empresa Reynaers Fonte: https://www.reynaers.com/en/architects/products/bs-100

33

2.3.2 Muxarabi / Amuxarabies / Mashrabiya / Moucharabieh / Muxarabiê

Literalmente, a palavra muxarabi significa o sítio das bebidas, o local onde se punham as bilhas a fim de refrescar a água. Maxrab quer dizer, em árabe, “chafariz” e maxarabia significa “moringa” ou “quartinha”. A origem comum é o verbo xarabia, “beber”. A sinédoque a moringa em vez de o lugar da moringa é igual ao emprego da palavra vela, em substituição à frase navio de vela. Logo, outra ideia relacionada com o muxarabi é a de conchêgo, a de bem-estar, a de higiene. Ou melhor, a de adaptação ao meio ambiente (PINTO, 1958).

Descrito por Klüppel (2009) o muxarabi ou muxarabiê é um balcão de origem

mourisca em balanço na fachada, inteiramente protegido por gelosias ou treliças para

resguardar o interior da luz, do calor e dos olhares da rua. No Brasil foi uma caixa de

madeira, um ‘engaiolado’ adjunto à fachada de alvenaria, fechando e cercando as

portas e sacando nas fachadas. Havia o interesse em “resolver os problemas dos

excessos de luminosidade e de temperatura consequentes do clima, ao mesmo tempo

em que preservava valores culturais, como resguardar o interior da casa e o sexo

feminino do “olhar” intruso, permitindo, no entanto, um furtivo acesso visual à rua”.

A funcionalidade do muxarabi (FIGURA 5), se refere a entrada e controle de

iluminação, ventilação e visibilidade, intrinsicamente relacionado às aberturas das

fachadas, como EF de proteção e controle térmico para a interface da construção.

Figura 5. Visão externa de um muxarabi no Cairo, Egito Fonte: Souza (2012).

34

El-Shorgagy (2010) descreve o muxarabi como composição de pequenos

balaústres circulares de madeira, dispostos em intervalos regulares específicos, em

um padrão geométrico decorativo. Ressalta que sua forma e função mudaram para

tornar-se tela em treliça de madeira. Expõe cinco funções cumpridas por sua forma:

controle de passagem de luz e de fluxo de ar, redução da temperatura da corrente de

ar, aumento da umidade da corrente de ar e garantia de privacidade. O controle

depende do tamanho das áreas de cheios e vazios, podendo aumentar as distâncias

dos vãos afastando as peças. Essa composição de componentes respeitava

proporção, equilíbrio formal e de contraste, bem como a escala do objeto e humana.

Tornou-se tipicamente reconhecido como tendo identidade islâmica.

Fathy (1973), Gutierrez (2004), Ficarelli (2009), Souza (2012) e Camacho et

al (2017) definiram o muxarabi como telas treliçadas de madeira, instaladas em

balcões nas fachadas, cujas treliças podem ter intervalos de distâncias maiores ou

menores, dependendo da necessidade de sua função. Mas essa fase denominada por

alguns como de treliças foi posterior ao muxarabi original, que era construído em

concreto para segurança militar. Destacou-se em beleza nas formas e expandiu nos

treliçados de madeira, comunicando símbolos e identidade. Tais autores defendem a

redução da temperatura no interior como grande vantagem desse tipo de EF.

Os contornos das cercaduras dos vãos rasgados de portadas e janelas, sacados do pano de reboco acabado, desvia as águas pluviais das esquadrias em madeira, protegendo-as.

A utilização das treliças em rechas de madeira (gelosias, arupemas, mouxarabiês), interpretam o sentido de proteção das aberturas ao sol direto, especialmente no casario à poente oeste. Daí uma constatação viva da transposição cultural adaptada.

Está a função especificada e detalhada exemplarmente – o sol pode ser controlado, amenizado, domado. A ventilação pode entrar, vazar, cruzar, amenizar. Vencemos! É possível viver nos trópicos! (VIEIRA et al, 2012)

Sobre a origem e definição dos muxarabis, em um aprofundamento histórico

e resgate de sua criação Pinto (1958) explica que neste EF, inicialmente, havia uma

função de segurança e proteção, que se destacou em construções militares.

Posteriormente, foram utilizados como elemento abalcoado, descrevendo como

35

possível “parente” de balestreiros6 (machicoulis) com capacidade de adaptação ao

meio ambiente e de oferecer aconchego pela entrada lumínica de seus vãos. Resume

os muxarabis como “balcões bem salientes apoiados, quase sempre, em cachorros

de pedra, abrangendo dois ou três lanços contíguos de janelas” (PINTO, 1958).

El-Shorbagy (2010) concluiu que as casas árabes-islâmicas eram coerentes

e a unidade entre seus elementos, espaço habitável com a construção e paisagem é

harmoniosa e desejável, e há muito a aprender com as características desse EF. O

autor fala sobre exemplos equivocados de apropriação dos muxarabis, quando foram

copiados sem terem sido compreendidos em sua tradição. Diz que houve uma síntese

conceitual internacional de vanguardas e formas abstratas que até empregou,

lamentavelmente, os muxarabis como paredes de tijolo e/ou concreto.

Diante da qualidade estética e funcional, o resgate da origem e da história dos

muxabaris pesquisados por Pinto (1958), apresenta-os como elementos de valor

arquitetônico com potencial de retomada para as construções. Ensina que Elementos

materiais de cultura luso-brasileiros, luso-tropicais, muito recorrente no passado,

foram sendo extinguidos. Outros sofreram com variações, porque passaram por

aculturação.

A palavra 'aculturação' vem sendo usada pelos antropólogos em geral a partir das últimas décadas do século XIX Ortiz sugeriu substituir esse termo pelo de transculturação, o que foi aceito por Malinowski e outros autores. Em 1936, o Sub-Commitee of the Social Science Researxh Conciliar procurou definir essa expressão: a aculturação seria aquele fenômeno resultante da interação, continua e em primeira mão, de diferentes culturas, da qual resultariam mudanças subsequentes dos padrões originais de um ou de ambos os grupos em contato. (PINTO, 1958)

No Brasil, com seu clima predominantemente tropical, a incidência indesejada

solar nas fachadas também pode ser minimizada com elementos arquitetônicos

vazados (SAKARAGUI e HARRIS, 2010; PAULERT, 2012). Os elementos vazados

presentes na arquitetura islâmica originalmente foram definidos como muros de

arabescos vazados que permitem a filtragem de luz. Havia a crença de que filtravam

a energia e que sua composição formal resultava internamente em um caleidoscópio,

significando transformação.

6 “Os balestreiros eram fortificações salientes, eretas, em geral, no alto das torres. Serviam para defender a

entrada dos castelos ou das praças”. (PINTO, 1958)

36

Os muxarabis foram incorporados no Brasil devido sua herança colonial. São

apresentados em chapas finas de madeira vazadas ou treliçadas, compondo balcões

sombreados numa extensão das janelas, Paulert (2012) ressalta que os traçados

desses EFs traziam desenhos geométricos, epígrafes, formatos orgânicos e símbolos

religiosos e destaca sua importância funcional como “solução que permite a ventilação

e iluminação naturais, mantendo a privacidade e valorizando seus bens culturais”. De

certo modo, a replicação dos brises-soleil diminuiu o uso dos muxarabis. Santo et al

(2016) expõem que no Brasil, a partir de 1930 começou a construção de edifícios que

utilizavam “persianas projetantes” nas janelas como elemento de proteção e controle

solar e de ventilação. Esses elementos eram os mesmo de Le Corbusier, antes de se

adotar a definição que esse arquiteto divulgou como brise-soleil.

Acredita que “a não ser talvez em Diamantina, não existe mais um só

muxarabi inteiro no Brasil. Esse elemento arquitetônico, não obstante, provavelmente

se encontrava em quase todas as principais cidades coloniais do Brasil” (PINTO,

1958). Lamenta essa perda justificando seu desuso e retirada dos existentes por

questões de segurança, pois a vantagem da proteção foi indevidamente utilizada

como “esconderijo” para criminosos. Justamente sua eficiência nessa função foi o

motivo de seu desuso. Isso, a partir de um assassinato, quando por traz de um

muxarabi atiraram em um político7. O fato amedrontou outros homens públicos, e

resultou em leis para retirada dos muxarabis.

Segawa (1997) apud Paulert (2012) para quem “a colonização foi um vetor de

investigação climática e a aclimação como processo para aliviar a inserção humana

em latitudes diferentes da origem europeia do agente colonizador”. Explica que

elementos arquitetônicos se adaptam ao clima, função e cultura como uma releitura e

adequação à realidade tecnológica e sociocultural, desde La Alhambra e Córdoba,

mesquita de San Esteban (FIGURAS 6 e 7).

Vieira et al (2012) e Klüppel, 2009 relatam que em Olinda, dois sobrados

tombados são patrimônio nacional típicos da contribuição dos mouros que utilizavam

elementos de proteção de fachada como exemplares do uso dos elementos vazados.

Trata-se das casas nº 7 da Praça de São Pedro Mártir (FIGURA 8) e nº 28 da Rua do

Amparo (FIGURA 9).

7 Na ocasião, a vítima foi o governador Sebastião de Castro e Caldas, em viagem a Recife.

37

Figura 6. Muxarabi em la Alhambra Fonte: Calvert (1906)

Figura 7. Muxarabi de Córdoba Fonte: Barrucand e Bednorz (2007)

Figura 8. Sobrado nº 7

Figura 9. Sobrado nº 28

Fonte: Vieira et al (2012)

A casa urbana brasileira herdou o “muxarabiê” ou muxarabi da tradição árabe, uma espécie de balcão corrido, grande e saliente, destacado da prumada da fachada, cobrindo todo o vão de abertura, cujo início de utilização no Brasil é impossível precisar, porém, pelo que se pode observar nos registros iconográficos, já era bastante difundido no século XVII (KLÜPPEL, 2009).

Klüppel (2009) aponta como problema quando as funções não eram

atingidas. Às vezes a radiação solar era bloqueada de modo que não permitia a

entrada necessária do sol para secar o ambiente e o proteger contra bactérias,

resultando numa umidade interna que causava problemas de insalubridade. Além

disso, a circulação do ar ficava comprometida ao comparar às aberturas sem esses

38

elementos. Entre os motivos desses problemas estava o uso do muxarabi sem

análise, como direção do vento dominante e, por vezes, havia um impedimento de

incidência solar e de permeabilidade de vento que propiciava o acúmulo de

microrganismos indesejados.

Independente das implementações equivocadas que ocasionaram problemas

de insalubridade, para Torre (2016) “a mashrabiya ofereceu proteção efetiva contra a

luz solar intensa no Oriente Médio por vários séculos. No entanto, hoje em dia, este

tradicional elemento de janela islâmica, com a sua treliça característica, é usado para

cobrir edifícios inteiros como um ornamento oriental, proporcionando identidade local”

e acrescenta que seu dispositivo de sombreamento solar é positivo para resfriamento

interno. Torre (2016) afirma que os muxarabis tradicionais mesclam “aspectos

culturais, visuais e técnicos” e apresenta imagens que contém desenhos a partir de

padrões e composições geométricas (FIGURA 10).

Figura 10. Muxarabis modulares compondo padrões complexos de design de superfície. Fonte: Torre (2016)

39

2.4 Design de Superfície e Grupos de Simetria no Plano

O Design de superfície é uma área de conhecimento importante para

economia por interferir diretamente nos produtos comercializáveis. Embora seja

entendido no Brasil como artigo de luxo, não significa ostentação, pois envolve

conhecimento aplicável e complexo de superfícies bi e tridimensionais que auxiliam

na produção industrial e na comercialização dos produtos.

A pavimentação de uma superfície plana modular pode ter como base malhas

auxiliares, cujas mais populares são as construídas a partir dos polígonos regulares:

quadrado, triângulo e hexágono (BARBOSA, 1993). Permitem uma pavimentação

completa, com crescimento infinito, suportam módulos que se repetem e podem ser

formados a partir de operações básicas de simetria no plano. Pela classificação destes

grupos de simetria no plano, as operações podem ser de: translação, espelhamento,

rotação e espelhamento com translação (FIGURA 11).

Figura 11. Operações de simetria no plano Fonte: As autoras.

Assim, uma unidade nuclear, sujeita a uma ou algumas operações de simetria

no plano, possibilita a construção de super unidades modulares distintas, que podem

ser utilizadas modularmente. Blanco e Harris (2011) apresentam exemplos dos 17

grupos de simetria em padrões de pavimentação em revestimentos no palácio Nazari,

em Alhambra (APÊNDICE A).

40

Neste contexto, o padrão do design de superfície selecionado do hueso, é

composto por quatro unidades nucleares compostas por duas operações ortogonais

de espelhamento ou por uma rotação de 180º e um espelhamento horizontal (FIGURA

12). Já sua super unidade modular, pode ser composta por quatro huesos,

posicionados a partir de operações de rotações a 90º (FIGURA 13).

Figura 12. Operações de simetria no plano para a composição do desenho hueso.

Fonte:

Figura 13. Composição da super unidade modular a partir da figura hueso. Fonte: As autoras.

A super unidade modular do hueso é a geometria básica da pavimentação de

seu padrão, de modo que todos os espaços sejam preenchidos, conforme a

41

classificação P4 dos grupos de simetria no plano. Os eixos do mecanismo de rotação

são fixados dois a dois, de modo a passarem linearmente pelo centro das placas

intercaladas ente si. O padrão geométrico modular adotado, denominado de hueso é

encontrado no Salón de Comares em Alhambra, Granada (FIGURA 14).

Figura 14. Estudo do padrão compositivo de Alhambra. Fonte: LEITE, 2007 apud BLANCO e HARRIS, 2011.

A partir do padrão hueso, considerando-se um alinhamento por eixos verticais

paralelos e equidistantes, compondo o padrão, iniciou-se uma proposta de

transferência deste tipo de desenho encontrado em revestimentos, para um elemento

arquitetônico articulável para proteção e filtragem da luz solar incidente em vãos de

fachadas e edificações. O primeiro modelo desta proposta foi construído em uma

Iniciação Científica quando Sakaragui & Harris (2012) iniciaram estudos sobre a

mecânica dos giros (FIGURA 15).

Figura 15. Primeiros estudos para fachadas dinâmicas com padrões do hueso. Fonte: Sakaragui & Harris (2012)

42

Aprofundando na proposta de movimento por eixos e possibilidade de

automação deste padrão geométrico, desenvolveu-se um sistema de giro duplo e

iniciando com uso do Programa Arduíno. Estas pesquisas tiveram apoio de dois

bolsistas de Iniciação Científica (IC), Bruno Medina que iniciou a programação dos

giros duplos (FIGURA 16), e Gabriella Bergamini que começou os testes do primeiro

protótipo do elemento articulado com base em eixos paralelos de dupla rotação

(FIGURA 17). Nesta época foram realizados testes com outro padrão geométrico

comum encontrado em Alhambra, também desenhado por Escher (FIGURA 18).

Figura 16. Ilustração da programação dos giros duplos do muxarabi dinâmico. Fonte: Medina (2012)

Figura 17. Primeiros testes no protótipo inicial do muxarabi dinâmico. Fonte: Bergamini (2013)

Figura 18. Desenhado de Escher do padrão identificado em Alhambra. Fonte: Schattschneider (2004) p.125.

43

Para o padrão de desenho e composição do design de superfície, com eixos

paralelos e superfície desenvolvida num plano, outros exemplos modulares como

placas articuláveis foram estudados (FIGURA 19). Desenhos figurativos também

podem ser utilizados nesse sistema, como borboletas e outros desenhos de artistas

como M. Escher (FIGURA 20), mostrando que é possível aplicar inúmeras formas e

cores para o MuArt a partir do hueso, além de oferecer ricas percepções visuais.

Figura 19. Exemplos de possibilidades de padrões modulares que podem ser aplicados na estrutura física do MuArt. Fonte: as autoras.

Figura 20. Exemplos de desenhos modulares de M. Escher, passíveis de serem implementados no MuArt. Fonte: Schattschneider (2004) p.96, 125 e 126.

44

A mecânica dos giros duplos dos eixos, onde são fixados os pares das placas

em posição ortogonal, funciona com independência para os dois sentidos, permitindo

um giro diferente para as placas posicionadas horizontalmente em relação às

posicionadas verticalmente. Considerando-se as análises dos resultados obtidos

pelos testes realizados no primeiro protótipo, deu-se continuidade ao seu

desenvolvimento.

A partir da mecânica e limites relacionados ao giro entre às placas no primeiro

protótipo, com o MuArt foi possível realizar testes comparativos relacionados à

filtragem da luz natural num estudo de uma sala real onde estão instalados brises-

soleil horizontais articulados. Nesta pesquisa realizou-se experimentos, tendo por

base padrão hueso, adotado nas pesquisas anteriores, evoluindo os trabalhos. Um

diferencial neste momento foi com a mudança no design da superfície, que passou de

sólido à vazado, e foram introduzidos estudos de outras possibilidades de padrões

compositivos.

Diferentes possibilidades entre desenhos, cheios e vazios, foram exploradas

em atividades de disciplinas (APÊNDICES B, C, D e E), permitindo compreender

geometria de formas, módulos e encaixes entre peças, movimentos e variações na

passagem da luz, efeitos de sombreamento no interior da edificação, observando

limites e potenciais dos design e mecanismos (FIGURAS 21 a 23).

Criou-se uma linha ondulada para oferecer dinamismo ao elemento para

analisar também a possibilidade de um EF com movimentos independentes,

apresentado na modelagem física. Foi possível experimentar simulação paramétrica

por meio do uso dos programas Rinoceros e GrassHopper (FIGURA 24) e avaliar

padrões geométricos com estudo de composições dos módulos.

Há formas que se sobrepõem e movimentos que se limitam em determinados

encontros. Observou-se no estudo virtual e visual que a formas que não fazem parte

do grupo de simetria P4 dificultam movimentação, precisando ser aprimoradas, mas

permitem desenvolver uma fachada dinâmica, provavelmente precisando fixar alguma

parte e limitar a rotação de outras em 180º, por exemplo.

Destacou-se obter um resultado de fachada dinâmica e interativa para os

usuários. O “Pássaro Onda” é uma possibilidade viável como alternativa formal e

atende o propósito de explorar a interação dos usuários em fachadas e criar

45

superfícies diferentes e com identidade. Com ele foi possível realizar análises

importantes para sequência e amadurecimento do trabalho.

Figura 21. Estudo temático do módulo intitulado Pássaro.

Figura 22. Estudo temático do módulo intitulado Pássaro Onda

Figura 23. Modelo com o EF “Pássaro-Onda”.

Fonte: As autoras na disciplina AQ100, em 2015.

Figura 24. "Pássaro Onda" desenvolvido no Rinoceros e GrassHopper

Fonte: As autoras com programação desenvolvida pelo aluno da FEC Fraderick Gorsten.

46

2.5 Identidade e comunicação em fachadas

Segundo Harris & Castro (2013), o uso conjunto e consciente de análises

Gestálticas e Semióticas no projeto dos elementos arquitetônicos, que compõe

elementos para fachadas de edificações, permite a criação de um sistema capaz de

auxiliar o projetista. As autoras enfatizam a potencialidade das fachadas em

transmitirem “valores, ideias e enfoques culturais”, sendo estes, cada vez mais

possível de serem incorporados à tecnologias inovadoras nos projetos, envolvendo

design de superfície com criatividade para a incorporação de elementos arquitetônicos

modulares. Como exemplos, apresentam duas edificações com aplicação de

identidade sobre fachadas corporativas de moda, uma da marca Prada8 e uma da

Christian Dior9, sendo esta última utilizada com efeitos de iluminação (FIGURA 25).

Figura 25. Fachadas com identidade: Prada (esquerda) e Dior (direita) Fonte: Harris & Castro (2013)

Nota-se nestas fachadas a utilização de unidades modulares expressivas das

marcas, nas quais foram expressas suas formas e simbologias. Dondis (2015) expõe

que a interação entre símbolos deve ser harmoniosa, de fácil aprendizado, ser útil e

ter inteligência visual resumida, ou seja, um símbolo precisa ser facilmente entendido

para ser bem comunicável.

Outro exemplo pode se observar em Carvalho & Harris (2010) com o

desenvolvimento de uma proposta de elementos vazados com identidade indígena,

sistematizada a partir da seleção de símbolos expressivos que permeiam diferentes

tribos brasileiras. Como modelo de aplicação, a partir da extração de uma essência

8 Prada boutique Tokyo, Projeto 178, de Herzog & de Meuron (http://www.herzogdemeuron.com) 9 Dior foi desenhada em proporções áureas por Kumiko Inui

47

simbólica selecionada, desenvolveram um elemento vazado que poderia ser utilizado,

por exemplo, para a construção de uma fachada, no contexto de uma segunda pele,

para um museu do Índio. Para isso escolheram o motivo geométrico denominado de

kaikui apoeká (FIGURAS 26 e 27), extraído da população indígena Wayana e

observado em outras etnias.

A partir de operações de simetria no plano, criaram um elemento modular

denominado “cobogó indígena” (FIGURA 28) e exploraram diversas aplicações para

elementos vazados e de revestimento. Por vezes, contribuindo e transformaram o

motivo original de modo investigativo e experimental para uma análise formal.

Figura 26. Desenho kaikui apoeká, da tribo indígena Wayana

Figura 27. Cobogó inspirado no desenho kaikui apoeká

Fonte: Ribeiro, 1989, apud Carvalho & Harris (2010)

Fonte: Carvalho & Harris (2010)

Figura 28. Desenvolvimento criativo do módulo “cobogós indígena”

Como exemplo de incorporação da identidade em elementos de fachada

apresentado por Sakaragui & Harris (2010), mudando a função do elemento islâmico

48

hueso, comum em arte de alicatados10 como no palácio de Alhambra, (FIGURA 29),

encontrado em revestimentos de paredes, para uma primeira proposta de muxarabi

dinâmico. Este foi testado em um modelo físico reduzido de um ambiente, com uma

de suas faces exposta à luz solar direta (FIGURA 30). O estudo permitiu visualização

de possibilidades de soluções estéticas e análises empíricas sobre efeitos de luz e

sombra gerados no interior.

Figura 29. Hueso como revestimento em parede

Figura 30. Estudo com maquete física do módulo hueso em composição para fachada

Fonte: Sakaragui & Harris (2012).

Gomes & Harris (2010) apresentaram o Método 3 desenvolvido para auxiliar

projetistas a criarem unidades modulares com potencialidades gramaticais da forma

para a geração de padrões compositivos. Tal método propicia uma adequação

estética entre as unidades enquanto otimiza sua linha de produção, além de ampliar

a riqueza gráfica para fachadas.

Como exemplo de aplicação, Gomes & Harris (2010) prototiparam na forma de

painéis, com diferentes padrões, algumas unidades modulares que se destacaram por

sua versatilidade em diferentes potencialidades compositivas (FIGURAS 31 e 32).

Outros exemplos mostram efeitos de mudança de escala (FIGURA 33) e em

simulações em modelos físicos com a visualização dos efeitos de luz e sombra no

interior de um ambiente (FIGURA 34).

10 Técnica de corte, encaixe e instalação de peças que formam mosaicos presentes nos padrões de revestimentos do Palácio Nazarí, em Alhambra, também utilizada nos dias atuais.

49

Figura 31. Par de painéis compostos com as mesmas unidades modulares Fonte: Gomes (2010).

Figura 32. Painéis com variação de módulos Fonte: Medina (2012) e Gomes (2010)

Figura 33. Painel com variação da escala da unidade modular (Autoria: Jaqueline Martins, aluna de pós-graduação em ARC-UNICAMP, em uma disciplina de férias, AQ074, 2015)

Figura 34. Efeito luz e sombra de uma placa de muxarabi Fonte: Gomes (2010)

50

2.6 Articulação & Movimento

Um conceito que tem chamado atenção é o de arquitetura em movimento,

com células de rastreamento, paredes retráteis, automação e edifícios inteligentes.

Nesse sentido, Schumacher et al (2010) defendem que a essência da arquitetura era

construção imóvel, mas uma arquitetura flexível no que se refere ao desenvolvimento

de articulações. Dobradiças e acessórios para janelas, assim como outros elementos

móveis estratégicos evoluíram. Lembram que o movimento acontece quando existe

algo em posição estacionária, que sofre uma aceleração e se desloca até parar

novamente.

Essa situação de movimento, embora simples e até natural, recebeu

tecnologias inovadoras, abordadas na Arquitetura Interativa e Responsiva. Esse

sistema pôde ser aprimorado com a disponibilidade de novos materiais que abrem

possibilidades à uma nova expressão estética, para além do movimento de abrir uma

porta. Maia & Meyboom (2015) apontam que o futuro precisa de sistemas com

respostas diretas e concluem que a tecnologia existe e está disponível, contudo,

demanda mais teoria para servir de base para novos campos de pesquisa.

Traçando um paralelo com a arquitetura vernacular, ressalta-se que não

dependia de projetos, sendo fundamental a mão-de-obra, focando na prática.

Conforme o processo projetual foi evoluindo, somado ao acesso à informação do

mundo globalizado, aumentou a importância do desenho, dos detalhes, das

tecnologias e teorias para o registro da obra. Em paralelo, a mão-de-obra também

precisou se preparar e há empresas e profissionais treinados para execução dos

sistemas construtivos mais racionalizados.

No primeiro momento, da criação e desenvolvimento dos sistemas, estes são

muito caros. Conforme vão sendo aplicáveis e replicáveis, os custos da produção

industrial tendem a diminuir. Nesse contexto, os edifícios adaptáveis gradativamente

vão sendo mais viáveis com o desenvolvimento da tecnologia. Dewidar (2013)

defende que as novas estratégias e soluções cinéticas, responsivas e adaptáveis são

as respostas para o futuro do desempenho energético eficiente. Uma das vantagens

de fachadas dinâmicas, segundo Velasco et al (2015) é a possibilidade de se aplicar

soluções cada vez mais sustentáveis.

51

Para Vaz et al (2016) um dos primeiros casos impactantes de EF dinâmicos

foi o projeto do Instituto do Mundo Árabe (IMA), de Jean Nouvel, que criou 240 painéis

foto sensíveis que abrem e fecham em movimento de diafragma, conforme a

incidência da luz solar (FIGURA 35). Além disso, o design de superfície destes

elementos apresenta uma marcante identidade árabe e sua geometria simples e

modular, otimiza a fabricação, assim como o projeto Al Bahr Tower, do escritório

Aedas Architects (FIGURA 36), considerado grande destaque em design e tecnologia

por Velasco et al (2015). Contudo, esses projetos pioneiros são tinham experiência de

como seria a manutenção das peças. No caso do IMA, as células não funcionam bem,

pois dependem de fatores como da limpeza do vidro.

Figura 35. Instituto do Mundo Árabe, Paris - Ateliê Jean Nouvel

Figura 36. Fachada para Al Bahr Towers - Aedas Architects Fonte: Velasco et al (2015).

Destaca-se a presença da identidade, produzida com uso de uma tecnologia

além dos padrões observados em fachadas brasileiras. Outro exemplo de fachada

com movimento, citada por Schumacher et al (2010), é a Kiefer Technik Showroom,

(FIGURA 37), onde foram instalados painéis de alumínio em forma de persianas

horizontais dobráveis ao longo da fachada sudoeste em uma superfície envidraçada.

52

A estrutura de suporte leva os trilhos guia para as persianas dobráveis e é ancorada

ao edifício por suportes de aço inoxidável. Rolos e motores de acionamento elétrico

estão integrados e permitem que os elementos sejam levantados, abaixados e

dobrados juntos ou independentes, permitindo e geração de diferentes efeitos

estéticos na fachada.

Na posição fechada, a luz adentra através de perfurações das telas dos

painéis de alumínio, um material parecido com tecido de tulle, e os motores aceleram

gradualmente e param suavemente. Cada um dos elementos tem um sistema

programável estendido ou retraído. Como resultado, a fachada ultrapassa a função de

sombreamento, assume aparência de constante mudança e pode ser coreografada.

Figura 37. Kiefer Technik Showroom, 2007.

Fonte: Photographer: Paul11

Outro exemplo é o projeto de Henning Larsen Architects (2015) para o

Campus da Universitets Parken, no centro de Kolding, Dinamarca. Em 2014 essa

fachada foi projetada com uma proteção solar que se ajusta ao clima por um sistema

de “aproximadamente 1.600 persianas triangulares de aço perfurado” cujos sensores

regulam a entrada de luz por automação (FIGURAS 38 e 39).

Figura 38.Exterior do SDU Campus Kolding Figura 39.Detalhe da persiana triangular de aço perfurado Fonte: Henning Larsen Architects (2015) (Photographs: Martin Schubert, Jõrgen Weber, Jens Lindhe)

11 Photographer: Paul Disponível em <Ott https://www.architonic.com/en/project/ernst-giselbrecht-partner-dynamic-facade-kiefer-technic-showroom/5100449> Acesso em: 08 mar. 2017.

53

2.7 Muxarabi dinâmico

Segundo Lacerda et al (2013), os artefatos são objetos caracterizáveis por

suas funções e adequações, que envolvem: o propósito, o caráter e o ambiente em

que funcionará como uma interface. O propósito dos elementos de fachadas são

auxiliar a arquitetura enquanto sua função de abrigo e proteção da edificação e seus

usuários no interior do ambiente. Enquanto um elemento arquitetônico, o design de

sua superfície cria uma percepção visual que agrega um caráter de identidade ao

exterior e comunica uma mensagem a quem observa a composição formal inserida.

Denominado aqui por Muxarabis Dinâmicos (MD), esse EF contém algumas

características, como espaços vazios que definem padrões geométricos, e permitem

movimentos de articulação mecânicos por meio de eixos paralelos (FIGURA 40). A

primeira versão foi projetada para ser fixada em fachadas de edificações, na forma de

painéis com estruturas modulares, posicionadas lado a lado de modo a compor uma

malha plana para funcionar como um elemento arquitetônico, modular, de proteção

contra a luz solar (FIGURA 41).

A proposta utilizava o padrão geométrico hueso e foi sendo desenvolvido um

sistema de rotações duplas independentes, perpendiculares a eixos paralelos para

torna-lo articulável (FIGURA 42). Foi simulada uma variação da forma hueso com

arredondamento das arestas (FIGURA 43). O primeiro MD inspirado na arte islâmica

pesquisados por Blanco e Harris (2011), foi um dos estudos que iniciaram

anteriormente e continuaram sendo aprimorados há mais de dez anos, tendo a

contribuição de muitas pesquisas. Os estudos sobre MD iniciaram com uma iniciação

científica em 2005 (TUPAN & HARRIS, 2005) e sobre grupos de geometria no plano

em 2009 (BLANCO & HARRIS, 2011).

Outras 3 iniciações científicas entre 2011 e 2013 foram realizadas no

LaForma/Fec com EFs articulados por meio de eixos de rotação paralelos, quando

resultou no primeiro protótipo articulável e culminou na execução de modelagem e o

primeiro protótipo representado por uma unidade modular que compunha todos os

elementos necessários ao EF desejado, inclusive possibilidades para automação.

Naquele momento, foram realizados testes com sensores e se mostrou promissor

como produto na área de arquitetura e construção, originando o novo artefato desta

dissertação, o MuArt (Muxarabi Articulado Artístico).

54

O protótipo e as modelagens digitais possibilitaram diferentes análises do

sistema modular proposto, permitindo a inserção de uma gama de variações das

unidades geométricas nucleares, bem como adequações nas distâncias entre os eixos

e entre as placas fixadas ao longo dos mesmos, ampliando as possibilidades

compositivas e de movimento. Esse sistema de engrenagens individuais, composto

por eixos paralelos pivotantes, permitiu um deslizamento angular gradual e

independente de pares das placas, às unidades nucleares que o compõe.

Todas as placas na posição horizontal se movimentam juntas, bem como as

verticais, porém os dois conjuntos são independentes em seus movimentos de rotação

e podem girar ao longo de uma faixa de graus suficiente para permitir um fechamento

completo da fachada, bem como possibilita opções de cheios e vazios (FIGURA 44).

Além das variáveis geométricas, observou-se potencial de mudança de materiais, os

quais podem ser poliméricos, metálicos, fibras naturais e outros, desde que tenham

qualidades para ficar expostos às intempéries.

O desenvolvimento do MuArt enquanto um EF não o impede de ser explorado

em ambientes internos e, nesse sentido, os materiais podem ser ampliados. Trata-se

de um produto que permite ser aprimorado, recriado, utilizado conforme as

necessidades e criatividade pessoal e local. Há inúmeras possibilidade de aplicação

de formas, cores, estampas, adesivos e materiais sólidos ou translúcidos, ou mistura

e composição dessas opções e tamanhos (FIGURA 45). Essas imagens foram

geradas no LaFormA-FEC, variando forma e material em 2012.

Figura 40. Eixos paralelos do Muxarabi Dinâmico

Figura 41. Simulações de utilização com movimento.

55

Figura 42. Detalhe da engrenagem.

Figura 43. Primeiro protótipo.

Figura 44. Possibilidades rotação dos módulos e composições geométricas

Figura 45. Croquis de possibilidades de tamanho do módulo, cores e transparência.

56

3. MATERIAIS E MÉTODOS

Considerando-se o objetivo de aprimorar um primeiro protótipo de Muxarabi

Dinâmico (MD) e desenvolver um artefato com respostas metodológicas satisfatórias

para um Elemento Arquitetônico para Fachadas EF, como opção para a filtragem da

luz solar incidente, selecionou-se como método de pesquisa o Design Science

Research (DSR) apresentado no fluxograma a seguir (FIGURAS 46 e 47). O novo

artefato seguiu o delineamento e experimentos deste método para ser capaz de

integrar a potencialidade da inserção de padrões geométricos e de identidade dos

muxarabis, com a articulação por eixos paralelos dos brises-soleil dinâmicos.

Deste modo, definiu-se uma sala de aula para análise, tanto in loco quanto

por recursos de simulações digitais. Esta sala está situada na Faculdade de

Engenharia Civil e Arquitetura e Urbanismo (FEC), na Universidade Estadual de

Campinas (UNICAMP), no segundo andar da edificação e é denominada de CA25

(apresentada no ítem 3.3 sobre o desenvolvimento). Sua fachada, envidraçada, está

orientada para o Leste e contém brises-soleil para proteção do excesso de luz solar

incidente, sendo um EF composto por placas sólidas metálicas e articuláveis por eixos

horizontais paralelos.

O delineamento do DSR seguiu as etapas de Conscientização (3.1)

complementada pela Fundamentação teórica (capítulo 2); Sugestão (3.2),

Desenvolvimento com o contexto do ambiente interno e externo (3.3), Validação das

Simulações e Resultados sobre os brise-soleil (3.4), Comparação entre os Resultados

(3.5), Resultados (Capítulo 4) e Conclusão (Capítulo 5).

O capítulo 4 foi subdividido em: Adaptabilidade à filtragem da luz solar (4.1)

sobre o parâmetro S, Força de Identidade do Design de Superfície (4.2) sobre o

parâmetro I, Desenvolvimento e Avaliação do MuArt (4.3), Comparação ente brise-

soleil articulado existente na sala CA25 e a proposta do MuArt hueso (4.4),

Comparações entre os principais dias do ano (4.5) e Análises dos resultados (4.6).

57

Figura 46. Fluxograma do método Design Science Research Fonte: As autoras, resumido e adaptado (de modo figurativo e esquemático) de Vaishnavi & Kuechler (2008) e Lacerda et al (2013).

58

Figura 47. Experimento DSR comparando qualidades dos objetos de estudo e do artefato Fonte: As autoras, resumido e adaptado (de modo figurativo e esquemático) de Vaishnavi & Kuechler (2008) e Lacerda et al (2013).

59

3.1 Etapa de Conscientização

Seguindo o delineamento do método DSR, realizou-se a etapa de

conscientização da pesquisa, iniciando com a definição do problema, caracterizando

as fronteiras do estudo, lendo referências e selecionando os objetos de estudo a

serem simulados e analisados. Buscou-se os melhores resultados entre os EF para o

processo de aprimoramento do artefato, aqui denominado de MuArt (Muxarabi

Articulável e Artístico).

A sala de aula selecionada para medições e simulações digitais foi a CA25 do

2º andar do edifício da FEC/Unicamp, por ter um brise-soleil articulado instalado na

fachada. Foram realizadas análises com e sem esse EF e, em seguida, os mesmos

processos ocorreram para proposta do novo artefato, simulando o muxarabi dinâmico

e o MuArt. Então se analisou a qualidade da iluminação com os efeitos de luz e sombra

observados.

Foram identificadas e aplicadas variáveis nos objetos de estudo selecionados,

neste caso, os brises-soleil e muxarabi, registrando e verificando os limites e

qualidades de cada um em relação aos parâmetros de adaptabilidade à filtragem da

luz solar (S) e de aplicabilidade de Identidade (I). Para fase dos parâmetros “S” e “I”,

na fase dos experimentos, foi utilizado um modelo físico da sala CA25, quando foram

observados empiricamente diferentes efeitos de luz e sombra em seu interior a partir

de mudanças nos padrões geométricos dos EF instalados e nas simulações.

Foram considerados horários e dias específicos de modo a representarem

momentos críticos da trajetória da luz solar para este local: equinócio de primavera

(21 de setembro), solstícios de inverno (21 de junho) e o solstício de verão (21 de

dezembro) no hemisfério Sul. Para a realização de uma aferição entre a modelagem

digital e a condição real da sala CA25, selecionou-se o dia de maior incidência da luz

solar na fachada ao longo do ano, o solstício de verão, por apresentar maior

quantidade de horas de incidência solar no ano (13 horas e 25 minutos),

consequentemente, uma maior necessidade de proteção na fachada.

60

3.2 Etapa de Sugestão

Na fase de Sugestão, trabalhou-se o processo criativo com os possíveis

artefatos, os quais começaram a ser analisados nas disciplinas do Mestrado

(APÊNDICES B ao E). Os objetos de estudo selecionados, muxarabis e brises-soleil,

foram pesquisados na revisão de literatura e o muxarabi dinâmico (MD) foi

compreendido ao estudar outros trabalhos realizados na UNICAMP.

O MD está apresentado neste estudo no ítem 2.7, cujos estudos iniciaram há

alguns anos, primeiramente para um painel modular fixo em fachadas de edificações,

que compunha uma malha plana, e foi sendo incorporados conhecimentos aplicáveis

e novas tecnologias, verificando assuntos sobre articulação e movimento para a filtrar

a luz solar incidente de modo controlado. Foram realizadas análises que resultaram

em uma proposta de produto para um novo EF denominado MuArt (Muxarabi

Articulado Artístico), proveniente do aprimoramento do sistema MD.

3.3 Etapa de Desenvolvimento com o contexto do ambiente

interno e externo

A etapa do Desenvolvimento foi realizada a partir da caracterização e

construção do ambiente interno/externo, além do próprio artefato, bem como do

conhecimento aplicável. Visando uma melhor contextualização do problema, segue a

caracterização do ambiente externo (FIGURAS 48 e 49) com o brise-soleil existente

(FIGURAS 50 a 53) e do ambiente interno da sala CA25 do 2º andar do edifício da

FEC/Unicamp (FIGURA 54). As fotos dos brises-soleil foram feitas no dia 20 de

dezembro de 2018, quando se registrou fotograficamente seu mecanismo aberto e

fechado a partir das 7:00 horas da manhã.

Um levantamento por meio de medições com trena e observações em

luxímetro foi realizado com o intuito de auxiliar na modelagem para as simulações

digitais do ambiente construído selecionado. A sala foi escolhida por sua abertura ao

ambiente externo à edificação estar voltada para uma fachada Leste e conter instalado

o EF do tipo brise-soleil articulado por eixos paralelos, viabilizando verificações e

análises em uma situação real (FIGURA 55).

61

Figura 48. Situação do prédio da FEC/UNICAMP com fachada da sala CA25 com orientação Leste. Fonte: Google

Figura 49. Modelagem digital da fachada Leste do bloco da FEC/UNICAMP.

Figura 50. Foto da fachada leste da FEC com Brise-soleil

Figura 51. Maquete digital da fachada com Brise-soleil

Figura 52. Maquete digital da fachada com MuArt

Figura 53. Foto do brise-soleil existente na fachada Leste da sala CA25 do prédio da FEC.

62

Figura 54. Foto da sala CA25 real e modelagem digital

Figura 55. Planta Baixa da sala CA25 com as carteiras de 1 a 15. Fonte: As autoras

Fonte: As autoras

63

3.4 Validação das Simulações e Resultados sobre os brises-

soleil

A sala CA25 foi submetida a medição de nível de iluminação por meio do

registro dos efeitos de luz e sombra a partir de imagens fotográficas de hora em hora.

Para cada horário, os brises-soleil foram abertos e fechados registrando os níveis de

iluminação com luxímetro em cada mesa selecionada nas duas situações. Com a

coleta dos resultados das simulações realizadas, foi possível verificar o

comportamento do novo artefato, validando-o dentro do contexto para o qual foi

projetado.

Utilizou-se para as simulações digitais o software SketchUp com

renderizações feitas pelo Vray e Atlantis. O artefato e o ambiente interno da sala,

foram submetidos às medições de lux/hora em situações de céu claro e em datas

críticas, cujos desempenhos alcançados foram registrados e são apresentados como

resultados.

Após as aferições, observou-se a necessidade de se fazer alguns ajustes no

modelo, principalmente, relacionados aos detalhes físicos da sala. No dia 20 de

dezembro12 de 2018, com a maquete digital adequada e aferida, retornou-se à sala

CA25 para registrar os momentos de insolação crítica por fotografias e medições para

possibilitar a comparação com a simulação digital apresentada no item 4.5.

Foram realizadas medições com luxímetro (FIGURA 56) em 15 mesas,

alinhadas com o centro de cada janela. A medição seguiu a ordem das mesas

numeradas de 1 a 15 (FIGURA 55), nas condições dos brises-soleil com suas placas

articuladas abertas (0º), em seguida, fechadas (90º). Essa sequência foi registrada

fotograficamente por meio de um posicionamento pré-definido da câmera e do

luxímetro.

No dia da medição, 20 de dezembro de 2018, às 7 horas da manhã, a

temperatura estava em 21ºC, sem nuvens, ou seja, em condições de céu claro. Das

8 às 9 horas a temperatura subiu para 23ºC; às 10 horas para 26ºC; e entre 11 e 13

horas atingiu 29ºC. Às 12 horas apareceram poucas nuvens, manteve-se nesta

condição até o final dos testes.

12 Dia 21 de dezembro de 2018 a UNICAMP estava fechada para dedetização e por isso o dia 20 de dezembro foi escolhido.

64

Figura 56. Luxímetro utilizado neste estudo Fonte: As autoras

O processo de fotografar, abrir e fechar o EF, e medir com o luxímetro nas

15 carteiras em ambas as circunstâncias, durou aproximadamente 30 minutos para

cada horário. Com as medições foi possível gerar gráficos para cada situação em cada

mesa da sala CA25.

Para a construção do modelo, cada módulo nuclear de hueso foi cortado em

chapas com distâncias necessárias para a realização das movimentações desejadas.

Destaca-se que as placas são duplas, uma em frente e outra atrás do eixo de rotação,

porque o MuArt é visto por ambos os lados, tanto por quem observa a fachada de fora

do edifício, quanto de quem está em seu interior. Seus eixos são articulados por

mecanismos presentes nas laterais da armação que sustenta o painel. E esta também

é vazada e permite inúmeros tamanhos e formatos.

Com relação ao padrão geométrico, utilizou-se a figura denominada hueso que

se denominou aqui por módulo hueso, o qual foi cortado em placas com desenhos

vazados. Essas peças foram fixadas nos eixos de rotação, em posições horizontais e

verticais intercaladas, de modo a permitirem um distanciamento necessário para a

realização dos giros, conforme foi sendo observado e melhorado ao longo desta e das

pesquisas anteriores. Tais eixos são girados por mecanismos presentes nas laterais

da armação que sustenta o painel modular composto de um conjunto de eixos

paralelos.

O principal diferencial do MuArt em relação ao MD foi a simulação considerando

a superfície com padronagem vazada em suas placas, aperfeiçoando o artefato por

proporcionar melhores resultados ao EF em desenvolvimento.

65

3.5 Comparações entre os Resultados

Fechando o ciclo deste estudo do método DSR, apresenta-se a etapa de

Conclusão, com a formalização e descrição do processo de criação do MuArt, de

modo satisfatório, observando sua potencialidade de ampliação para usos como EF.

Visando uma equivalência entre as simulações digitais e reais, comparou-se os dias

testados in loco com as imagens dos brise-soleil instalados e as renderizadas do

mesmo EF. Constatou-se que as sombras eram equivalentes em ambas as situações,

validando-se assim as simulações digitais do MuArt a partir de então.

Quando realizadas as simulações, observou-se que as mesas próximas às

janelas são mais iluminadas tanto para as situações dos brises-soleil abertos, quanto

fechados. Conforme se afastam da janela, as mesas recebem menor intensidade

luminosa. Quando abertos, os níveis de lux são adequados, já para a situação fechada

as atividades visuais, de leitura, escrita e desenho, ficam comprometidas, sendo

necessário o uso de iluminação artificial, situação que também foi medida, cujos

resultados atingiram uma faixa ideal para todas as mesas uniformemente.

Para as análises foram adotadas as faixas de nível de iluminação

apresentadas por Lamberts et al (1997), cuja legenda considera “Baixa” até 200 lux,

“Média” entre 200 e 500 lux e “Alta” e desejada, principalmente para sala de aula,

acima de 500 lux. Por se tratar de faixas de iluminação, os valores numéricos lidos no

luxímetro foram traduzidos em Baixo (B), Médio (M) e Alto (A). Na situação fechada,

o nível de iluminância fica abaixo do necessário para atividades visuais de estudo,

detectando um problema para acuidade visual no ambiente.

Numericamente, o EF instalado na sala CA25, o brise-soleil articulado, na

condição de fechado, diminui a quantidade de lux e abaixa o nível de iluminação

necessária para as atividades visuais de modo a comprometer a visão do usuário. Em

comparação à situação das placas aberta, mostra uma eficiente proteção contra e

incidência solar (TABELA 1).

66

Tabela 1. Faixas de lux na sala CA25/ FEC com medição no dia 20 de dezembro de 2018

Fonte: As autoras

Fonte: Lamberts et al (1997) adaptado pelas autoras.

Legenda

Sigla Iluminação Nível de iluminação Tarefas conforme o nível de iluminação necessário

Tarefas com requisitos visuais limitados como circulação,

reconhecimento facial, leitura casual, armazenamento, refeição

Leitura e escrita de documentos com alto contraste,

Participação de conferências

Alta Leitura e escrita de documentos com fontes pequenas e baixo contraste

IDEAL Desenho TécnicoA > 500 lux

B Baixa < 200 lux

M Média ente 200 a 500 lux

67

No estudo realizado no dia 20/12/2018, in loco na sala CA25, foram tiradas

fotos a cada uma hora, das 7:00 às 13:00 horas e as simulações mostraram

significativamente próximas a partir das 11:00 horas. Foi, então, simulada a sala CA25

considerando a situação de insolação direta, para entender a sala antes da instalação

dos brises-soleil existentes (FIGURAS 57 a 59).

Figura 57. Insolação direta dia 21 de dezembro, às 07:00, 09:00, 11:00 e 13:00hs

Figura 58. Insolação direta dia 23 de julho, às 07:00, 09:00, 11:00 e 13:00hs

Figura 59. Insolação direta dia 23 de setembro, às 07:00, 09:00, 11:00 e 13:00hs

No capítulo 4, sobre os resultados, seguem as análises da sala CA25 com

uma tabela bem explicativa nos itens 4.2, 4.4 e 4.5 apresentando a comparação entre

brise-soleil existente e o MuArt, de modo comparativo também com esta simulação da

sala real em uma situação anterior à instalação do EF.

68

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Após as Etapas de Conscientização, Sugestão e Desenvolvimento na fase de

Validação, observou-se para a pesquisa os seguintes itens: Adaptabilidade à filtragem

da luz solar; Força de Identidade do Design de Superfície; Desenvolvimento e

Avaliação do MuArt; Comparação entre o brise-soleil articulado existente na sala

CA25 e a proposta do MuArt hueso; Comparações entre os principais dias do ano e

Análises dos resultados.

Os resultados mostraram que os muxarabis tem maiores qualidades quanto

ao quesito de Potencialidade da Identidade (I) e os brises-soleil apresentaram

superioridade no quesito de Adaptabilidade à luz Solar incidente na fachada (S). Sob

estes aspectos, foram consideradas para a construção do MuArt as soluções

extraídas dos muxarabis potencializadas para “I”, propondo-se um padrão geométrico

modular (hueso) e vazado. Por outro lado, comparando-se aos brises-soleil, para “S”,

adotou-se um sistema capaz de uma rotação dupla e independente num mesmo eixo.

O MuArt é um artefato que permite uma gama de padrões geométricos

modulares que apresentam como diferencial o fato de suas unidades modulares,

serem passíveis de articulações independentes entre os pares de placas de mesmo

sentido (Vertical ou Horizontal), facilitando também sua manutenção. Embora não haja

movimento unitário de cada módulo, existem movimentos duplos por eixos que

garantem a possibilidade de uma articulação adequada às necessidades de filtragem

da luz solar incidente nas aberturas das fachadas para o interior do ambiente.

69

4.1 Adaptabilidade à filtragem da luz solar

A proposta do sistema de dupla articulação (descrita no item 2.7 sobre o

muxarabi dinâmico) permite uma maior adaptabilidade à adequação climática em

tempo real. Da inspiração nos muxarabis, além da diversidade dos padrões

geométricos, absorveu-se a característica de elemento vazado, um benefício

desejado nesta pesquisa, bem como o design de superfície treliçado e que permite

encaixe e movimentação. Acreditou-se que poderia criar um EF passível de compor

tais qualidades com a rotação do brise-soleil aprimorando a articulação. (FIGURA 60).

Na análise de lux que foram medidos na altura das pranchetas, cada fileira

das mesas (FIGURA 55) foi escolhida de modo que as mesas próximas à janela e aos

brises-soleil fossem agrupadas (1, 4, 7, 10 e 13), bem como as mesas do meio (2, 5,

8, 11 e 14) e as mesas do lado da parede (3, 6, 9, 12 e 15). Observou-se que é grande

a diferença entre as situações de iluminação natural dos elementos aberto ou

fechados (TABELA 2).

Diante desses resultados, aferiu-se que as placas sólidas dos brises-soleil

realmente controlam a incidência da luz do sol, e se identificou a possibilidade de um

aprimoramento com a troca das placas sólidas de hueso, perfurando-as, como nos

muxarabis. Isso porque esse controle na situação de placas fechada, diminui o nível

de iluminação de ideal para médio e baixo em todas as mesas e horários.

Figura 60. Croqui da ideia para aprimorar e integrar brise-soleil com muxarabis. Fonte: As autoras

70

Tabela 2. Faixas dos níveis de iluminação medidos no dia 20 de dezembro de 2018 conforme disposição das mesas na sala CA25 com brises-soleil abertos e fechados

Fonte: As autoras.

71

4.2 Força de Identidade do Design de Superfície

Para ser realizar os experimentos visando uma análise da potencialidade de

identidade dos Elementos de Fachada (EFs), utilizou-se um modelo físico da sala de

aula CA25, no qual foram instalados painéis, simulando fachadas com outros padrões

de elementos vazados modulares. Anteriormente, o EF denominado “Pássaro”,

apresentado no item 2.4, foi analisado em suas possibilidades de composições e

padrões com linhas curvilíneas para módulos quadrados. Essas composições

geraram padrões de superfícies curvos com identidade.

Foram realizados estudos 2D e 3D deste padrão para EFs. Simulou-se a

visualização deste padrão em uma fachada completa de uma edificação, cuja

extensão de 40 metros permitiu entender efeitos visuais e de escala desse desenho.

Este elemento modular composto a partir de curvas simples, confere dinamismo,

simbologia e uma estética adequada, bem como permite um sombreamento enquanto

elemento vazado, podendo ser sobreposto em outras superfícies.

O módulo “Pássaro” resultou na super unidade “Pássaro Onda”, os quais

foram simulados nos programas Autocad (Autodesk) e SkechtUp (Timble) (FIGURAS

61 e 62).

Figura 61. Composição dos submódulos nos programas AutoCad e SketchUp Fonte: As autoras

Figura 62. Simulação virtual de movimento do "Pássaro Onda" em superfície curva. Fonte: As autoras

72

As unidades modulares (GOMES & HARRIS; 2010) e padrões de superfície

desenvolvidos para modelos reduzidos de fachadas (FIGURA 63) evidenciam a

possibilidade de oferecer formas com força de identidade que os muxarabis podem

oferecer através da variação no design de superfície, com liberdade formal e variações

entre cheios e vazios (FIGURA 64).

Nesta pesquisa, resgatou-se peças feitas com corte a laser, em chapas de

mdf de 3 milímetros de madeira e realizou testes submetendo-as a análise por meio

de seu encaixe em uma maquete física, sujeitando-a a variação de iluminação externa

(FIGURAS 65 e 66).

Figura 63. Unidades modulares Fonte: Gomes & Harris (2010)

Figura 64. Painéis geométricos modulares para aplicação em fachadas de muxarabi, Fonte: Sakaragui & Harris (2010) e imagens de exercício realizado em disciplina de painéis criados pela aluna Carolina Curi (2015) do curso de Arquitetura e Urbanismo, FEC, UNICAMP.

Figura 65. Análise empírica do efeito de luz e sombra de um muxarabi num modelo do ambiente.

73

Figura 66. Resultado de simulação de uma fachada com identidade e efeito de luz e sombra.

Fonte: As autoras

Ao se comparar a iluminação real da sala de aula CA25 com os elementos de

fachada existentes, bem como a imagem renderizada da sala virtual com os brises-

soleil versos MuArt, no mesmo horário (8:00 horas), pôde-se observar, no piso e nas

superfícies das mesas, um efeito de luz e sombra, cujo maior contraste foi obtido pelos

brises-soleil. Notou-se que o EF MuArt suavizou a diferença entre luz e sombra ao

mesmo tempo em que o contorno geométrico do padrão modular se fazia presente.

(FIGURAS 67 a 70). Estes experimentos exemplificam o potencial gramatical dos

padrões modulares no design da superfície do MuArt, bem como a uma maior força

de identidade e luz e sombra comparando ao brise-soleil, internamente e

externamente (TABELAS 3, 4 e 5).

Figura 70. Efeito da luz e sombra do MuArt simulado para situação fechada. Fonte: As autoras.

Figura 67. Luz e sombra do brise-soleil real.

Figura 68. Luz e sombra da simulação brise-soleil

Figura 69. Luz e sombra da simulação muxarabi

74

Tabela 3. Fachada com MuArt fechado durante a manhã dos Solstícios e Equinócio.

hs 21 de dezembro 21 de junho 23 de setembro

Solstício de Verão Solstício de Inverno Equinócio

7

9

11

Tabela 4. Fachada com MuArt aberto em 45º durante a manhã dos Solstícios e Equinócio.

7

9

11

Tabela 5. Fachada com MuArt aberto em 90º durante a manhã dos Solstícios e Equinócio.

7

9

11

75

4.3 Desenvolvimento e Avaliação do MuArt

A proposta de uma evolução do brise-soleil, com a introdução de um sistema

com eixos paralelos de giros duplos, traz uma solução para o aprimoramento de sua

articulação. O padrão de design de superfície denominado de hueso foi mantido por

ser esta uma figura simples e que, ao mesmo tempo, tem uma boa potencialidade

didática na geometria da forma, no que se refere à sua construção a partir de um

quadrado (FIGURA 71).

Além deste padrão foram realizados outros estudos referentes a

possibilidades de padrões geométricos apresentadas nos Apêndices de B a E.

Figura 71. Montagem da unidade modular hueso.

O primeiro protótipo do sistema MuArt, modelado digitalmente, para se

adequar a fachada de uma sala de aula, permitiu um movimento das placas de 45º ao

redor dos eixos paralelos, além dos movimentos independentes dos dois conjuntos de

placas, situadas ortogonalmente entre si. As primeiras placas do módulo hueso,

aplicadas para experimentos do MuArt eram opacas. Observou-se que reduziam

muito a iluminação interna na situação quando se encontravam fechadas, semelhante

ao que ocorreu com o brise-soleil estudado (FIGURA 72).

Considerando-se que uma solução de variação na transparência das placas

poderia minimizar o problema, porém, seu uso poderia causar um efeito estufa, optou-

se por incorporar mais uma característica dos muxarabis, a agregação de geometrias

perfuradas, oferecendo um efeito de cheios e vazios, por onde a iluminação e

ventilação poderiam passar. Outra observação foi com relação à escala utilizada

inicialmente para as simulações, com as quais se observou serem impróprias para o

76

tamanho dos vãos das janelas para a fachada, principalmente por questões de

manutenção. As placas em uma escala maior responderam melhor a estas

preocupações. (FIGURA 73).

O painel compositivo original (FIGURA 74) e suas placas podem ser

ampliador em suas dimensões. Seu padrão geométrico modular pode ter inúmeras

variações, permitindo estilizações personalizadas, com identidade, como de uma

marca, ou mesmo de uma mensagem. O importante é que as placas se encaixem de

modo a permitirem as rotações necessárias e que se adequem à modularidade da

estrutura da fachada.

No MuArt hueso, a estética original foi inspirada no treliçado do muxarabi

clássico quadriculado em posição vertical (V) e horizontal (H) (FIGURAS 75 a 78).

Essas denominações V e H são importante para se entender as tabelas com as

imagens das simulações que são apresentadas neste trabalho, com ângulos de

rotação em movimentos ao redor dos eixos paralelos.

Realizada as simulações relacionadas à geometria e articulação das placas,

foi produzido um segundo protótipo do MuArt hueso com superfície das placas em

desenhos vazados (FIGURAS 79 a 83). O qual foi confeccionado em chapas com 3 e

6 milímetros de Medium-Density Fiberboard (MDF) para os testes físicos de

articulação.

Figura 72. Simulação da sala CA25 com o primeiro protótipo.

Figura 73. Simulação da sala CA25 com a placa vazada

77

Figura 74. MuArt aplicado na fachada como painel simulado na situação fechada. Fonte: As autoras.

Figura 75. Módulo vazado hueso

Figura 76. Módulo das placas horizontais e verticais

Figura 77. Módulo horizontal

Figura 78. Módulo vertical

78

Figura 79. MuArt fechado

Figura 80. MuArt aberto

Figura 81. MuArt fechado com angulações diferentes

Figura 82. MuArt aberto com angulações diferentes

Figura 83. MuArt inclinado 45º Fonte: As autoras

79

4.4 Comparação entre brise-soleil articulado existente na sala

CA25 e a proposta do MuArt hueso.

Sobre a estética, observa-se que a forma do brise-soleil se limita a placas

retangulares e solidas, dispostas horizontal e/ou verticalmente. Já no caso dos

muxarabis, estes podem ser modulares ou não e estar contidos em chapas inteiras ou

em conjuntos de módulos, permitindo uma gama de detalhes geométricos aplicáveis

em sua superfície, como ilustrado no exemplo do MuArt (FIGURAS 84).

Observou-se que o padrão geométrico aplicado no MuArt se mostrou mais

suave do que o brise-soleil com relação ao efeito de luz e sombra no interior do

ambiente e, esteticamente, com formas melhor elaboras a partir do design de

superfície dos encaixes do treliçado composto a partir do hueso (FIGURAS 83 e 84).

Os dois oferecem proteção solar para a sala, quando comparado com a simulação

sem EFs (TABELA 6), observando sua necessidade no período da manhã.

Figura 84. Brise-soleil – placas retangulares Fonte: As autoras

Figura 85. MuArt – placas hueso

Tabela 6. Sala CA25 - FEC/Unicamp - 2² andar - Fachada Leste - Simulação sem EF

Horas 21/12 23/07 23/09

7

9

11

80

Os resultados obtidos para a aferição entre a situação real e as demais

situações específicas de inclinação das placas nos sentidos V e H sobre o mesmo

eixo, simulados, são apresentadas na sequência organizada de modo a visualizar as

diferenças ente os efeitos desses EFs (TABELA 7). Observa-se que as sombras dos

brises-soleil existentes são mais contrastantes do que do MuArt.

Tabela 7.Sala CA25 - FEC/Unicamp - 2º andar – Fachada Leste

Realidade Simulação Brise-soleil fechado Brise-soleil aberto Brise-soleil aberto MuArt aberto

7:00 horas

8:00 horas

9:00 horas

10:00 horas

11:00 horas

12:00 horas

81

4.5 Comparações entre os principais dias do ano

Considerando o início das aulas às 8:00 horas, descartou-se as simulações

das 7:00 horas. No outro extremo, a partir das 11:00 horas, o sol incidente na fachada

leste não é problema em nenhuma das três simulações. Portanto, estas foram

realizadas no intervalo entre 8:00 e 10:00 horas da manhã. A maior incidência solar

foi observada em torno das 9:00 horas. Cada uma das ocorrências foi simulada para

os dias de solstício de verão, solstício de inverno e equinócio conforme as situações

das tabelas: H45V45 (TABELA 8), H90V90 (TABELA 9), H0V0 (TABELA 10), H90V0

(TABELA 11), H0V90 (Tabela 12), H90V45 (TABELA 13), H45V90 (TABELA 14),

H45V0 (TABELA 15) e H0V45 (TABELA 16).

Observou-se que no solstício de inverno, a iluminação natural não se

apresentou como um problema. O efeito da luz no interior foi menos contrastante do

que nas outras duas condições. Entre 8:00 e 9:00 horas observou-se um momento de

maior incidência solar, mesmo assim, o contraste listrado resultante, no caso dos

brises-soleil, não foi significativo a partir das 10:00 horas. As placas do brise-soleil

instalados apresentavam a possibilidade de um giro com todos os eixos agrupados.

Já as placas do MuArt, por terem eixos duplos e um padrão geométrico, permitiram

maiores possibilidades de articulações por seus eixos com pares das placas V ou H

intercalados.

Tabela 8.Simulação do MuArt Aberto (H45V45) – Hemisfério Sul

Horas

Sala CA25 do Prédio da FEC/Unicamp - 2º andar – Fachada Leste

21 de dezembro 21 de junho 23 de setembro

Solstício de Verão Solstício de Inverno Equinócio

8

9

10

82

Tabela 9.Simulação do MuArt Fechado (H90V90) – Hemisfério Sul

hs 21 de dezembro 21 de junho 23 de setembro

Solstício de Verão Solstício de Inverno Equinócio

8

9

10

Tabela 10.Simulação do MuArt Aberto (H0V0) – Hemisfério Sul

hs 21 de dezembro 21 de junho 23 de setembro

Solstício de Verão Solstício de Inverno Equinócio

8

9

10

Tabela 11.Simulação do MuArt Aberto (H90V0) – Hemisfério Sul

hs 21 de dezembro 21 de junho 23 de setembro

Solstício de Verão Solstício de Inverno Equinócio

8

9

10

Tabela 12.Simulação do MuArt Aberto (H0V90) – Hemisfério Sul

hs 21 de dezembro 21 de junho 23 de setembro

Solstício de Verão Solstício de Inverno Equinócio

8

9

10

83

Tabela 13.Simulação do MuArt Aberto (H90V45) – Hemisfério Sul

hs 21 de dezembro 21 de junho 23 de setembro

Solstício de Verão Solstício de Inverno Equinócio

8

9

10

Tabela 14.Simulação do MuArt Aberto (H45V90) – Hemisfério Sul

hs 21 de dezembro 21 de junho 23 de setembro

Solstício de Verão Solstício de Inverno Equinócio

8

9

10

Tabela 15.Simulação do MuArt Aberto (H45V0) – Hemisfério Sul

hs 21 de dezembro 21 de junho 23 de setembro

Solstício de Verão Solstício de Inverno Equinócio

8

9

10

Tabela 16.Simulação do MuArt Aberto (H0V45) – Hemisfério Sul

hs 21 de dezembro 21 de junho 23 de setembro

Solstício de Verão Solstício de Inverno Equinócio

8

9

10

84

4.6 Análises dos resultados

O experimento realizado em uma sala de aula, com o atual brise-soleil

articulado, permitiu análises comparativas com a proposta do MuArt. Padrões

passíveis de serem personalizados, provenientes dos muxarabis clássicos, foram

incorporados a um sistema de eixos paralelos, inspirados nas articulações dos brises-

soleil. Por se tratar de um sistema de eixos com dupla rotação, ampliou-se a

versatilidade da movimentação das placas modulares e permitiu aplicação de outros

padrões geométricos modulares.

Tanto os brises-soleil quanto o MuArt hueso controlam a incidência solar

excessiva e a passagem do vento, mas o MuArt se destacou no equilíbrio entre as

duas características: Adaptabilidade aos movimentos do sol (S) e Potencialidade de

aplicação de identidades por padrões geométricos (I).

Embora a proteção à iluminação solar incidente nas fachadas seja importante,

o efeito de ofuscamento pelo alto contraste de luz e sombra pode gerar um

desconforto visual, em determinados horários críticos, aqui identificados na fachada

Leste do Hemisfério Sul, aproximadamente às 9:00 horas da manhã, no solstício de

verão, numa situação de céu claro. No entanto, para a fachada e período estudados,

o excesso de iluminação incidente a partir das 11 horas, não foi mais um problema.

A luz solar é desejada como uma iluminação necessária às atividades visuais.

Por ser natural, se filtrada adequadamente, pode contribuir com uma diminuição da

necessidade de luminosidade artificial. Nesse sentido, se os EF da sala CA25

bloquearem a superfície sem necessidade, acabam escurecendo o interior do

ambiente construído, gerando uma necessidade do uso da luz artificial.

Se as placas do MuArt forem adequadamente vazadas/perfuradas, podem

auxiliar deixando adentrar parte da luz necessária, mesmo quando o sistema estiver

fechado, potencializando a otimização energética proveniente do gasto com uma

iluminação artificial, hoje necessária para oferecer lux necessários às atividades

visuais de uma sala de aula.

85

5. CONCLUSÃO

Com esta dissertação foi possível dar continuidade ao desenvolvimento de um

muxarabi dinâmico, criando-se um artefato denominado de “Muxarabi Articulável e

Artístico” (MuArt). Este novo Elemento arquitetônico de Fachada (EF), derivado dos

dois objetos de estudo, o brise-soleil e o muxarabi, mostrou ser viável, integrando

qualidades da articulação paralela do brise-soleil com o design de superfície dos

cheios e vazios do muxarabi, bem como padrões geométricos possíveis de serem

personalizados e oferecer identidade a um edifício.

Embora semelhante no movimento em torno de eixos paralelos, um dos pontos

fortes do MuArt está na possibilidade de maior articulação do que o brise-soleil

estudado devido à sua construção composta por eixos de dupla rotação. Estas

possibilidades de posicionamento angular das placas aumentam as quantidades de

opções de aberturas e fechamentos do sistema do EF para filtragem da luz solar

indesejada na fachada da edificação mais adequada.

Comparado ao muxarabi clássico, o MuArt acrescenta uma gama de

variedades passíveis de serem incorporadas nos seus padrões de superfície,

potencializando os movimentos giratórios das unidades modulares desses formatos e

outros desenhos. Nas análises das simulações, compreendeu-se de é importante

considerar os padrões modulares, bem como o design da superfície, visando uma

adequação às necessidades de iluminação no ambiente onde serão aplicadas.

Outro ponto positivo, foi incorporar às placas modulares (as peças de hueso),

perfurações com desenhos vazados nas placas, de modo a permitirem a penetração

de um certo grau de iluminação e ventilação mesmo em sua posição fechada,

buscando auxiliar contra o efeito estufa que ambientes envidraçados podem sofrer.

O MuArt permite a composição de painéis com inúmeros tipos de padrões

geométricos modulares, que podem ser personalizados, esteticamente bem

resolvidos e compostos de identidade, quando desejada. Permite articulações

independentes entre pares de unidades nos eixos paralelos e intercalados, podendo

gerar efeitos de luz e sombra numa variedade de composições, o que além da estética

mais suave, contribui na diminuição de problemas com ofuscamento e contrastes

visuais.

Pôde-se afirmar que esse novo artefato resultou na incorporação adequada das

qualidades identificadas nos dois tipos de elementos de fachada estudados. Gerou-

86

se um tipo hibrido de EF que incorpora as possibilidades de padrões geométricos

modulares dos muxarabis com as possibilidades de articulação dos brises-soleil,

permitindo movimento manual ou automatizado.

Esta pesquisa contribuiu oferecendo à comunidade científica e à sociedade

uma solução na escolha para resolver problemas de incompatibilidade entre

elementos arquitetônicos de fachada com articulações por eixos paralelos (brise-

soleil) ou elementos de fachada fixos, modulares e vazados (muxarabi). Com o MuArt,

a integração entre as qualidades de ambos sistemas é possível.

O MuArt continua a ser desenvolvidos em pesquisas paralelas e como

pesquisas futuras, pretende-se aprofundar, como foco principal em questões de

conforto ambiental.

87

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APÊNDICE A

Blanco & Harris (2011) apresentam exemplos da presença dos 17 grupos de

simetria no plano existentes no Palácio Nazarí em Alhambra. Doze destes grupos, por

serem mais alinhados com as possibilidades do MuArt. Para cada grupo exemplificado

é apresentada sua unidade nuclear e sua unidade modular (TABELA 17).

Tabela 17. Grupos de simetria no plano

Gru

po

Paralelogramo fundamental

Exemplo Desenho

1

Exemplo da figura encontrada no Patio de los Arrayanes

PM

Exemplo da figura encontrada no: Museo de La Alhambra

CM

Exemplo da figura encontrada no Salón de Comares

PG

Exemplo da figura encontrada na Puerta del Vino

P2

Exemplo da figura encontrada no Museo de La Alhambra

104

PMM

Exemplo da figura encontrada na Sala de los Reyes

CMM

Exemplo da figura encontrada no Salón de Comares

PMG

Exemplo da figura encontrada na Fuente del pátio del Cuarto Dorado

PGG

Exemplo da figura encontrada na Solería de la Sala de los ajimecese.

P4

Exemplo da figura encontrada no Patio de los Leones

P4M

Exemplo da figura encontrada na Torre de las Infantas

P4G

Exemplo da figura encontrada no Salón de Comares

105

APÊNDICE B

Neste estudo, foram exploradas diferentes possibilidades de abordagem

geométrica entre cheios, vazios e relevos, de modo a se permitir variações na filtragem

da luz incidente e seus efeitos de sombreamento no interior da edificação. Esse

Elemento de Fachada (EF) foi denominado de “Pássaro” (FIGURA 86), e foi analisado

em suas possibilidades de composições e padrões (FIGURA 87). No que se refere às

questões das formas lineares da edificação do estudo in loco, utilizou-se uma

geometria baseada em linhas curvas em elementos modulares vazados de 40 cm x

40 cm.

Com esta unidade modular foram feitos estudos bi e tridimensionais utilizou-se

para isso r o programa SketchUp (Trimble) e considerou-se como localização, uma

fachada leste do bloco 7 do prédio de aulas da FEC, simulando-se uma variação de

horários específica. Avaliou-se situações para os dias 21 de junho (o solstício

de inverno) e 21 de dezembro (solstício de verão), nos horários das 8:00h, 12:00h e

16:00h (Figura 88).

As composições dos padrões de fachada resultantes geraram diferentes

mosaicos e apresentaram um exemplo de incorporação de identidade no design da

superfície (FIGURA 89).

Figura 86. Criação da unidade modular “Pássaro”. Fonte: As autoras

106

107

Figura 87. Estudo de forma, padrões geométricos, composições do módulo "Pássaro". Fonte: As autoras

108

Figura 88. Parte do estudo de sombra. Simulação dia 21 de dezembro de 2015, às 8:00hs da manhã.

Figura 89. Composição do submódulo “Pássaro” Fonte: As autoras

109

APÊNDICE C

O estudo do módulo denominado “Pássaro” teve como objetivo atingir um

nível de síntese formal atingido com o “Pássaro Onda”. Para isso, utilizaram-se

operações de espelhamento e repetição no sentido vertical. Recortes de folha de

papel, palitos de plástico, canudos e arames, enfim, materiais para o primeiro estudo

físico (FIGURA 90). Definidas as formas e cores para análise das possibilidades de

movimento, seguiu-se para estudos digitais utilizando os programas Autocad

(Autodesk) e SkechtUp (Trimble) (FIGURAS 91). Após a fase de modelagem digital,

foi desenvolvida um modelo físico para análises reais de movimento e articulação,

simulando-o como EF. Por fim, realizaram-se simulações paramétricas utilizando os

programas Rinoceros com o Grasshopper (FIGURAS 92).

Esses estudos permitiram avaliar uma maior variedade de possibilidades de

padrões geométricos complementando os estudos. Observaram-se novas

possibilidades, de design da superfície, e da própria superfície, alcançando em

superfícies curvas. Há formas que se sobrepõem e movimentos que se limitam em

determinados encontros, com máximo de rotação de 180º para algumas posições.

A possibilidade de uma fachada dinâmica, interativa e convidativa ao usuário

foi o resultado deste estudo. Nesse sentido, além da interação humana, a evolução

desta proposta seria passível de automação com um sistema alinhado ao movimento

de algumas constantes de conforto, como iluminação e temperatura. Enfim, este

estudo do “Pássaro Onda” indicou uma possibilidade de, com este Elemento de

Fachada (EF), explorar a interação dos usuários além de desenvolves superfícies

curvas e com identidade criar superfícies diferentes e com identidade.

Figura 90. Modelo com o EF “Pássaro-Onda”. Fonte: As autoras

110

Figura 91. Simulação virtual de movimento do "Pássaro Onda" em superfície curva. Fonte: As autoras

Figura 92. "Pássado Onda" desenvolvido no Rinoceros e GrassHopper

Fonte: As autoras e programação desenvolvida pelo aluno da FEC Fraderick Gorsten.

111

APÊNDICE D

Para análise formal com exercício de design de superfície com padrões

geométricos trabalhando-se recortes, numa abordagem entre cheios e vazios, o

exercício de Kirigami, com dobraduras em papel sulfite ecortes realizados à laser

permitiu análises por meio de simulações digitais e físicas. Os resultados são

ilustrados a seguir (FIGURAS 93 a 98):

Figura 93. Evolução do desenho do módulo “Tiras” no autocad e SkechtUp

Figura 94. Cortadora a laser

Figura 95. Módulo “Tiras” para dobradura e composições Fonte: As autoras

112

Figura 96. Módulo “Tiras” em dobradura e variações Fonte: As autoras

113

Figura 97. Composição digital do módulo “Tiras”

Figura 98. Design de superfície para uma fachada com o módulo "Tiras".

Fonte: As autoras

Com esses exercícios, foi possível observar que uma forma simples e recortada

como um mesmo módulo em “tiras dobradas, pode resultar vários padrões distintos,

passíveis de resultarem em diferentes efeitos no design de superfície de uma mesma

fachada, por exemplo.

114

APÊNDICE E

Estudou-se, conceitos geométricos de origami, kirigami e poliedros, para o

desenvolvimento de possibilidades para uso como Elementos de Fachadas (EF), nos

quais se aplicou a proposta denominada pássaro (FIGURA 99). O resultado foi um

poliedro com 18 faces com possibilidade de movimentos.

Figura 99. Modulo digital de poliedro em origami arquitetônico Fonte: As autoras