A orientação dos vãos envidraçados, bem como as obstruções à radiação solar directa, são factores que afectam os níveis de insolação dos edifícios. A aplicação de dispositivos de sombreamento pelo exterior e/ou pelo interior dos edifícios, possibilitam assegurar condições razoáveis de conforto, pela obstrução da radiação solar directa.
Os dispositivos interiores são de reduzida eficácia e podem desempenhar, sobretudo, a função de protecção complementar dos dispositivos exteriores, bem como de controlo de admissão de luz natural e de privacidade. Tal como consta no RCCTE, os dispositivos exteriores garantem melhor protecção, pois permitem que a energia solar seja absorvida e reflectida no exterior do edifício, deixando de ser necessário eliminar este calor através de sistemas de ventilação e refrigeração.
Anterior à aplicação destes mecanismos, a orientação solar do edificado e a construção existente na periferia dos vãos, deverão ser estudadas em conjunto de modo a percepcionar as verdadeiras necessidades de sombreamento.
No contexto climático nacional, a colocação de protecções exteriores (palas, estores, persianas), as saliências resultantes da própria construção do edifício, ou a utilização de vegetação para sombreamento das superfícies (para redução da temperatura do ar em volta do edifício através da evaporação), têm a finalidade de minimizar a insolação dos vãos envidraçados nos períodos quentes e minimizá-la nos períodos frios.
O correcto e eficaz dimensionamento dos elementos de sombreamento, depende por isso do grau de exactidão do conhecimento da trajectória aparente do Sol, ao longo do ano, em cada ponto do planeta (Ferreira da Cunha, 2005).
Conforme representado na figura 2.13., o ângulo no qual o Sol incide sobre a superfície da Terra é totalmente previsível, embora varie consoante o horário local e a correspondente estação do ano.
Figura 2.13. Movimento Solar (Fonte: Garrido, 2008)
A situação preferencial, em latitudes mais elevadas (hemisfério norte), será de orientar a Sul os espaços de maior permanência numa habitação, bem como, os vãos envidraçados, de modo a receberem o máximo de radiação solar no Inverno e terem fraca incidência no Verão. Em contrapartida, a fachada Norte deve ser bem isolada e ter poucas aberturas.
Nos países de latitudes mais elevadas, as necessidades de aquecimento são correntemente superiores às de arrefecimento e portanto, os edifícios carecem de maiores ganhos solares durante o Inverno. Por sua vez, durante as estações quentes, os sistemas de sombreamento permitem controlar o excesso de incidência de raios solares. Nas orientações Nascente e Poente o Sol permanece sempre baixo, por nascer e se pôr ao nível do horizonte. Em Portugal, os vãos envidraçados orientados a Poente são alvo de maior sobreaquecimento. Assim, interessa aplicar sistemas de sombreamento exterior somente nas janelas orientadas a Nascente, Sul e Poente (Tirone e Nunes, 2007).
Uma vez que em processo de reabilitação a orientação do edifício é uma variável dependente e incontornável, apresentam-se as melhores soluções de sombreamento:
Sistemas fixos
As protecções fixas não apresentam possibilidade alguma de regulação, razão pela qual a sua influência se prolonga durante todo o ano. Porém, se o seu comportamento for satisfatório face às exigências térmicas, isto é, se estiverem correctamente posicionadas e dimensionadas, apresentarão vantagens no custo de manutenção e no desempenho, visto não dependerem da utilização adequada por parte dos utilizadores.
Setembro: 0º Equinócios de Março e
Solstício de Verão: 23º, 27’
Inverno: -23º, 27’ Solstício de
Em reabilitação, quando existem palas de sombreamento, verticais, horizontais ou mistas, derivadas de saliências da própria construção, devem ser conservadas caso cumpram estes requisitos.
As grelhas metálicas, representadas na figura 2.14, também executam o sombreamento de fachadas e são compostas por lamelas fixas em chapa de alumínio e aplicadas em plano vertical ou horizontal. Os sistemas de fixação permitem regular a orientação das lâminas em função da incidência solar, bem como, definir uma distância optimizada entre elas.
Outra alternativa, dada pela figura 2.15., é a utilização de malhas metálicas em aço inox, as quais transformam a estética e geometria das fachadas dos edifícios. A sua aplicação permite a criação de uma “segunda pele de fachada” e uma correcta especificação no que respeita a segurança, redução acústica e design do edifício.
Figura 2.14. Lamelas fixas em plano horizontal Figura 2.15. Malhas metálicas
(Fonte: www.hunterdouglascontract.com) (Fonte: http://guiademateriais.construir.pt) Sistemas móveis
A vantagem destes sistemas, relativamente aos anteriores, é de poderem ser controlados pelos utilizadores, proporcionando condições ideais de conforto independentemente do ambiente em que se inserem. A aplicação de estores exteriores orientáveis (figura 2.16.) permite controlar a penetração da luz através de lamelas com regulação progressiva e reflectir 80% dos raios solares (Cruzfer).
No mercado existem inúmeros produtos de características variáveis, nomeadamente: estores angulares, de dupla orientação, em lamelas de alumínio orientáveis, entre outros. O estore de dupla orientação combina a projecção solar com o aproveitamento da reflexão dos raios solares, através da diferente orientação das lamelas superiores e inferiores do estore.
Figura 2.16. Fachada Sul com estores de lâminas, reguláveis individualmente, abertos durante o Inverno (a) e fechados durante o Verão (b) (Fonte: Gonçalves e Cabrito, 2006)
Igualmente eficazes são as lamelas de sombreamento em perfil de alumínio extrudido, lacado ou anodizado (figura 2.17.), normalmente instalados nas fachadas de qualquer edifício.
A regulação do sistema faz-se através de um comando manual por manivela articulada, ou eléctrico por interruptor, ou ainda por comando central com células de medição solar ou eólica, demonstrando um elevado desempenho ao nível da protecção. Quando as condições climáticas são favoráveis ao aproveitamento da reflexão da luz para iluminar o interior dos edifícios (p.e. em períodos nublados), as lamelas efectuam o máximo de abertura. Quando o Sol está numa posição baixa, o ângulo das lamelas é quase vertical (de manhã e à noite) e quando o Sol se eleva, o ângulo das lamelas será menos acentuado.
a) b)
a) b)
c)
Figura 2.17. Exemplo de aplicação de lamelas de sombreamento em chapa de alumínio, com ângulo máximo de abertura de120º (Fonte: Cruzfer)
Também as persianas externas constituem elementos de sombreamento dinâmicos, devido à total abertura que oferecem e possibilidade de orientação das lâminas, cujo funcionamento é similar ao dos estores supramencionados.
Embora não tenham flexibilidade de orientação, os estores de rolo aço inox ou alumínio (telas de filtro solar), as telas verticais de fachada e os toldos horizontais, são alternativas que igualmente beneficiam o ambiente interior. As telas de filtro solar são a última inovação mundial no domínio da protecção solar, o tecido metálico filtra a radiação solar e oferece grande poder de reflexão térmica (até 94%) durante os meses mais quentes do ano, ao mesmo tempo que corta o excesso de luminosidade interior (Cruzfer).