Apresentação Tese Quentin Silva

A análise da Forma Urbana como instrumento de avaliação da Sustentabilidade

Quentin José Manuel Blanpain Silva

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre emEngenharia Civil

Orientadores: Prof. Dr. António Salvador de Matos Ricardo da Costa

Prof. Dr. Manuel Guilherme Caras Altas Duarte Pinheiro

JúriPresidente: Prof. Dr. João Torres de Quinhones Levy

Orientador: Prof. Dr. António Salvador de Matos Ricardo da CostaVogais: Prof. Dr. Manuel de Arriaga Brito Correia Guedes

Prof. Dr. José Álvaro Pereira Antunes Ferreira

Setembro 2015


• Introdução• Objetivos• PARTE I: Fundamentos Teóricos

• Metodologias de análise da Forma Urbana• Sustentabilidade Urbana

• PARTE II: Casos de estudo• Aplicação do método das Unidades USU ao centro

histórico de Évora• Avaliação e comparação da Sustentabilidade de

áreas urbanas na cidade de Lisboa• Conclusões

Estrutura da apresentação


28/09/2015 Quentin Blanpain Silva 3

Introdução

• População urbana (ONU)• + de metade da população

mundial (2014)• 70% (2050)

• Estudos de Morfologia Urbana e Sustentabilidade


• Objetivo principal desta dissertação: Avaliação da Sustentabilidade de áreas urbanas de diferentes períodos de construção, através da análise das respetivas formas urbanas:

1) Sistematizar as diversas metodologias de análise da Forma Urbana

2) Aplicar o método das Unidades USU de Paul Osmond

3) Estabelecer uma metodologia para a avaliação e comparação da Sustentabilidade de diferentes áreas urbanas


Objetivos


1) Metodologias de análise da Forma Urbana2) Sustentabilidade Urbana


PARTE I – Fundamentos Teóricos



PARTE I1) Metodologias de análise da Forma

Urbana



A Forma Urbana

• Início na revolução industrial (forma moderna vs forma tradicional)

• 3 elementos físicos fundamentais: os edifícios, lotes e ruas (Moudon, 1997)

(Salat, 2011)

• Visão segregada



Escolas da Morfologia Urbana

• Escola britânica– Abordagem histórica e

geográfica

• Escola italiana– Abordagem tipo-

morfológicaSistema M.R.G Conzen

Sistema G. Caniggia



Friso cronológico das escolas da Morfologia Urbana



Abordagem de Karl Kropf• Avaliação das metodologias de M.R.G. Conzen e de G. Caniggia• Hierarquia da forma construída

– Distinção entre forma, função e idade dos edifíciosNível de

resolução Definição Exemplos Conzen Caniggia

Materia Materiais de Construção Tijolo, Betão... Materiais

Statio Elementos estruturais Parede, Fundação, Cobertura... Estruturas

Tectum Divisões dos edifíciosQuartos ou outras divisões,

Caixas de Escadas e Elevadores, Chaminés...

Divisões/ Quartos

Aedes Edifícios Qualquer tipo de edifício Edifícios Edifícios

Fines Lotes Inclui nenhum, um ou um arranjo de edifícios. Lote

Sertum Séries de Lotes/ Quarteirões/ Ruas

Segmentos de ruas, intersecções, praças e quarteirões variados

Séries de Lotes Faixa de Lotes

Textus Tecidos urbanos/ Unidades de Plano

Combinação de Séries de Lotes, quarteirões, Ruas... Unidades de Plano Tecido

Sedes Combinação de Unidades de Plano (Textus)

Divisões de Plano, Cinturas

PeriféricasOrganismo

UrbanoComplures Combinação das Sedes



• Revisão da hierarquia da forma construída de Kropf (1993) e do conceito de Unidades USU, Urban Structural Units (Duhme e Pauleit, 1998)

• Hierarquia da Forma Urbana– Hierarquia modificada da Forma Construída de Kropf – Hierarquia paralela dos Espaços Vazios– Divisão do Espaço em Mapas Convexos e Axiais– Introdução das Infra-estruturas Urbanas– Inclusão das Propriedades Geofísicas do terreno

Abordagem de Paul Osmond



Hierarquia de Paul Osmond



PARTE I2) Sustentabilidade Urbana

“O desenvolvimento sustentável é um desenvolvimento que satisfaz as necessidades do presente sem comprometer a capacidade das gerações futuras de satisfazerem as suas próprias necessidades”

(Brundtland, 1987)



• Abordagem de Paul Osmond– Metabolismo Urbano– Ambiência Urbana

• Abordagem de Serge Salat– Forma Urbana e Consumos Energéticos– Cidades compactas

Cidades como ecossistemas, Girardet, 1990 (Van Bohemen, 2012, p. 48)

Sustentabilidade



Parâmetros de avaliação• Paul Osmond

– Diversidade, Permeabilidade, Legibilidade, Resiliência, Eficiência, Intensidade

• Serge Salat

• Complexidade


1) Aplicação do método das Unidades USU ao centro histórico de Évora

2) Avaliação e comparação da Sustentabilidade de áreas urbanas na cidade de Lisboa


PARTE II – Casos de estudo



PARTE II1) Aplicação do método das Unidades USU

ao centro histórico de Évora



Zona de estudo• Centro histórico de Évora• Área classificada Património

Mundial pela UNESCO



Procedimento de aplicação do método• Evolução histórica de Évora

• Delimitação dos Espaços Vazios e dos Espaços Construídos– Primeira divisão da zona de estudo em dois tipos:

Espaços Vazios (parques, áreas cultivadas, espaço público) e Espaços Construídos

• Identificação dos tipos de superfícies

• Definição das Unidades USU– Espaços Vazios– Espaços Construídos



Evolução histórica de Évora



Espaços Vazios e Construídos



Tipos de superfícies



Tipo USU Tipo de Unidade Características Gerais Exemplos

Unidade Tipo 1 Espaço Vazio: Zonas arborizadas e áreas de cultivo

Zonas com muita vegetação ou de cultivo, com poucos ou nenhuns edifícios. Mais de 80% de superfície permeável

Unidade Tipo 2 Espaço Vazio: Zonas ajardinadas Zonas de passeio e jardins, com algumas árvores e relva cuidada, Jardim público

Unidade Tipo 3 Espaço Vazio: Poucas árvores, estacionamentos

Superfícies permeáveis caracterizadas por solos brancos de gravilha compactada Estacionamentos

Unidade Tipo 4 Espaço Vazio: Praças e largosPraças e largos dentro do tecido urbano. Poucas árvores e superfícies

pouco ou nada permeáveis, calçada à portuguesa Praça de Giraldo

Unidade Tipo 5 Intensidade baixa: Pequenos edifícios isolados Pequenos edifícios isolados,> 50% de superfície permeável

Unidade Tipo 6 Intensidade baixa: Grandes edifícios isolados

Extensas construções isoladas, agrupamentos isolados de edifícios, com poucos pisos. Algumas árvores.> 50% de superfície permeável

Escola de ensino básico

Unidade Tipo 7 Intensidade média: Pequenos edifícios, com poucos pisos

Menos superfícies permeáveis do que o ponto anterior (< 50%), localizadas de uma forma geral no interior dos quarteirões, em pátios ou

logradouros privados. Edifícios de habitação com 1 a 2 pisosMouraria

Unidade Tipo 8 Intensidade média: Grandes edifícios, com poucos pisos

Poucas superfícies permeáveis (< 50%). Edifícios de grandes dimensões com 1 a 2 pisos

Hotel M'AR De AR Aqueduto. Arena de

touros

Unidade Tipo 9 Intensidade média: Pequenos edifícios, altos

Poucas superfícies permeáveis (< 50%), localizadas de uma forma geral no interior dos quarteirões, em pátios ou logradouros privados. Edifícios

de habitação com 3 ou mais pisos

Unidade Tipo 10 Intensidade média Grandes edifícios, altos

Poucas superfícies permeáveis (< 50%). Edifícios de grandes dimensões com 3 ou mais pisos

Universidade, Hospital

Unidade Tipo 11 Intensidade alta: Edifícios baixos Poucas superfícies permeáveis (< 10%). Edifícios com número médio de 1 a 2 pisos

Judiaria

Unidade Tipo 12 Intensidade alta: Edifícios altos Poucas superfícies permeáveis (< 10%). Edifícios com 3 ou mais + pisos Zonas envolventes à Praça de Giraldo



Planta das Unidades USU

• Área compacta, diversificada e complexa

• Complexidade e resiliência• Metabolismo Urbano e

Intensidades Urbanas



PARTE II2) Avaliação e comparação da

Sustentabilidade de áreas urbanas na cidade de Lisboa



Procedimento• Escolha de Unidades dentro de sete áreas da cidade

de Lisboa

• Definição dos indicadores– Gama de indicadores de Serge Salat (2011)

• Análises estatísticas dos resultados– Análises 2x2– Análise multivariada– Análise de sensibilidade



Zona 1 - mouraria

Zona 2 - b. alto

Zona 3- baixa

Zona 4 - av. novas

Zona 5 - ol sul moradia

Zona 6 - ol sul torres

Zona 7 - p. nações Unid.

Período de Urbanização XII XVI XVIII XX 1960 1960 1998 -Área (m2) 72733 41912 60347 140337 64147 31277 86710 m2

Área (ha) 7,27 4,19 6,03 14,03 6,41 3,13 8,67 HaPopulação Residente 2092 961 342 1447 222 755 2466 hab.

Nº fogos 1509 946 467 958 99 300 1082 fogosNº edificios 354 203 92 111 94 12 61 edifícios

Zona 1

Zona 2

Zona 3

Zona 4

Zona 5

Zona 6

Zona 7



Uso do SoloIndicadores Fórmulas Unid. Variáveis

Índice de Utilização (líquido) -∑Aconstrução - Somatório das áreas de construção

A total - Área do terreno

Percentagem de Ocupação do Solo (líquida)

%∑Aimplantação - Somatório das áreas de implantação dos edifícios

A total - Área do terrreno

Densidade habitacional (líquida)

fogos/m2Nºfogos - número fogos na zona de estudo

A total - Área do terrenoEcologia

Impermeabilidade do Solo %∑A(imp.) - Somatório das áreas impermeáveis [m2]

A total – Área do terreno

Proporção Tecido Verde %∑A(verdes) - Somatório das áreas verdes [m2]

A total - Área do terrenoConectividade

Intensidade Intersecções -nº Intersec - numero de intersecções na zona

A total - Área do terreno

Distância Média entre Intersecções Média dos comprimentos das ligações entre 2 intersecções m

Fractalidade (Complexidade) da Rede Viária

-

cat - numero de categorias da análise

ni - número de ruas de cada categoria ixi - largura de rua de cada categoria im - dimensão fractalA - constante de Pareto



EnergiaIndicadores Fórmulas Unid. Variáveis

Intensidade Energética por habitante KWh/hab

Quant. E. Cons. - Quantidade de energia consumida

hab. - Número de habitantes da zona

Intensidade Energética por superfície KWh/m2

Quant. E. Cons. - Quantidade de energia consumida

∑A(pisos) - Somatório das áreas dos pisos dos edifícios

Taxa de Volume Passivo %

∑(vol. passivo) - Somatório dos volumes passivos de cada edifício i

∑Vi - Somatório dos volumes de cada edifício i

Consumo Energia para aquecimento

% Intensidade

Energética por superfície KWh/m2 Quant. E. Aquec. - Quantidade de energia para o aquecimento [KWh]

Consumo Energia para arrefecimento % Intensidade Energética por superfície KWh/m2 Quant. E. Arref. - Quantidade de energia para o

arrefecimento [KWh]

Compacidade Volúmica (factor de forma) -Si - Área da fachada visível

Vi - Volume do edifício



Indicadores Zona 1 - mouraria

Zona 2 - b. alto

Zona 3- baixa

Zona 4 - av. novas

Zona 5 - ol sul moradia

Zona 6 - ol sul torres

Zona 7 - p. nacoes Unid.

Índice de Utilização (l.) 2,1 2,5 3,2 2,6 0,3 0,9 2,0 -

Percentagem Ocupação Solo (l.) 56% 68% 57% 47% 17% 11% 27% %

Número médio pisos 3 3 5 5 2 7 8 pisos

Densidade Habitacional (l.) 207 226 77 68 15 96 125 fogos/ha

Impermeabilidade do Solo 83% 99% 100% 93% 63% 69% 94% %

Proporção Tecido verde 17% 1% 0% 7% 37% 31% 6% %

Intensidade Intersecções 4 7 3 1 1 3 3 nº/ha

Distância Média entre Intersecções 88 42 76 149 319 110 96 m

Fractalidade da Rede Viária 0,106 0,325 0,169 0,001 0,361 0,124 0,057 -

Média dos Consumos Certificados 188 193 195 134 168 130 137 KWh/m2.ano

Intensidade Energética por habitante 6791 9524 21256 13340 14957 6180 7187 KWh/hab

Intensidade Energética por superfície 195 218 120 138 52 149 204 KWh/m2

Taxa de Volume Passivo 44% 36% 55% 33% 65% 54% 33% %

Consumo Energia para aquecimento 80 90 49 56 21 61 84 KWh/m2

Consumo Energia para arrefecimento 35 39 22 25 9 27 37 KWh/m2

Compacidade Volúmica 6,9 5,1 6,8 9,6 9,7 9,1 7,4 -



Indicadores Intensidade Energética por habitante Intensidade Energética por superficie

Índice Utilização 0,344 0,464Percentagem Ocupação solo 0,246 0,471

Nº médio Pisos -0,271 0,335Densidade Habitacional -0,551 0,894

Distancia média Intersecções 0,256 -0,841Compacidade Volúmica 0,083 -0,704

0 50 100 150 200 2500

50

100

150

200

250

12

34

5

6

7

IEs x DH

Densidade Habitacional

Inte

nsid

ade

Ene

rget

ica

/Sup

erfíc

ie

0 50 100 150 200 250 300 3500

50

100

150

200

250

12

34

5

6

7

IEs x DI

Dist. media entre Intersecções

Inte

nsid

ade

Ene

rget

ica

/Sup

erfíc

ie

4 5 6 7 8 9 100

50

100

150

200

250

12

34

5

6

7

IEs x CV

Compacidade Volumica

Inte

nsid

ade

Ene

rget

ica

/Sup

erfíc

ie

• Análise das correlações (α=5%, α=10%)Análise 2x2



Análise multivariada

• “Análise 1” estatisticamente significante para α=5% (p-value=0,018 <0,05)

• “Analise 2”:



Análise de sensibilidade• Objetivos:

– Pertinência das análises estatísticas realizadas – Pressuposto de homogeneidade do método das

Unidades USU• 31 novas unidades



Análise de sensibilidade• Resultados:

– Análises 2x2 (α=1%, α=10%)

– Análises multivariadas

– Pressuposto de homogeneidade do método das Unidades USU

Intensidade Energética por habitanteIntensidade Energética por

superfícieDensidade Habitacional -0,224 0,895Distância entre Intersecções -0,210 -0,308

0,894-0,841

Análise P-value R R2 DH DI

1 0,018 0,931 0,867 0,094 0,227

2 0,000 0,900 0,809 0,000 0,278

Zonas Intensidade Energética por superfície Densidade HabitacionalMédias Desvios Padrão Médias Desvios Padrão

1 261 27 245 592 269 83 264 913 112 105 62 534 163 91 81 445 72 24 22 56 180 103 114 617 194 53 128 23

0 50 100 150 200 250 300 350 4000

50100150200250300350400

IEs x DH - Análise de Sensibilidade

Zona 1Zona 2Zona 3Zona 4Zona 5Zona 6Zona 7

Densidade Habitacional

Inte

nsid

ade

Ene

rget

ica

/Sup

erfí

cie


• Distinção zonas modernas e tradicionais• Escala do cálculo da Fractalidade da rede viária• Resultados estatisticamente significativos com a

Intensidade Energética por superfície

• Intensidade Energética por superfície explicada através da Densidade Habitacional

• Limitações das análises: Dados demográficos e certificados energéticos


Discussão dos resultados


• Relações entre a Morfologia Urbana e a Sustentabilidade

• Características sustentáveis do centro histórico de Évora– Potencial dos pavimentos tradicionais

• Vantagens das formas tradicionais em termos de Sustentabilidade Urbana

• Futuros trabalhos e potencialidades:– Maior gama de indicadores– Maior número de unidades– Valores de consumos reais– Repertório de Formas do professor K. Kropf


Conclusões



Obrigado!

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