O uso do projeto arquitetônico como instrumento para garantir conforto ambiental, minimizando o gasto
energético – Estudo de caso Palácio Gustavo Capanema dezembro/2014 1
ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 8ª Edição nº 009 Vol.01/2014 dezembro/2014
O uso do projeto arquitetônico como instrumento para garantir
conforto ambiental, minimizando o gasto energético – Estudo de
caso Palácio Gustavo Capanema
Carolina Leite Tavares Cardoso – [email protected]
Iluminação e Desing de Interiores
Instituto de Pós-Graduação e Graduação – IPOG
Belo Horizonte, MG, (01/06/2014)
Resumo
Compreender que se podem adotar estratégias no projeto arquitetônico de forma a garantir o
conforto ambiental ao invés de ignorá-las e o porquê destas determinantes, muitas das vezes,
não serem vistas como o objetivo do projeto. Neste, ainda são discutidos tipos de projetos que
são verdadeiras cópias, desconsiderando fatores importantes como as condições geográficas
e climáticas do lugar em que o edifício será erguido e as conseqüências que esta opção
ocasiona como o aumento do gasto energético. Além de tratar de conceitos técnicos sobre
conforto ambiental, listando alguns elementos usados no projeto arquitetônico para garanti-
lo. Finalizando com o estudo de caso do Palácio Gustavo Capanema, com o objetivo de
analisar as estratégias de projeto, como foram usadas e os resultados que foram obtidos,
fazendo um cruzamento de dados entre os conceitos teóricos que foram aplicados e o que foi
observado de fato.
Palavras-chave: Conforto ambiental. Projeto arquitetônico. Palácio Gustavo Capanema.
1. Introdução
Observar a arquitetura é interpretar todos os elementos que a constitui, e que de alguma forma
modificam e transformam nosso olhar, criando um conjunto único e solidificado.
De acordo com Souza et al. (2007), podemos pensar em arquitetura a partir do momento que
o homem constrói para se proteger de predadores e de fenômenos naturais. A busca por novos
materiais, ferramentas e técnicas construtivas vieram pelas novas demandas sociais, como o
crescimento das civilizações, necessidade de interligação entre cidades, consolidação de
crenças religiosas ou mesmo pela busca de formas agradáveis aos olhos.
Estas diversas transformações que a arquitetura sofre, são capazes de transmitir ao observador
atento a sua verdadeira essência. De Botton (2006) é defensor de que a arquitetura é capaz de
nos transmitir uma felicidade inconscientemente, uma alegria que muitas vezes não se
explica.
A arquitetura causa perplexidade também pela inconsistência da sua capacidade de
gerar a felicidade que a torna atraente para nós. As casas podem nos convidar a
aproveitá-las com um humor que não conseguimos evocar. A arquitetura mais nobre
pode às vezes fazer menos por nós do que um cochilo à tarde ou uma aspirina (DE
BOTTON, 2006:17).
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Cabe aos arquitetos, no inicio do projeto arquitetônico, descobrir todos os anseios e
necessidades do cliente, passando por diversas etapas, finalizando com o projeto pronto para
ser executado, e que consiga transmitir essa sensação de bem estar ao usuário. Corbella e
Yannas (2003) acreditam que mesmo esse conjunto de ações seguindo determinantes pré
definidas, cada projeto é exclusivo e possui suas particularidades, pois sofre influência direta
do arquiteto que o elabora, de suas vivencias, experiências e prioridades.
Quando projeta, o arquiteto realiza uma série de ações que inicia no momento
em que pela primeira vez conversa com o cliente e termina quando entrega o projeto
pronto para execução. Esse grupo de ações pode ser chamado de processo de projeto
arquitetônico. O processo de projeto, embora aparentemente entendido como um
processo de pensamento e elaboração de soluções arquitetônicas para problemas de
projeto impostos pelo cliente, terreno, legislação e clima, é uma generalização
imprecisa do modo pessoal e único como cada arquiteta projeta. Embora
compartilhando características similares, cada processo de projeto é único e resulta
de especificidades conseqüentes de fatores como o repertório particular de cada
arquiteto, suas habilidades pessoais, seu estilo de projetar, as exigências do cliente, a
função arquitônica a ser projetada, as premissas e as condicionantes do projeto
(CORBELLA E YANNAS, 2003).
Devemos entender cada projeto como único, atendendo o anseio daquele usuário especifico.
Sendo função do arquiteto, a solução dos problemas envolvidos, aliando as referências
mencionadas, chegando ao projeto arquitetônico ideal.
A habitação é um espaço para morar e exercer uma série de atividades humanas,
diferenciando do espaço externo. O arquiteto é o criador da modificação desse
espaço, e o faz pensando na satisfação dos desejos do usuário, baseando nos
conhecimentos oferecidos pela tecnologia da construção e na sua cultura sobre a
estética, a ética e a história (CORBELLA e YANNAS, 2003:16).
Mas o que vimos durante as últimas décadas foi um descaso com fatores decisivos para o
desenvolvimento do projeto arquitetônico. De acordo com Gauzin-Müller (2011:14), “a
grande maioria das edificações construídas no Brasil, não conta com a participação de um
arquiteto e dessas, pouquíssimas contam com um projeto adequado ao nosso clima e
contexto”. Cada vez mais, existem edificações completamente independentes do clima
externo, renegando seu entorno, condições climáticas, referências culturais e históricas.
Corbella e Yannas (2003:16) ainda citam o acúmulo das funções dos arquitetos pelos
engenheiros, que em muita das vezes, desconsideravam o conforto térmico, a iluminação
natural, e a integração do entre o edifício e o entorno.
Também houve arquitetos, que se empolgaram com a possibilidade de criar ambientes
completamente independentes do clima externo, se preocupando apenas com a estética e
repetindo modelos importados. Havia a ciência de que isso seria possível, graças ao auxilio do
acondicionamento de ar e da iluminação artificial. Segundo Schmid (2005) estes projetos que
serviam como modelos de inspiração, eram todos muito parecidos, são os edifícios chamamos
de “estilo internacional”. Caracterizados por fachadas envidraçadas, usando tecnologia e
materiais que remetem ao moderno e avançado.
Edifícios em forma de vidro – do chamado Estilo Internacional. A idéia se espalhou
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mesmo por todo o mundo, e ainda continua se espalhando: edifícios de forma
cúbica, prismática, com pronunciados ângulos retos, e que refletem o céu e o sol,
como pessoas de óculos escuros que não querem revelar sua expressão facial [...]
Transmitem a impressão de alguma coisa avançada, e se mostram indiferentes ao
clima (SCHMID, 2005:10).
A intenção é copiar o que está sendo produzido em países desenvolvidos, que possuem
características completamente diferentes das nossas com uma falsa idéia de que o novo, o
moderno também está sendo feito por aqui. Gauzin-Müller (2011), afirma que o que se
observa hoje é o “predomínio de linguagens híbridas, pastiches presentes em qualquer parte
do globo, carregados de equívocos de desenho e de aplicação de tecnologia construtiva”.
O resultado desta produção de cópias é uma arquitetura descomprometida com o conforto
térmico do usuário e a iluminação natural.
As estruturas leves já não conseguiam preservar durante o dia o frescor da noite,
como faziam as espessas paredes de pedra, de taipa e de adobe. Também fazia falta
o frescor dos ambientes com pé direito alto e ventilação cruzada. Nos climas frios,
as formas soltas sobre pilotis e as paredes externas em vidro já não conseguiam
conservar o calor (SCHMID, 2005:11).
Corbella e Yannas (2003) citam a cópia de projetos vindos de outros climas como um
esquema viciado definido da seguinte forma:
Primeiro, se projetam grandes aberturas envidraçadas; depois, tentando proteger o
ambiente interno da excessiva radiação solar que entra por elas, colocam-se vidros
de cores escuras (correto em princípio, pois a radiação solar que penetra é menor,
porque o vidro de cor escura absorve grande parte desta energia); porém, ao
absorver mais energia, o vidro se esquenta demais, enviando grande parte desse
calor para dentro do edifício, aquecendo o ambiente interno. Além disso, a
intensidade da luz cai muito e seu espectro muda, razão pela qual durante a maior
parte do dia precisa-se-á de luz artificial, que finalmente ficará acessa todo o dia.
Conclusão: Tirou-se uma parte do calor que vem do sol, mas no seu lugar agora há
energia radiada pelos vidros quentes e pelas luminárias, que aquecem de igual
maneira o ambiente. E ainda aumentou o consumo de energia elétrica (CORBELLA
E YANNAS 2003:48).
Esse descaso com as condições climáticas do lugar e repetição de modelos pré definidos,
deixaram os novos edifícios reféns dos aparelhos de ar condicionado e da iluminação
artificial, além de outros artifícios. O resultado foi um grande aumento de energia necessário
para solucionar os problemas. De acordo com Corbella e Yannas (2003) “as casas
incorporaram algumas máquinas como itens essenciais, como por exemplos dispositivos de
iluminação e climatização”.
Os novos prédios, dependentes destes mecanismos para sobreviver, começaram a sofrer com
o acondicionamento dessas máquinas. E surgiram novos problemas, por exemplo: como tratar
as fachadas com essas máquinas expostas? Como integra-lás ao seu partido arquitetônico?
Como camuflar da melhor forma possível?
À elegância as formas nem sempre correspondia a elegância das soluções técnicas.
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As pretensas máquinas de morar e trabalhar dependiam de portentores sitemas de
climatização, que eram menos integrados aos falsos edifícios que ocultos entre
paredes, pisos e forros falsos. Paredes e lajes tiveram de ser perfuradas para a
passagem de dutos. Casas de máquinas tiveram de ser acrescentadas, por vezes em
todos os andares. E os condensadores de ar condicionado, que despejam no ar
ambiente o calor extraído das edificações, passaram a despontar do lado de fora das
fachadas e coberturas, desafiando a pureza das formas (SCHMID, 2005:11).
A idéia do projeto arquitetônico ideal é ter sistemas e soluções para a máxima eficiência
energética e conforto ambiental. Gauzin-Müller (2011) destaca que o bom projeto
arquitetônico é aquele que melhor utiliza o desenho e os materiais mais adequados a cada
função construtiva, nunca se esquecendo do meio em que este está inserido, do seu clima, da
sua realidade econômica e de suas características geográficas.
2. Conforto ambiental
Segundo Corbella e Yannas (2003) o individuo está num ambiente físico confortável quando
se sente em neutralidade em relação a ele, quando um acontecimento ou fenômeno é
observado ou sentido sem preocupação ou incomodo. Isto gera conforto ambiental, e ele é
conseguido através de um conjunto de condições que garantam ao usuário do espaço uma
sensação de bem estar ou neutralidade.
Schmid (2005) acrescenta que o conforto ambiental esta relacionado às questões de
iluminação natural e artificial, conforto térmico (calor), qualidade do ar (ventilação) e
acústica. O desafio do arquiteto é aliar fatores e elementos de controle ao projeto
arquitetônico de forma harmônica, conseguindo assim o conforto ambiental pretendido.
2.1 Elementos que favorecem o conforto ambiental
Segundo Silva (2007), o controle do ganho de calor pela edificação, garantindo conforto
térmico, pode ser alcançado através de dispositivos cuja função é sombrear, com objetivo de
minimizar a incidência do sol sobre uma construção ou que entre pelas aberturas, fornecendo
assim, melhores condições de temperatura e controle da incidência da luz solar. Frota (2004,
p. 164) lista estes elementos de controle solar internos e externos em: varanda, marquise,
sacada, telas especiais, toldos, cortinas e persianas, elementos vazados, pérgulas, brise – soleil
vertical ou horizontal, brise – soleil de composição de placas verticais e horizontais (mistos).
Esses elementos de controle também são os indicados para garantir o uso da iluminação
natural.
A varanda, marquise e sacada são espaços utilizáveis e de acordo com a profundidade
garantem sombreamento dos ambientes internos (SILVA, 2007).
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Figura 01 – Representação de varanda e marquise
Fonte: Machado (1983)
Telas especiais, em tecidos, PVC ou poliéster e os toldos em lona e estrutura metálica, quando
tratados de forma a suportar as intempéries e aplicados no exterior da edificação, controlam a
quantidade de entrada de luz e calor no ambiente. Também é o caso da cortinas e persianas,
porém estas são proteções internas do edifício (SILVA, 2007).
Os elementos vazados (Cobogós), segundo Bittencourt (2000), são considerados brise-soleil
misto em escala reduzida. Eles filtram a luz e o calor, mas permitem ventilação constante.
Figura 02 – Representação de Cobogós, Parque Guinle, Rio de Janeiro
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Fonte: Site Vitruvius (In: www.vitruvius.com.br)
As pérgulas são constituídas por uma série de vigas alinhadas que delimitam um espaço semi-
externo proporcionando um ambiente sombreado, pois filtram a luz (SILVA, 2007).
Figura 03 – Pérgulas, Palácio do Itamaraty, Brasília
Fonte: Site Vitruvius (In: www.vitruvius.com.br)
De acordo com Maragno (2001), os brises – soleils ou quebra sol, são os protetores solares
externos mais eficientes, pois barram o calor antes que entrem no ambiente. Estes elementos
possuem o mais elevado percentual de redução de ganho solar entre os sistemas de controle
solar, variando entre 75% a 90% quando aplicados sobre vidro simples transparente de 5mm.
Eles são divididos em três categorias: os brises – soleils horizontais, verticais e combinados
(mistos). Bittencourt (2000) descreve os brises horizontais como placas cujos eixos estão
paralelos à fachada a ser protegida e ao plano horizontal, protegendo dos ângulos solares mais
altos. Já os verticais, são placas fixas ao plano perpendicular da fachada a ser protegida. E são
mais indicados para fachadas onde a maior parte da incidência solar se afasta da perpendicular
à mesma. Os mistos são a combinação dos elementos dos dois tipos e é o mais indicado, pois
os elementos se completam eficientemente.
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Figura 04– Brise – soleil horizontal, Pálacio Gustavo Capanema
Fonte: Site Vitruvius (In: www.vitruvius.com.br)
Figura 05 – Brise – soleil vertical, Obra do Berço
Fonte: www.niemeyer.org.br
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Figura 06 - Brise – soleil vertical, Edifício Instituto Vital Brazil
Fonte: Cavalcanti (2001)
A ventilação natural deve ser favorecida através de estratégias que aumente dissipação da
energia. De acordo com Machado (1986), é importante levar em consideração fatores como:
forma e características construtivas do edifício, forma e posição dos edifícios e espaços
vizinhos abertos, localização e orientação da edificação, posição, tamanho e tipo das
aberturas.
O edifício, pensado como um volume gera fluxos de ar ao seu redor. É importante criarmos
mecanismos para que este fluxo passe pelo interior do edifício. Ainda segundo Machado
(1986), devemos pensar no sistema de ventilação sempre com uma abertura de entrada do ar,
localizada na zona de alta pressão (fachada que sofre a incidência do vento) e outra de saída,
na zona de baixa pressão (fachada protegida do vento). Estas aberturas devem ser
desobstruídas e com uma proporção de área aproximadamente igual. Criando assim uma
ventilação cruzada no interior da edificação.
Figura 07- Representação esquemática da ventilação cruzada
Fonte: Machado (1983)
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A acústica é conseguida através do controle dos ruídos, com elementos que dificultem sua
transmissão. Corbella e Yannas (2003:36) afirma que também é importante projetar o
ambiente levando em consideração as possíveis fontes de ruído dentro do futuro prédio. E
também conhecer o ambiente urbano em que o edifício estará inserido evitando o ruído
urbano com estratégias projetuais.
3. Estudo de caso
E o desafio é como usar todos estes elementos no projeto arquitetônico da forma mais correta
possível, analisando todos os fatores envolvidos e soluções possíveis. Irei falar um pouco
sobre o projeto do Palácio Gustavo Capanema, por ter sido “um dos primeiros exemplos de
utilização de proteção solar e interação com o clima em projetos do período de Modernismo
Brasileiro” (CORBELLA e YANNAS, 2003:58). Mesmo sabendo que “as soluções
escolhidas para o controle solar não tenham sido totalmente corretas, o projeto teve a ousadia
de tentar ser criativo e racional o que por si só é uma virtude (CORBELLA e YANNAS,
2003:64).
3.1 Pálacio Gustavo Capanema
O Palácio Gustavo Capanema, também conhecido como Ministério da Educação e Saúde, é
um edifício público localizado no centro da cidade do Rio de Janeiro, à Rua da Imprensa,
número 16, na Esplanada do Castelo, a menos de 500 km da Baía de Guanabara.
O edifício é considerado um marco da Arquitetura Moderna Brasileira. Tendo sido projetado
por Lucio Costa e sua equipe formada por Carlos Leão, Oscar Niemeyer, Affonso Eduardo
Reidy, Ernani Vasconcellos e Jorge Machado Moreira, participação de Burle Marx e
consultoria do arquiteto franco-suíço Le Corbusier (CORBELLA e YANNAS, 2003:58).
O edifício foi construído durante o governo Getúlio Vargas. O objetivo era passar uma
sensação de modernidade ao país, o que se refletiu tanto no projeto do edifício quanto no
contexto histórico em que se insere.
A construção ocorreu entre 1936 e 1945 e foi entregue em 1947. O edifício está localizado em
um quarteirão aberto, com o entorno altamente ocupado, com prédios com gabarito igual ou
maior que o seu (CORBELLA E YANNAS, 2003:60). O autor o descreve da seguinte forma:
A construção é marcada pelo contraste entre a verticalidade do bloco principal,
destinado a escritórios, e a horizontalidade do primeiro andar, que abriga o auditório
e o salão de exposições. O bloco horizontal tem uma disposição tal que seu eixo
principal está quase na direção N-S (18º de diferença). O bloco de escritórios, com
mais de 14 andares, também com planta retangular, tem seu eixo principal
perpendicular ao eixo do primeiro andar. O partido adotado concentrou as áreas de
serviço nas extremidades, criando um amplo espaço flexível. A área construída tem
mais de 2700m² com uma altura máxima de 82m.
O térreo, salvo alguns locais, como a sala de ingresso, a recepção, depósito e outras
dependências, forma um espaço aberto sob pilotis, que suportam todo o edifício. A
zona livre serve para passagem de pedestres e parte dela está ajardinada
(CORBELLA E YANNAS, 2003:60).
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Figura 08 e figura 09 - Fachada sul e fachada norte Fonte: Corbella e Yannas (2003)
A fachada sul ficou totalmente envidraçada, formando uma lâmina continua de vidro simples,
com vista para a baía de Guanabara.
Já a fachada norte, que recebe insolação na maior parte do ano nos horários de trabalho, foi
adotada a proteção por brise-soleil composto por “placas horizontais basculantes de
fibrocimento, fixadas em grandes lâminas de concreto, situadas na parte externa do edifício e
ligadas à estrutura nos eixos” (CORBELLA E YANNAS, 2003:61). Bonduki (1999) faz a
transcrição do memorial descritivo do Ministério da Educação e Saúde elaborado pela equipe
de arquitetos. Observa-se a preocupação na escolha do sistema de brise-soleil, com o objetivo
de garantir proteção da fachada N em função da insolação e luz excessivas, além de assegurar
a ventilação e a visibilidade.
Consiste este sistema em uma série de placas adaptadas à fachada, a fim de protegê-
la dos raios solares, em disposição a ser estudada de acordo com os casos
apresentados. Tornava-se entretanto indispensável, uma vez que até então não fora
usado este meio de proteção, elaborarmos estudos cuidadosos do tipo a ser
empregado. A inclinação do sol e a sua trajetória em relação à fachada insolada
estavam a indicar que o sistema de proteção preferível deveria ser constituído por
placas horizontais, pois, de outra forma, seríamos forçados a adotar vãos diminutos,
acarretando perda de visibilidade. Por outro lado, verificamos que a adoção de
placas fixas, se bem que pudesse resolver o problema da insolação, seria menos
satisfatória no tocante à iluminação, pois, tendo sido calculada para dias claros,
resultaria por força deficiente nos sombrios, obrigando ao uso da luz elétrica em
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horas que outros prédios poderiam dispensá-la (BONDUKI, 1999).
Melendo (2004) descreve este sistema, como módulos constituídos por três placas móveis de
cor azul, controladas por alavancas manuais, fixadas em lâminas verticais de concreto. A
separação de 50 cm dos brises do plano de vidro da fachada permitia a circulação externa do
ar quente. Corbella e Yannas (2003:64) acrescentam que este espaçamento dificulta a
transmissão de calor por condução para o interior.
Figura 10 - Fachada norte detalhe brise -soleil
Fonte: Site Vitruvius (In: www.vitruvius.com.br)
Uma das justificativas para o uso do brise-soleil é em função da ventilação. Na cidade do Rio
de Janeiro, a umidade relativa é muito alta durante todo o ano, devendo-se facilitar o
movimento de ar com o objetivo de favorecer os mecanismos de evotranspiração, principal
processo de regulação de temperatura interna dos seres humanos em situações de calor
(MELENDO, 2004).
No memorial original do projeto, que foi publicado pela primeira vez na revista Arquitetura e
Urbanismo, de 1939, a questão da ventilação é tratada da seguinte maneira:
O problema de ventilação também foi objeto de acurados estudos, adotando-se o
processo de ventilação cruzada, de eficiência reconhecida, apesar de ultimamente
pouco observado entre nós. Esse sistema é assegurado pela tiragem que a diferença
de temperatura das fachadas postas produzirá, uma vez que as divisões internas, pelo
tipo adotado, não constituirão obstáculos à livre circulação do ar (COSTA, 1995).
As divisões internas não se tornam obstáculos para a ventilação pois foram projetadas de
forma que não chegasse até o teto. Além das janelas com sistema de aberturas tipo
“guilhotina”, que funciona com um engenhoso mecanismo de contrapesos (MELENDO,
2004).
O mesmo autor fez um estudo comparativo entre as fachadas sul e norte, avaliando o
desempenho térmico e lumínico do prédio. Foram feitas medições em vários períodos, sempre
em dias com pouco vento, para que a temperatura não sofresse influencia deste.
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Na figura 11 observa-se, no período do verão, o aquecimento proveniente do sol perto da
fachada S durante o período da manhã. Conclui-se que esta fachada também deveria ser
protegida, como a N (CORBELLA E YANNAS, 2003:62).
Figura 11- Gráfico da variação da temperatura no verão
Fonte: Corbella e Yannas (2003)
Já na figura 12, feita durante o inverno, as duas fachadas em questão, seguem o mesmo
padrão, variam pouco (CORBELLA E YANNAS, 2003:63).
Figura 12- Gráfico da variação da temperatura no inverno
Fonte: Corbella e Yannas (2003)
A decisão de colocar o conjunto de brise- soleil na fachada norte, devido aos movimentos do
sol em relação à ela e afasta-ló 50 cm do plano da edificação foi acertada. A distância
favorece a circulação do ar ao longo da fachada, dificultando a transmissão de calor por
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condução para o interior. Melendo (2004) acrescenta que em latitudes tão baixas, a proteção
do sol é ainda mais efetiva e, portanto, deve-se projetar de forma que não se perca a
visibilidade.
Quanto a fachada sul, que tem orientação de 18 graus para leste, a decisão em cobri-la
inteiramente de vidro, sem nenhuma proteção, não foi tão acertada, pois recebe radiação
direta todas as manhãs do verão. Esse é um fato que ocorre apenas nesta época do ano. Nas
medições feitas durante o inverno, nas duas fachadas em questão, as temperaturas são
semelhantes, o que sugere níveis de exposição à radiação solar similares neste período
(CORBELLA E YANNAS 2003:65).
4. Conclusão
O presente trabalho tem a finalidade de apresentar uma reflexão sobre o que nós, arquitetos
estamos produzindo no que diz respeito aos projetos arquitetônicos como instrumentos
capazes de garatir conforto ambiental. A ideia é sair da zona de conforto do modelos de
projeto pré definidos e importados, descomprometidos com as caracterisicas locais,
geográficas e climáticas.
Importante pensar de que forma as estratégias de projeto influenciam diretamente no
desempenho energético das edificações e os resultados que provocam. Isso antes de executar a
edificação.
Acredita-se que o caminho para se chegar ao projeto arquitetônico consciente, de acordo com
as especificidades do clima onde está inserido, começa com a tentativa de solucionar os
problemas encontrados, de investigar e inovar nas suas soluções, na busca por novos
caminhos. Por isso a escolha do Palácio Gustavo Capanema como estudo de caso, mesmo não
tendo 100% de acertos, o fato de buscar novas soluções, experimentarem novas idéias e ver
na prática os resultados alcançados. E que sirva de lição para nós arquitetos, que vivemos em
uma época cada vez mais carente de recursos naturais, usar estratégias simples que
minimizem o gasto energético de uma edificação, garantindo o conforto e bem estar dos
usuários.
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