AS FUNÇÕES DO TELHADO VERDE NO MEIO URBANO, NO CONTROLE E NO PLANEJAMENTO DA TEMPERATURA DOS EDIFÍCIOS

Dr. Prof. Dr. Prof. Dr. A metodologia utilizada consistiu no levantamento bibliográfico e no estudo de caso de um sistema de telhado verde implantado no município de Petrópolis. Os principais resultados demonstraram que a cobertura verde apresenta um desempenho térmico superior às convencionais, assim como uma capacidade maior de isolamento térmico comparada aos sistemas de fibro-cimento e cerâmico. Concluindo que o sistema de telhado verde constitui a melhor alternativa de cobertura para as edificações que visem, principalmente, o bem-estar e conforto dos usuários, a redução da ilha de calor e a economia de energia, proporcionando o alcance de uma sociedade sustentável. Palavras-chave: Telhado verde; Ilha de Calor; Conforto Térmico; Transmitância Térmica; SOBRENOME, Nome. The functions of the green roof in the urban environment, control and planning of the temperature of buildings.

Concluding that the green roof system is the best alternative coverage for the buildings aimed at, mainly, the well-being and comfort of the users, the heat island reduction and energy savings, providing the achievement of a sustainable society. Key-words: Green roof; Heat island; Thermal Comfort; Thermal Transmittance; LISTA DE FIGURAS Figura 1 – Diagrama esquemático do desenvolvimento sustentável 13 Figura 2 – Níveis da Construção Sustentável 15 Figura 3 – Jardins Suspensos da Babilônia 25 Figura 4 – Edificação Vikings 26 Figura 5 – Representação gráfica dos tipos de telhados 29 Figura 6 – Telhado verde extensivo construído em Michigan 31 Figura 7 – Telhado verde extensivo do edifício Schulumberger 31 Figura 8 – Telhado verde semi-intensivo do Hotel Firmount 32 Figura 9 – Telhado verde intensivo 33 Figura 10 – Camadas constituintes do sistema de telhado verde 34 Figura 11 - Telhado verde do Chicago City Hall 53 Figura 12 - Visão infravermelha da cobertura do Chicago City Hall 53 Figura 13 – Telhado verde do Edifício Conde Matarazzo 54 Figura 14 – Composição do Edifício Conde Matarazzo 55 Figura 15 – Telhado verde do Hospital São Vicente de Paulo 56 Figura 16 – Telhado Verde no Condomínio Quinta do Lago 59 Figura 17 – Espécies vegetais utilizadas no telhado verde do Condomínio Quinta do Lago 60 Figura 18 – Telhado Verde do Condomínio Quinta do Lago 61 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1 – Comparação da transmitância térmica entre as coberturas 64 LISTA DE TABELAS Tabela 1 – Resistência térmica superficial interna e externa 22 Tabela 2 – Classificação de Telhados Verdes 29 Tabela 3 – Espécies do telhado verde do Condomínio Quinta do Lago 60 Tabela 4 – Transmitância térmica dos telhados convencionais utilizados no estudo 62 Tabela 5 – Resultados do cálculo da Resistência Térmica de cada camada 63 Tabela 6 – Valores das resistências térmicas superficiais 63 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 10 2 REVISÃO BIBLIOGRAFICA 11 2.

O Desenvolvimento Sustentável 11 2. Na Construção Civil 13 2. Desempenho Térmico das Edificações 17 2. Camada filtrante 37 2. Substrato 38 2. Vegetação 39 2. Camada de isolamento térmico 40 2. Normas e Legislações 40 2. No Mundo 52 2. No Brasil 54 2. Incentivos Fiscais para a utilização de Telhados Verdes 56 3 METODOLOGIA 58 3. Estudo de Caso 58 3. Análise da Zona Bioclimática 61 3. O sistema de telhado verde vem, também, proporcionando grandes benefícios as edificações, como maior durabilidade e segurança estrutural, uma vez que atuam na proteção da cobertura, que se encontra exposta frequentemente a intempéries e ataques físicos, químicos e biológicos (MORAES, 2013). Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo principal demonstrar que o telhado verde pode diminuir a temperatura dos edifícios e das ilhas de calor das grandes cidades, por meio do estudo de caso de uma obra de telhado verde localizada no condomínio Quinta do Lago, município de Petrópolis, estado do Rio de Janeiro.

Neste estudo foram calculados os valores de transmitância térmica da cobertura verde e duas coberturas convencionais, visando demonstrar o seu desempenho por meio do estudo comparativo. REVISÃO BIBLIOGRAFICA 2. O Desenvolvimento Sustentável O primeiro conceito de desenvolvimento sustentável foi definido em 1987 pela Assembleia Geral das Nações Unidas, por meio do relatório Brundtland, também conhecido como Nosso futuro comum, responsável por abordar questões referentes ao meio ambiente e ao desenvolvimento econômico. incluir o meio ambiente e a economia no processo decisório; VIII. reorientar relações econômicas internacionais (WCED, 1987, p. IX. posteriormente algumas instituições (como UNEP) incluíram a participação (atores sociais) como requisito para o Desenvolvimento Sustentável (ALMEIDA, 2012 p. Sendo assim, o objetivo principal destas estratégias consistia em implantar o conceito ambiental no planejamento econômico, procurando ampliar e evidenciar a importância da manutenção do capital natural (ar, água, biodiversidade e solo), sem deixar de satisfazer as necessidades básicas da sociedade (CMMAD, 1991).

Já a dimensão social exige e requer a construção de sociedades justas perante todos, que possam vir a proporcionar desenvolvimento humano e um nível no mínimo aceitável de qualidade de vida (ALMEIDA, 2004). Em 1997, no Japão, foi estabelecido e firmado o Protocolo de Kyoto, que estabeleceu um tratado internacional, com o objetivo de propor metas e prazos relativos à redução ou a neutralização das emissões de gases poluentes, que contribuem para o efeito estufa (KEELER; BURKE, 2015). Entre estes estão, principalmente, o Dióxido de Carbono (CO2), Metano (CH4), Óxido Nitroso (N2O), assim como outros tipos (ALMEIDA, 2012). Com isso, é possível perceber que o conceito de desenvolvimento sustentável consiste em promover o crescimento econômico sem comprometer ou limitar os recursos naturais, estabelecendo assim o equilíbrio.

Portanto, o sucesso da implantação da sustentabilidade depende diretamente da ligação entre três pontos: o desenvolvimento social, econômico e a preservação ambiental, como é possível observar na Figura 1 (INSTITUTO DE FORMAÇÃO E AÇÃO EM POLÍTICAS, 2012). Para a construção civil buscar e alcançar a sustentabilidade é indispensável que ocorra mudança de paradigma nos países em desenvolvimento, visto que os mesmos correspondem a 23% do volume mundial de construções, dado este tende a sofrer crescimento (ROVERS, 2001). De acordo com Rovers (2001), na construção civil, a sustentabilidade deve ser abordada em três pontos principais, os quais correspondem à: construção atenta ao meio ambiente, construção sustentável e vida sustentável. Estes pontos quando alcançados atuam diretamente na redução dos impactos ambientais negativos, relacionados, principalmente, às mudanças climáticas resultantes da prática da construção.

O primeiro ponto de uma construção atenta ao meio ambiente, leva em consideração o ponto de vista de uma construção em si, que busque reduzir o impacto no uso de recursos energéticos, água e outros materiais (resíduos). Já a construção sustentável é o ponto voltado aos aspectos relacionados entre a construção e o meio ambiente como a qualidade do ar, fauna, flora, infraestrutura e projeto urbanístico. Segundo o mesmo autor, a indústria da construção, em escala global, consome, praticamente, metade das matérias-primas extraídas da natureza, o que caracteriza o início dos problemas que tendem a se estender ao longo do ciclo de vida das edificações. A indústria da construção civil abrange o setor industrial (fabricação de materiais) e o setor habitacional (fase de uso das edificações) sendo responsável por consumir valores entre 30% a 40% de energia total no Brasil (LIRA, 2017).

Desta forma, surge a necessidade dos avanços da sustentabilidade na indústria da construção civil, onde vem sendo produzidos e publicados, cada vez mais, instrumentos ambientais, que possam atuar na redução ou controle dos grandes impactos provocados sobre o meio ambiente e do alto consumo de recursos por parte de suas atividades. Estes instrumentos além de atuar diretamente nestas funções podem promover a conscientização de empreendedores, construtoras e profissionais da área da construção civil de que as práticas sustentáveis/verdes são menos agressivas ao meio ambiente e estas ações em obras tendem a promover um retorno financeiro, além de oferecer qualidade de vida às gerações futuras (ARANHA, 2016). O setor da construção civil vem desenvolvendo novas tecnologias para a racionalização e industrialização do processo construtivo, considerando as fases de produção, construção e execução das edificações (LIRA, 2017).

Acredita-se que grande parte das edificações, desperdiça quantidades consideráveis de energia elétrica para a obtenção do conforto ambiental, devido a não incorporação em seus projetos, bem como a presença de ações falhas e métodos construtivos inadequados, responsáveis por comprometer a qualidade e a existência deste conforto, fundamental ao desenvolvimento da vida de seus usuários (CAMPOS et al. Por esta questão, o desempenho térmico de edificações passou a se tornar um assunto destacado e discutido no setor da construção civil, uma vez que, consiste no quesito mais visado pelos usurários de empreendimentos, principalmente, no momento de aquisição (CBIC, 2013). O desempenho térmico de um edifico se encontra diretamente ligado as características dos elementos que o envolvem e suas interações entre o meio externo e interno.

A envoltória do empreendimento constitui o ponto de partida para a determinação da eficiência energética e para a necessidade de sistemas de aquecimento, resfriamento e ventilação. A forma arquitetônica representa outro fator importante e determinante, devendo ser projetada de acordo com a direção e sentido da radiação solar, bem como dos ventos. O efeito da ilha de calor pode, também, ser provocado por inúmeros fatores, como, por exemplo: 1. o aumento da temperatura em áreas urbanas. As áreas urbanas são mais quentes do que a zona rural circundante, particularmente à noite. a capacidade térmica de calor e a condutividade das superfícies urbanas que acarretam absorção da radiação durante o dia e sua liberação na atmosfera, á noite; 3. o acréscimo de calor por combustão, aquecimento do espaço e metabolismo do corpo humano; 4.

Este conforto possibilita a otimização de atividades e qualidade de vida dos indivíduos, de forma que, as edificações se tornam elementos chave para o alcance desta propriedade. Além disso, toda e qualquer edificação, deve visar estabelecer o conforto térmico, que irá determinar o bem-estar e saúde do usuário (RIBEIRO, 2008). Norma de desempenho térmico O projeto de uma edificação deve levar em conta os requisitos básicos para o estabelecimento do conforto térmico, indispensável a qualquer tipo de edificação, seja comercial, industrial ou residencial, uma vez que, proporcionam suporte para o desenvolvimento de inúmeras atividades humanas, essenciais para o desenvolvimento econômico e para a qualidade de vida. Tal projeto deve, também, visar o uso das condições climáticas do seu entorno, sempre que possível, de modo a proporcionar o melhor conforto térmico possível e reaproveitamento dos recursos naturais da região (RIBEIRO, 2008).

As diretrizes construtivas para habitações no Brasil, em especial, relacionadas com o conforto térmico, foram estabelecidas pela Norma Brasileira – NBR 15220, que dispõe sobre o desempenho térmico de edificações, e foi criada com o objetivo de melhorar este fator através de melhor adequação climática (RIBEIRO, 2008). Entretanto, o cálculo total da resistência térmica de um componente, exige outras fórmulas somadas a esta, que compreendem as resistências térmicas superficiais e a de superfície à superfície (ABNT, 2005), 2. Resistências Térmicas Superficiais A resistência pode variar de acordo com vários fatores, relacionados a: emissividade, velocidade do ar sobre a superfície, temperaturas da superfície, do ar ou de superfícies próximas. Sendo assim, a resistência térmica superficial constitui a razão entre a Resistência Superficial interna (Rsi) e a Resistência superficial externa (Rse), as quais são calculadas por meio da camada de ar adjacente a superfície, sendo os valores médios recomendados na Tabela 1 (ABNT, 2005), Fonte: NBR 15220 (2005, p.

A escolha dos valores de Rsi e Rse deve ser baseada na orientação do fluxo de calor, horizontal ou vertical. O fluxo horizontal, normalmente, está relacionado as paredes, enquanto que o fluxo vertical, compreende a cobertura do elemento construtivo, que pode ainda ser dividido ente ascendente ou descendente. Esta propriedade é medida em Watts por metro quadrado, multiplicado por Kelvin (W/m². K), sendo definida pelo inverso da Resistência Térmica Total, como demonstra Equação 04 (ABNT, 2005). U = 1 RT Eq. De acordo com a fórmula é possível notar que a transmitância representa a capacidade do material em transferir calor. Ou seja, quanto menor o valor da transmitância térmica, maior será o valor da resistência térmica do elemento. De acordo com Savi (2015), o telhado verde apresenta a função de cobertura em uma edificação, porém, baseada na técnica de aplicação de substrato e vegetação sobre uma camada impermeável.

Que, segundo Oliveira (2009), promove grandes soluções voltadas a economia de energia, redução de consumo e emissão de gases poluentes, e na manutenção do ciclo hidrológico local. Capaz de proporcionar a retenção e controle de águas pluviais, de insolação (clima urbano) e da poluição do ar. Os telhados verdes representam elementos importantes e eficazes, tanto na qualidade e controle do clima interno e externo das edificações, quanto na interação com o meio externo, apresentando inúmeras vantagens quando aplicados no planejamento das construções. Visto que protegem a construção das intempéries, aumentam a vida útil da estrutura e reduzem a necessidade de atividades de manutenção, que tendem a preservar mais as características físicas, químicas e biológicas da edificação, proporcionando maior qualidade estrutural e evitando desgastes provenientes da exposição ao meio (GATTO, 2012).

Este monumento era composto por seis montanhas artificialmente construídas com tijolos de barro cozido, com terraços sobrepostos, em que as árvores e flores eram plantadas (DILLY, 2016). Além disso, há indícios da presença de animais e plantas exóticas nos jardins suspensos da babilônia, assim como de um sistema de irritação, responsável por desviar a água do Rio Eufrates para o jardim (WILLES, 2014). Acredita-se que a principal função do monumento consistia em embelezar a cidade, sua estrutura é idealizada por muitos historiadores como demonstra a Figura 3 (WILLES, 2014). Fonte: Willes (2014, p. A tecnologia do telhado verde como um instrumento funcional as edificações e a sociedade, têm origem em diferentes regiões do mundo (WILLES, 2014). Assim como na Itália, México e na Índia, que passou implantar espécies vegetais entre os séculos XVI e XVII (ARAÚJO, 2007).

Uma vez que, com o passar dos anos, as diferentes populações passaram a observar que a aplicação de vegetação em coberturas ajudava a manter o calor no interior das residências e por esta questão, durante centenas de anos, os telhados verdes foram utilizados em regiões de clima frio do hemisfério norte (SILVA, 2016). No início dos anos 50, a Alemanha foi o primeiro país a estabelecer pesquisas cientificas sobre as coberturas verdes, com o objetivo de buscar alternativas que pudessem auxiliar na conservação de energia e recursos hídricos. Com os grandes investimentos do governo do país neste setor, começaram a surgir diversas técnicas de construção e por volta dos anos 70, foram inseridos no setor da construção civil, materiais drenantes (SILVA, 2011).

Sendo assim, na década de 70, organizações privadas em parceria com universidades e centros de pesquisa, passaram a desenvolver estudos na Alemanha, envolvendo o conceito do telhado verde, do desenvolvimento de habitats ecológicos em áreas urbanas, sistemas de drenagem e impermeabilização, balanço energético, planejamento e dimensionamento. O primeiro projeto de telhado verde no Brasil, foi instituído em 1936 e construído por Roberto Burle Marx, em uma das edificações do Ministério da Educação (MEC) (SILVA, 2011). O sistema de telhado verde, cada vez mais, vem se tornando uma grande alternativa para sanar problemas relacionados as ilhas de calor urbanas, a poluição atmosférica, ao escoamento superficial de água da chuva, a conscientização e a falta de conforto térmico de indivíduos (SILVA, 2011).

Além disso, passaram a agregar valor as edificações dos mais diferentes ramos (residencial, industrial e empresarial), estabelecendo o conceito de desenvolvimento sustentável e contribuindo para a formulação de uma sociedade equilibrada, principalmente, em centros urbanos (CRUZ; LEONI, 2008). Os estudos e as pesquisas sobre esta tecnologia se encontram em constante desenvolvimento, uma vez que, crescem juntamente as grandes preocupações ambientais com o planeta. O efeito estufa, a crise energética e hídrica, a emissão de CO2, e a escassez de combustíveis fósseis caracterizam um cenário preocupante ao desenvolvimento da vida (BALDESSAR, 2012). Os telhados verdes extensivos constituem sistemas construtivos projetados para não serem acessíveis ao público, não sendo permitido sua utilização como área de lazer, e, apresentam estruturas mais simples, o que reduz a necessidade de intervenções humanas ou de práticas relacionadas a manutenção (PESSANHA, 2017).

Necessita ainda de uma menor quantidade de substrato, o que contribui para o sistema ser mais leve, visto que tende a armazenar uma quantidade inferior de água, o que torna esta opção mais viável economicamente (SILVA, 2016). São instalados, geralmente, para fornecer serviços específicos, como a redução de calor, principalmente, nas estações mais quentes do ano, assim como para atuar na captação de água da chuva, proporcionam, em especial, bom isolamento térmico (PESSANHA, 2017). A carga estrutural para este sistema varia de 60 Kg/m² a 150 Kg/m² e, provocam impactos menores de sobrecarga sobre os elementos da cobertura, dos pilares e da fundação (VECCHIA, 2005). De acordo com Savi (2015), as espécies vegetais mais adequadas a este sistema são as nativas, principalmente, em locais que apresentem condições de seca.

Já os telhados verdes semi-intensivos constituem o tipo intermediário de sistema, com espessura de substrato entre 15 a 20 cm (CATALANO et al. Ou seja, representam o meio termo entre as extensivas e intensivas (PESSANHA, 2017). Desta forma, necessitam de maior manutenção que as extensivas, assim como requerem um custo superior e apresentam um peso maior (SILVA, 2011). De modo geral, o sistema semi-intensivo agrega a simplicidade e os custos reduzidos dos extensivos com a acessibilidade e a vegetação mais proeminente dos intensivos (SILVA, 2016). Um grande exemplo desta tipologia é o Hotel Fairmount em Vancuver, responsável por proporcionar uma economia de 30 mil dólares, através do maior desempenho térmico e plantio de frutas, flores, verduras, temperos e ervas na estrutura de seu telhado verde, como é possível observar na Figura 8 (SILVA, 2011).

Em relação ao tipo de vegetação, geralmente, no sistema intensivo, são utilizadas desde gramíneas até árvores frutíferas e arbustos. Além disso, é um sistema que, consequentemente, demanda uma maior quantidade de água e adubo, necessita de uma camada de substrato maior, de no mínimo 30 cm, assim como da aplicação de um sistema de irrigação, drenagem e reforço estrutural, uma vez que solicita maior capacidade de carga (IGRA, 2015). O sistema intensivo, ao contrário do extensivo, raramente é utilizado em estruturas com grandes inclinações, visto que apresenta um peso superior e, portanto, é mais suscetível a deslizamentos (PESSANHA, 2017). Um grande exemplo de telhado verde intensivo pode ser observado na Figura 9. Fonte: PESSANHA (2017, p. Atua assim, como uma barreira física, que impede a penetração ou a passagem de fluídos, conferindo estanqueidade as partes que necessitam ou requerem tal proteção (DILLY, 2016).

Impedindo, portanto, que a água penetre por capilaridade ou sob pressão dos ventos, assim como a ocorrência de percolação d’ agua indesejável (SAVI, 2015). A camada impermeabilizante tem por função proteger a laje contra infiltrações, provenientes da ação da água (SILVA, 2011). Representa uma etapa indispensável ao sistema do telhado verde, uma vez que, a presença de infiltração na estrutura da edificação, é responsável por reduzir a vida útil, qualidade e segurança estrutural da obra, podendo contribuir para o aparecimento de manifestações patológicas e ara o risco de acidentes. Além disso, as infiltrações podem provocar transtornos ou mal-estar aos usuários, que afetam diretamente o conforto e qualidade de vida dos indivíduos (BALDESSAR, 2012). Membrana de proteção contra raízes A membrana de proteção contra raízes consiste em um elemento que tem por função evitar que as raízes penetrem na camada de impermeabilização e provoquem vazamentos (BALDESSAR, 2012).

Desta forma, impedem o crescimento das raízes que seriam danosas para o sistema (SILVA, 2011). Alguns sistemas de impermeabilização conseguem apresentar esta propriedade como, por exemplo, a utilização de mantas de polietileno de alta densidade (PEAD), que atuam na impermeabilização e como barreira contra as raízes da vegetação, evitando sua penetração na camada e estrutura (SAVI, 2015). A camada anti-raiz pode ser executada por dois tipos de materiais, a manta têxtil ou termo (plástica). A manta têxtil consiste em um material de tecido, que possui agentes químicos que repelem o crescimento de raízes, evitando danos aos materiais da cobertura ou impermeabilização. De acordo com Baldessar (2012) esta camada pode ser composta por material sintético ou mineral granulado com grande permeabilidade.

Já segundo Liz (2016) podem ser utilizados agregados graúdos, espumas absorventes ou placas industrializadas com recipientes de formatos variado. Enquanto que, de acordo com Silva (2011), a camada pode ser constituída de brita, seixos e argila expandida, apresentando uma espessura em torno de 7 a 10 cm. Sendo assim, a camada drenante é responsável por aumentar a capacidade natural de retenção de água no telhado verde e quando devidamente instaladas, são capazes de reter em torno de 0,1 a 0,5 litros por metro quadrado (BALDESSAR, 2012). Entretanto, para que esta camada seja eficaz, é necessário que a água percole verticalmente na estrutura, evitando acúmulos (LIRA, 2017). Em que, segundo Lira (2017), o substrato deve estar combinado com os tecidos do sistema, com a finalidade de diminuir o potencial de obstrução. Apesar desta camada apresentar uma extensa variedade de composição, deve ser estar relacionada diretamente as necessidades das plantas a serem aplicadas no telhado verde, bem como suas características de absorção de umidade e nutrientes.

Geralmente, o meio de cultura não apresenta uma textura fina, uma vez que, tende a se tornar “lamacento” ou “pegajoso” quando molhado (BALDESSAR, 2012). O substrato de um sistema de telhado verde deve ser constituído por partículas de granulometria maior do que as areias, silte e argila, responsáveis por compor o solo. Visto que tendem a serem substratos leves e soltos, que não se compactam em razão do seu próprio peso, o que favorece diretamente a permeabilidade do sistema. A escolha das vegetações que irão compor esta camada deve levar em consideração alguns fatores, fundamentais para o bom desempenho do sistema: resistência a seca, resistência ao frio, altura de crescimento da vegetação (MINKE, 2005). No caso de telhados extensivos, deve-se optar por espécies vegetais que exijam pouca manutenção de rega e poda (SAVI, 2015).

Além disso, de forma geral, deve-se escolher vegetações do mesmo clima local e sempre que possível, plantas regionais, que já estejam acostumadas com as características climáticas da região e requerem menor manutenção (SILVA, 2011). De acordo com Liz (2016), os tipos vegetais mais empregados no sistema de telhado verde são as suculentas, as gramíneas e os arbustos. Porém, as suculentas apresentarem capacidade de resistir a períodos de seca e perdem menos água durante o processo de evapotranspiração (LIZ, 2016). Visto que fornecem diretrizes para os tipos de telhados verdes, de vegetação e os requisitos para a técnica construtiva e de manutenção destes sistemas (LIRA, 2016). Além disso, foi constituída a Associação Internacional de Telhado Verde (International Green Roof Association – IGRA), que atualmente representa um grande portal a nível global de informações sobre esta tecnologia, atua na promoção e divulgação de documentos de caráter informativo, principalmente, do seu guia mais completo nomeado como “A Quick Guide to Green Roofs” (CBCS, 2015).

Entretanto, no território brasileiro não há nenhum tipo de guia ou orientação elaborada para o uso desta tecnologia de telhado verde, mas possui, em alguns casos e regiões, legislações sobre o seu uso, ainda que incipiente (LIRA, 2016). No Recife, a Lei n° 18. estabeleceu a obrigatoriedade do emprego desse sistema, responsável por dispor sobre a melhoria da qualidade ambiental das edificações por meio da implantação obrigatória também, da construção de reservatórios de acúmulo ou de retardo do escoamento das águas pluviais para a rede de drenagem. Ao longo dos anos, as coberturas verdes têm comprovado sua eficiência na proteção da estrutura, minimização dos efeitos das ilhas de calor, retenção e aproveitamento de águas pluviais e redução da poluição atmosférica (SILVA, 2011).

Por esta questão, é possível observar que esta tecnologia de telhado verde apresenta propriedades relevantes em relação a resistência mecânica, a estabilidade, ao isolamento térmico e acústico e a economia de energia. Além disso, busca contribuir para um desenvolvimento mais sustentável, que vise práticas ecologicamente corretas e de preservação do meio ambiente, proporcionando, consequentemente, melhoria da qualidade de vida em ambientes urbanos (ARAÚJO, 2007). Sendo assim, os principais benefícios de sua implantação estão direcionados a: retenção e águas pluviais, qualidade do ar, redução da ilha de calor e melhoria do conforto térmico, conservação de energia, aumento de áreas verdes, isolamento acústico, benefícios econômicos (SILVA, 2011). Retenção de Águas Pluviais O ciclo hidrológico, que constitui um fator de extrema importância para a sobrevivência e manutenção da vida no planeta, vem sendo prejudicado pelo crescimento urbano desordenado, responsável por ocasionar aumento do escoamento superficial de águas pluviais.

Já no telhado tradicional, a maior parte deste montante é destinada diretamente à rede pública de drenagem urbana, o que ocasiona um superfluxo e sobrecarrega, cada vez mais, o sistema, dando origem a enchentes (BALDESSAR, 2012). Sendo assim, o telhado verde busca evitar prejuízos a área construída e o transborde de rios, que podem vir a alterar o ecossistema local (GARRIDO NETO, 2012). A retenção de águas pluviais, também, auxilia a regulação da umidade do ambiente, visto que permite que grande quantidade de água retorne para atmosfera por meio da evapotranspiração, consequentemente, aumentando o nível da umidade do ar local (LIRA, 2016). De acordo com Baldessar (2012), pesquisas demonstram a eficácia de telhados verdes no combate e na prevenção de enchentes, principalmente, nos centros urbanos. Araújo (2007) ressalta que esta tecnologia se torna ainda mais importante em locais caracterizados por solos em processo erosivo.

Os sistemas de telhados verdes promovem a remoção do nitrogênio contido na água precipitada e neutralizam o efeito da chuva ácida, assim como o impacto gerado pelo dióxido de carbono (SILVA, 2011). Sendo assim, os telhados verdes proporcionam a limpeza do ar e a manutenção da umidade relativa do mesmo, uma vez que, as partículas poluentes são retidas e ficam aderidas na superfície das folhas. Além disso, estes sistemas reduzem as superfícies pavimentas e produzem oxigênio, por meio da vegetação (GATTO, 2012). Redução da Ilha de Calor e melhoria do Conforto Térmico As edificações são compostas por uma grande variedade de materiais, que apresentam diferentes capacidades de absorção. A massa destes materiais tende, durante o dia, a absorver o calor proveniente das radiações solares, e libera-lo, principalmente, na parte noturna.

Desta forma, a vegetação atua no controle da radiação solar e das temperaturas do ar, contribuindo para a redução de níveis de dióxido de carbono (CO2) produzidos por veículos e indústrias (SILVA, 2011). O alcance destes objetivos é por meio de processos como sombreamento e da evapotranspiração (SPANGENBERG, 2004). As espécies vegetais procuram minimizar a radiação solar no verão e otimizá-la no inverno, além disso, permitem o aumento da biodiversidade nestes locais, atraindo pássaros e insetos (SILVA, 2011). Permitem, também, a redução do efeito urbano nomeado como “ilhas de calor” (ARAÚJO, 2007). Por meio do processo de fotossíntese, que auxilia a umidificação do ar, ocorre o resfriamento evaporativo, responsável por realizar o controle da temperatura, de modo que a vegetação atua como um refrigerador evaporativo, capaz de reduzir altas temperaturas (SPANGENBERG, 2004).

Acredita-se que grande parte da energia gerada no mundo seja resultante da queima de combustíveis fósseis, responsáveis por agravar e contribuir para o fenômeno do efeito estufa. Por esta questão, a redução do consumo de eletricidade é um fator fundamental para uma sociedade que busca ser “sustentável”, oferecendo qualidade de vida e a preservação dos recursos naturais, de modo a estabelecer equilíbrio. A redução da emissão de gases poluentes na atmosfera pode proporcionar a minimização, principalmente, de doenças respiratórias (SILVA, 2011). No Brasil, cerca de 23% da energia total consumida no país esta relacionada com as edificações residenciais, 11% as comerciais e 8% as públicas, totalizando assim, aproximadamente 42% da energia nacional. No Rio de Janeiro, por exemplo, o consumo de energia elétrica nos edifícios comerciais e públicos, chega a alcançar 50% na estação do verão, pelo uso de sistemas condicionantes, e 70% em edificações que utilizam vidro (LAMBERTS, 1997).

Além disso, o ciclo de vida do sistema é de 2 a 3 vezes maior que os sistemas convencionais, que utilizam telhas em sua cobertura (SILVA, 2011). Acredita-se que nas coberturas convencionais, cerca de 5 anos após sua construção, já é possível observar patologias estruturais relacionadas aos desgastes provocados pela exposição às intempéries e variações térmicas (GATTO, 2012). Portanto, a tecnologia de telhados verdes apesar de requerer um custo inicial maior que aquele exigido por um telhado convencional, o sistema tende a prolongar a vida útil da edificação, protegendo-a da exposição direta as condições climáticas, dos raios ultravioletas e outras radiações nocivas (CANTOR, 2008). Aumento de Áreas Verdes A implantação de telhados verdes na cobertura das edificações possibilita o aumento de áreas verdes e a reabilitação ecológica da área, de modo a proporcionar a recuperação das características iniciais, portanto, de origem da região.

Assim como reabilitar espaços a novas funções e proporcionar a criação de jardins (ARAÚJO, 2007). Além disso, a captação de águas precipitadas, também, diminui o consumo de água e, portanto, os gastos com este recurso (TOMAZ, 2005). De acordo com Bureau of Environmental Services (2008), o custo de implantação do sistema verde pode variar entre 54 a 130 USD/m² em obras novas, e de 75 a 215 USD/m² em obras de reforma. Segundo o mesmo estudo, um telhado convencional apresenta o custo entre 22 a 108 USD/m² em obras novas, e de 43 a 161 USD/m² em obras de reformas (CANTOR, 2008). Apesar da tecnologia possuir um custo de aquisição maior, o seu valor é compensado em razão dos benefícios proporcionados, que se bem dimensionado, poderá possibilitar uma grande economia, retornando valor, aos poucos, ao usuário (BALDESSAR, 2012).

As coberturas verdes, também, possibilitam, em alguns casos, o cultivo de alimentos, que podem promover desde a geração de renda ao auto-sustento, reduzindo custos relacionados a compra de produtos alimentícios (SILVA, 2011). Aplicação dos Telhados Verdes no Conforto Térmico Os telhados verdes quando aplicados são capazes de proporcionar a melhoria do conforto térmico e a redução das ilhas de calor urbanas, que constituem os seus principais benefícios para a sociedade. Por esta questão, ao longo dos anos, vem surgindo, cada vez mais, inúmeros estudos e experimentos que buscam comprovar e demonstrar o potencial térmico desta tecnologia. Estudos elaborados por diferentes profissionais, com métodos e experimentos específicos, que proporcionaram resultados reais do desempenho térmico destas coberturas (OLIVEIRA, 2009). O beneficio de conforto térmico foi, inicialmente, comprovado por Onmura, que registrou uma diferença de 30°C na temperatura da superfície interna de uma laje nua comparada com a que apresentava o telhado verde, exposta a uma temperatura ambiente de 38°C, durante o verão, no Japão (OLIVEIRA, 2009).

Em seguida, a redução da temperatura interna por esta tecnologia foi comprovada por Vecchia (2005), que utilizou cinco protótipos de cobertura, sendo um de telhado verde e outros quatro de sistemas convencionais (aço galvanizado, telha de fibrocimento, laje pré-moldada e telhado cerâmico), onde foram coletados dados relacionados a temperatura externa do ar, temperatura interna do ar e a temperatura superficial. Já a Áustria, Hungria, Scandinavia, Suiça e Reino Unido já tingem juntos cerca de 3,3 milhões de m²/ano, apenas em 2015. Enquanto que na América do Norte os números são mais modestos, onde Canadá instala cerca de 300 mil m²/ano e EUA, aproximadamente 200 mil m²/ano (INSTITUTO CIDADE JARDIM, 2016). A cidade de Chicago possui a maior área de telhados verdes dos EUA, que buscou estudar esta possibilidade após precisamente a onda de calor de 1995, que chegou a proporcionar uma temperatura de 52 graus e vitimou 750 pessoas em um período de apenas 5 dias.

Um grande exemplo de implantação da cobertura verde neste município pode ser observada no Chicago City Hall, ilustrado na Figura 11 (LAMBERT, 2017). Fonte: Lambert (2017) O telhado verde possui um ótimo desempenho térmico, atuando para a redução de temperaturas, como demonstra a visão infravermelha da cobertura (Figura 12), ficando visível a pouca retenção e reflexão de calor (LAMBERT, 2007). Os resultados demonstraram que o edifício Matarazzo apresentou uma diferença de 5,3°C na temperatura, comparada a outra edificação de concreto, já a umidade relativa do ar correspondeu a 15,7% maior. A diferença entre as temperaturas máximas e mínima (amplitude térmica) chegou a 6,7°C menor no telhado verde em um dia de verão. Já de acordo com os dados do INMET, o telhado verde apresenta menor aquecimento e maior umidade relativa do ar, 21,7% mais úmido.

Desta forma, o estudo comprovou que o telhado verde é eficiente na redução dos impactos no microclima (DIAS, 2013). Um outro grande exemplo que pode ser observado no Brasil é o telhado verde do Hospital São Vicente de Paulo, encontrado no município do Rio de Janeiro. Em Niterói (RJ), o projeto de Lei 090/2013 dispõe da instalação de telhados verdes em projetos de edificações que apresentarem mais de três andares agrupados verticalmente, prevendo incentivos fiscais e financeiros aos que empregarem estes sistemas (SILVA, 2011). Enquanto que na Paraíba, a Lei 10. de 09 de julho de 2013, estabelece a obrigatoriedade da instalação de sistemas de telhados verdes em projetos de condomínios edificados, de três ou mais unidades agrupadas. Esta lei ainda proporciona informações referentes as definições, composição estrutural, benefícios e classificação do telhado verde.

Se encontra em vigor, porém, é pouco conhecida por seus habitantes, uma vez que, sua fiscalização e implementação se encontra apenas em teoria (ARANHA, 2016). Na busca do material a ser utilizado no presente projeto, optou-se por realizar a pesquisa, utilizando as seguintes palavras-chave: telhado verde, cobertura verde e conforto térmico. Estudo de Caso O presente estudo é baseado na obra do telhado verde, localizado no município de Petrópolis, no condomínio Quinta do Lago, e construído pela empresa CMN engenharia em parceria com o escritório de paisagismo Rabelais Quinan Paisagismo e com escritório de arquitetura a MPG Arquitetura. O projeto nomeado de “Casa das Crianças”, demonstrado na Figura 16, foi executado em um terreno inclinado com uma fundação feita de 14 estacas, raízes de 15 metros, 3 muros de contenção de concreto armado, uma parede de bloco de alvenaria de sical cca, 28 toneladas de estrutura metálica (divididos entre vigas e pilares), laje treliçada pré-moldada com armadura positiva, armada na obra e coberta por concreto usinado.

Fonte: Ventura, 2013 O telhado verde foi executado em cima da laje com uma área de aproximadamente 198,02 m². A instalação foi realizada a partir do preenchimento com terra vegetal adubada sobre uma camada de brita e manta tipo geotêxtil Bidim. E, portanto, a cobertura verde deve atender as características mínimas requeridas pela norma. Na Zona Bioclimática 3, na estação do verão, deve haver sombreamento das aberturas, permitindo a ventilação cruzada através de janelas abertas. Já no inverno, é permitida a entrada do sol, de forma que a implantação da edificação deva atender as orientações das superfícies envidraçadas, além da adoção de uma envoltória mais pesada, para manter o calor da edificação. Na abordagem quantitativa, é exigido que a edificação contenha uma parede leve e refletora, com o valor de transmitância térmica menor ou igual a 3,60 W/km² (u ≤ 3,60 W/km²), assim como uma cobertura leve e isolada, que apresente, também, um valor de transmitância térmica menor ou igual a 2,00 W/km² (u ≤ 2,00 W/km²).

Cálculo de Transmitância Térmica Para o cálculo da transmitância térmica do sistema de telhado verde, que constitui um indicador de desempenho térmico, foram utilizadas as fórmulas de Resistência Térmica, em que foram calculadas: a resistência térmica de cada camada, as resistências térmicas superficiais e o somatório da resistência térmica da cobertura. Tabela 5 – Resultados do cálculo da Resistência Térmica de cada camada Resistencia térmica das camadas Espessura (m) Condutividade térmica (W/(m. K) Resistência Térmica (e/ λ) (m². K)/W Vegetação 0,00 0,00 0,00 Substrato 0,18 0,77 0,233 Manta Geotêxtil 0,005 0,20 0,025 Camada de Brita 0,015 0,70 0,021 Laje 0,120 2,00 0,60 SOMATÓRIO 0,879 Aos dados de resistência térmica do sistema podem ser adicionadas as resistências térmicas superficiais, que se referem à resistência da camada de ar adjacente a superfície.

Os resultados da resistência térmica da camada de ar próxima a cobertura, tanto internamente como externamente, seguem relatados na Tabela 6, e foram estabelecidos de acordo com a NBR 15220. Tabela 6 – Valores das resistências térmicas superficiais Resistência térmica superficial externa (m². A transmitância térmica representa a medida do fluxo de calor por unidade de tempo e superfície, transferida por meio de um sistema de construção, ou seja, reflete a capacidade do elemento construtivo em transmitir calor, de atuar como isolante. Desta forma, quanto menor o valor da transmitância térmica (U), menor será a passagem de energia. Sendo assim, é possível observar, portanto, que a capacidade isolante do telhado verde na edificação é quase três vezes superior à dos outros materiais, sendo responsável por transmitir um nível inferior de calor entre elementos estruturais e assim, promover um nível de conforto maior, uma vez que, tende a proporcionar temperaturas internas menores, na edificação, principalmente, no verão.

Além disso, possibilita uma maior capacidade de proteção dos elementos estruturais, visto que evita a absorção direta de calor ou de quantidades superiores que os sistemas de fibro-cimento e cerâmico permitem. Tal resultado já era de se esperar, devido a todos os conceitos, teorias e informações que foram levantadas no referencial teórico do presente trabalho, bem como do grande número de estudos que vêm surgindo e, cada vez mais, comprovando que o sistema de telhado verde constitui uma grande alternativa para o controle do conforto térmico, para a redução da ilha de calor, poluição e efeito estufa. Estes fatores contribuem para o aumento do conforto térmico, para a redução da poluição atmosférica e, portanto, qualidade do ar, que está diretamente relacionada a saúde dos indivíduos.

Apesar da dificuldade existente em se encontrar as propriedades térmicas das espécies vegetais utilizadas, que poderão vir a alterar o valor final da transmitância térmica do telhado verde, sabe-se que estes valores não irão alterar de forma negativa estes resultados, visto que, quanto maior for a somatória da resistência térmica do sistema (Rt), menor será o valor da transmitância, e consequentemente, melhor será o desempenho térmico do telhado. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALMEIDA, J. R. Gestão Ambiental para o Desenvolvimento Sustentável. As funções dos telhados verdes no meio urbano, na gestão e no planejamento de recursos hídricos. f. Monografia (Graduação em Engenharia Florestal). Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Seropédica, 2007. BAGNATI, M.

M. Zoneamento Bioclimático e Arquitetura Brasileira: Qualidade do Ambiente Construído. Dissertação (Mestrado em Engenharia). Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Universidade Federal do Paraná. Curitiba, 2012. BLUMENSCHEIN, R. N. A sustentabilidade na cadeia produtiva na indústria da construção. A. DURANTE, L. C. Avaliação de Desempenho Térmico de Edificação Pública em Cuiabá. Remoa, v. p. CASTELNOU, A. M. N. Sentindo o Espaço Arquitetônico. CMMAD. Nosso futuro comum. ª ed. Tradução de Our Common future. ª ed. Gestão Ambiental. São Paulo: Pearson, 2011, 313 p. CRUZ, W; LEONI, A. Coberturas verdes na região metropolitana de Curitiba – Barreiras e potencial de estabelecimento na visão dos profissionais da construção civil. f. DIAS, V. Telhado verde reduz temperatura e aumenta umidade. Disponível em:<http://www.

usp. br/agen/?p=162345>. FERRAZ, I. L. O desempenho térmico de um sistema de cobertura verde em comparação ao sistema tradicional de cobertura com telha cerâmica. f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil). Monografia (Graduação em Engenharia). Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, 2012. GATTO, C. M. Brasília, 2008. GOMEZ, F. Vegetation and climates changes in a city. Ecological Engineergin, v. n. Disponível em: <http://www. infap. org. br/page1. php> Acesso em 15 de dez. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil). Universidade Federal de Santa Maria. Santa Maria, 2013. KEELER, Marian; BURKE, Bill. Fundamentos de projeto de edificações sustentáveis. LAMBERT, C. Arquitetura Sustentável: Telhado Verde. Disponível em: <https://www. studiomiraarquitetura. com/single-post/2017/06/19/ARQUITETURA-SUSTENT%C3%81VEL-Telhado-Verde> Acesso em 05 de jan. P. Equações preditivas para determinar a temperatura interna do ar: envolventes em painel alveolar com cobertura verde.

Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental). Universidade de São Carlos. São Carlos, 2009. Sustentabilidade das edificações: Do projeto a demolição. f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil). Universidade Católica de Pernambuco. Pernambuco, 2011. MAGALHÃES FILHO. Ilha de Calor Urbana, metodologia para mensuração: Belo Horizonte, uma análise exploratória. f. Tese (Doutorado em Tratamento da Informação Espacial). Pontifica Universidade Católica de Minas Gerais. Monografia (Graduação em Engenharia Civil). Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, 2013. MINKE, G. Techos Verdes, Planificación, Ejecución, Consejos Prácticos. Desenvolvimento, energia e sustentabilidade: uma perspectiva do Relatório Brundtland. Dissertação (Mestrado em Planejamento de Sistemas Energéticos). Universidade de Campinas. Campinas, 2003. OLIVEIRA, E. G. SANTOS, S. X. Desempenho térmico das edificações: estudo comparativo entre o telhado verde e outros tipos de coberturas.

Revista Petra, v. Telhado Vegetado. In: Lamberts, R. Casa eficiente: bioclimatologia e desempenho térmico. Florianopólis: UFSC/LabEEE, 2010, p. PECK, S. P. Conforto térmico e a prática do projeto de edificações: recomendações para Ribeirão Preto. f. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo). Universidade de São Paulo. Principios bioclimáticos para o desenho urbano. São Paulo: ProEditores, p. ROVERS, R. Sustainable building: an international overview of current and future activities. In: 18th International Conference on Passive and Low Energy Architecture – PLEA 2001. Telhados verdes: análise comparativa de custo com sistemas tradicionais de cobertura. f. Monografia (Especialização em Construções Sustentáveis). Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Curitiba, 2012. Tese (Doutorado em Engenharia Civil). Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, 2016.

SILVA, N. C. SPANGENBERG, J. Melhoria do clima urbano nas metrópoles tropicais – Estudo de caso. Disponível em: < http://www. basis id. de/site2006/science/01>. VECCHIA, F. Cobertura Verde Leve: Ensaio Experimental. ENCAC – ELACAC. Maceió, 2005, p. VIEIRA, T. Tese (Doutorado em Ciências). Universidade de São Paulo. Piracicaba, 2014. ZINCO, R. G.