Artigo publicado originalmente na edição de Janeiro/Fevereiro de 2022 da Edifícios e Energia
Os edifícios “à prova de futuro” têm de ser sustentáveis e resilientes, capazes de responder a uma série de desafios que impactam a forma como se projecta, constrói e reabilita, os materiais de construção que se utilizam ou os sistemas que se instalam. Concretizá-los não pode ficar à mercê do acaso. É necessário planear, ultrapassando obstáculos e aproveitando oportunidades, sempre com uma abordagem integrada e multidisciplinar. Será que estamos preparados para o fazer?
Se escolher, ao acaso, um dos cerca de seis milhões de fogos existentes em Portugal, a probabilidade de seleccionar uma habitação de classe energética B ou inferior é grande – já que 85 % das casas portuguesas se encontram nestas condições. No nosso país, uma residência apresenta consumos energéticos gerais de 90 kWh/m²/ano, um valor médio que não supre as necessidades efectivas para assegurar o conforto ao longo do ano. Quem o diz é Manuel Pinheiro, professor no Instituto Superior Técnico, referindo-se a dados de 2013 do Instituto Nacional de Estatística.
Para assegurar essas necessidades, e considerando as características do parque habitacional nacional, o responsável pelo sistema de avaliação de sustentabilidade LiderA estima que seja preciso um valor superior, de 150 kWh/m²/ano. Os números denunciam que a falta de conforto térmico e, até, a pobreza energética são temas demasiado familiares aos portugueses e para os quais urge encontrar soluções e estratégias de mitigação.
A falta de conforto térmico na generalidade do parque edificado nacional é apenas uma das razões para justificar o porquê de os edifícios do futuro terem de ser forçosamente diferentes. A esta, junta-se a legislação nacional, alinhada com as normas europeias, como motor de mudança. Já no início de 2021, as novas construções passaram a ser obrigadas a garantir a sustentabilidade energética dos edifícios. Estes edifícios com necessidades quase nulas de energia (NZEB) têm de satisfazer as suas necessidades maioritariamente com energia proveniente de fontes renováveis, dando preferência à produção local. No mês de Dezembro, a Comissão Europeia decidiu ir ainda mais longe, apontando, como requisito para a nova construção a partir de 2030, a lógica “emissões zero”, mas, até lá, são os NZEB que se mantêm como obrigatórios.
No papel, assegurar o balanço entre energia produzida e consumida é, à primeira vista, uma simples conta de subtracção, que não distingue a complexidade e a eficácia das estratégias que se podem adoptar – apostar muito na produção de energia ou na redução de necessidades ou nas duas vertentes – e é indiferente a condicionalismos.
A realidade é outra história e o cenário actual poderá complicar ainda mais esta equação. As alterações climáticas, com impacto nas temperaturas e na disponibilidade de recursos, conjugadas com as necessidades de conforto – térmico, hídrico, da qualidade do ar interior, tecnológico – vão pressionar cada vez mais os edifícios. As metas e normas europeias são claras: a descarbonização é essencial e a aposta está na redução de necessidades energéticas, na melhoria da eficiência energética dos sistemas, além das conhecidas estratégias de investimento na produção descentralizada com recurso a fontes energéticas renováveis, de electrificação de consumos e de digitalização.
“Isto vai impactar a forma como pensamos e agimos”, explicita Miguel Amado, vice-presidente do Instituto Superior Técnico. Para este professor e arquitecto, factores como a energia, a água e a tecnologia estarão no centro das preocupações de um profissional que projecta um edifício. A par disso, a digitalização e outros avanços tecnológicos em geral vão facilitar a redução directa ou indirecta das necessidades energéticas e contribuir para a neutralidade carbónica, por exemplo, criando sensores e modelos de comunicação mais conectados e integrados, dentro do edifício e de uma área territorial.
Os edifícios à prova de futuro terão de ser resilientes, eficientes, sustentáveis, saudáveis e flexíveis. E, segundo os especialistas, estes requisitos têm o mesmo ponto de partida, independentemente da tipologia de edifício: desenhar boas soluções estruturais trabalhando aspectos bioclimáticos e passivos.
Na génese dos edifícios do futuro
“Já há algum tempo que é possível fazer edifícios NZEB. Não precisamos de inventar tudo; temos é de conseguir recuperar conhecimentos e abordagens, renovando-os”, refere Miguel Amado. É neste contexto que a retoma do desenho bioclimático tem sido uma tendência consensual entre os especialistas.
Imagine-se um edifício português bem isolado – não esquecendo as fundações e dando atenção às coberturas – e estanque, com boa capacidade de drenagem, com paredes de cor clara para reflectir o sol e com jardins verticais nos locais mais expostos. Vãos envidraçados bem dimensionados, com boa caixilharia, e orientados, sobretudo, a Sul para aproveitar a energia do sol, de forma a aquecer e iluminar o interior gratuitamente, e com sombreamentos para evitar o sobreaquecimento no Verão. A Norte, onde o espaço é por norma mais frio, projecte-se, por exemplo, uma cozinha, que é capaz de aquecer o espaço com o calor da actividade dos electrodomésticos, ou, pelo contrário, um espaço menos utilizado, porventura uma sala de arrumos. Pense-se no vento fresco a chegar, sobretudo, do quadrante Norte e a entrar pelo edifício, sem custos de energia, fazendo um varrimento transversal e renovando o ar interior.
Este recorte ilustrativo representa orientações básicas para assegurar um projecto que se enquadre num desempenho mais eficiente dentro dos princípios bioclimáticos. É uma pequena amostra das tendências que já vão sendo expressivas no sector e que se avizinham também no futuro próximo. No final de contas, pensar em aspectos bioclimáticos no desenho de uma construção é pensar no edifício como um elemento do ecossistema e procurar o máximo de equilíbrio. Adaptar o edifício às características locais, desde o ambiente circundante, ao clima, optimizando a orientação solar e a exposição aos ventos, é o primeiro passo para garantir um maior aproveitamento dos recursos naturais, a eficiência energética, os vários tipos de conforto e a qualidade do ar interior.
Os princípios bioclimáticos prevêem também o uso de eco-materiais na construção. Como explica António Tadeu, director do Itecons, materiais como cânhamo, cortiça expandida, casca de arroz e outros naturais “fazem parte de um conjunto de resíduos que revelam boas propriedades térmicas e acústicas, a partir dos quais têm vindo a ser desenvolvidas soluções com o apoio da indústria”.
Integrar resíduos para produzir novas soluções é também um reflexo da aposta na economia circular subjacente à indústria de tecnologia dos materiais. “Um exemplo emblemático é a integração da cortiça expandida, produzida a partir de resíduos de cortiça, em coberturas e fachadas verdes com o objectivo de substituir materiais poliméricos, fixar o carbono atmosférico e retardar os picos de cheias”, refere o responsável pelo laboratório reconhecido a nível internacional.
Estes materiais, contudo, requerem um elevado trabalho científico e técnico para garantir a qualidade, segurança e durabilidade. É também neste sentido que o Itecons tem desenvolvido esforços para manter o conhecimento actualizado, procurando “antecipar as necessidades da indústria de forma a poder oferecer, em cada momento, as melhores condições de análise experimental e de simulação numérica”.
Ademais, os materiais inteligentes também se encontram na lista de componentes construtivas bioclimáticas e António Tadeu acredita que irão representar “uma aposta generalizada” pelo potencial de participarem na produção de energia. “Será expectável, por exemplo, o desenvolvimento de soluções auto responsivas, nomeadamente integrando vidros fotocromátricos e electrocromáticos, e a integração de soluções de revestimento integrando células fotovoltaicas”, ilustra o também engenheiro e docente da Universidade de Coimbra.
Além da sustentabilidade e emergência climática, os desafios no domínio dos materiais serão dois: o armazenamento, sobre o qual António Tadeu se mostra confiante ser de resolução a “curto-médio prazo”, por se tratar de um problema transversal a várias áreas tecnológicas; e o eventual desafio de “crescente emissão de ondas magnéticas”. Antevendo este último, o Itecons integra um grupo de trabalho multidisciplinar, desde 2019, que visa, “por um lado, o desenvolvimento de novas soluções de isolamento electromagnético que assegurem o sombreamento de espaços especiais, e, por outro, a boa recepção de sinal em espaços normais, reduzindo a necessidade de elevadas potências de transmissão”.
Neste contexto da arquitectura bioclimática, a norma Passivhaus tem vindo a ganhar terreno. É mais recente, tendo surgido na Alemanha nos anos 1990, e reforça ainda mais o isolamento térmico da envolvente para evitar ao máximo necessidades energéticas de aquecimento e arrefecimento – para este fim, aplica apenas até 15 kWh/m²/ano, menos 75 % do que um edifício novo, em média. A ventilação é feita por um “sistema de ventilação interior permanente – 24 horas por dia, 365 dias por ano – e muito ligeiro, com consumos muito baixos”, descreve João Pedro Quaresma, director da empresa INNER VALUE e responsável pela arquitectura na empresa spin-off Nurture Architectural. Certificado pela Associação Passivhaus Portugal (PHPT), o arquitecto realça que estas construções são “energeticamente eficientes, saudáveis e económicas”, não havendo motivo para, quanto à variável custo, serem mais caras do que outras com um conceito diferente, desde que se compare com edifícios adaptados às exigências actuais e não às de uma ou duas décadas atrás.
Embora sejam tão viáveis quanto outros tipos de construção, de acordo com João Pedro Quaresma, ainda não existem muitos exemplos em Portugal. “Não há uma causa única” para isso, assegura, enumerando a “cultura de construção muito enraizada e difícil de mudar” e o facto de que “estamos mal habituados”, normalizando o desconforto térmico. Acresce ainda a falta de sensibilização das pessoas e de profissionais familiarizados com o tema, não obstante os esforços comunicacionais da PHPT.
“No Sul da Europa, estamos a lutar contra algum preconceito de que este é um sistema para os países no Norte, mais frios, e de que, para nós, não se justifica”, esclarece. Acrescenta que, mesmo no meio profissional, ouve o termo “overboosting”. “Overboosting porquê? Se estamos ainda com uma situação em que temos muitas necessidades e temos de usar aquecimentos, mantas, cachecóis dentro de casa, é porque não estamos a fazer bem as coisas”.
A Passivhaus não é uma norma apenas para países frios. Inclusivamente, países mais quentes, como a Austrália, já têm alguns exemplos. Mas, no que toca ao clima, e, em particular, às mudanças climáticas que se antevêem, há outras preocupações. Helder Gonçalves, director do Laboratório de Energia do Laboratório Nacional de Energia e Geologia (LNEG), alerta: “é importantíssimo que os edifícios sejam cada vez mais pensados em termos de Verão no nosso país, de Norte a Sul, não importa a latitude”. O investigador sublinha que, apesar de as necessidades de aquecimento no Inverno terem mais visibilidade, o maior desafio irá colocar-se na exigência de arrefecimento para lidar com o aumento da temperatura global, ondas de calor com períodos mais longos e fenómenos de efeito de ilha de calor nas cidades.
Para João Pedro Quaresma, a dificuldade em comunicar a Passivhaus reside na existência de “uma vertente técnica muito forte – não é um green washing, envolve física dos materiais”. Quantificar necessidades energéticas, resistências térmicas ou factores solares “não diz absolutamente nada às pessoas”. “Precisamos de ter mais vozes, a opinião dos utilizadores” como ferramenta para perceber como comunicar e para retirar “lições” e melhorar construções seguintes, partilha o arquitecto, destacando como a optimização dos ganhos solares requer um equilíbrio que nem sempre é fácil de encontrar.
O casamento entre a componente passiva e activa
Consoante as necessidades energéticas de um edifício, pode levantar-se a questão de incluir sistemas activos. A tipologia do edifício – com diferentes funções e taxas de ocupação –, a necessidade de conforto tecnológico e/ou os constrangimentos dos terrenos (impossibilidade de optimizar orientação bioclimática, poluição local) são alguns dos factores que alavancam uma relação mais próxima entre aspectos passivos e activos.
“Quanto ao equilíbrio entre o passivo e o activo, é importantíssimo haver um casamento. Muitas vezes, estão divorciados no sentido em que as estratégias entram em conflito, quando, na realidade, são complementares”, declara Manuel Pinheiro. Para o especialista, o “melhor kW é o kW não gasto” e, por isso, o casamento é feito dando primazia às soluções bioclimáticas e à componente passiva, eventualmente adoptando o conceito Passivhaus com permutadores de calor. A partir daí, a prioridade é apostar em equipamentos eficientes e sustentáveis para suprir as necessidades.
De acordo com o também especialista em engenharia ambiental, quanto às soluções activas, num primeiro nível, será necessário generalizar a iluminação LED, que está consolidada, e sistemas de aquecimento de águas sanitárias (responsável por 24 % dos consumos); num segundo, será importante procurar equipamentos de elevada classe energética – desde frigoríficos, máquinas, placas, aos computadores, impressoras, etc.; e “supletivamente – e a palavra é supletivamente –, [recorrer a] os sistemas de aquecimento e arrefecimento”.
A existência de “equipamentos muito eficientes” e cada vez mais competitivos – como o fotovoltaico – e a aprovação do regulamento do Decreto-lei n.º 162/2019 pela Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos, em Março de 2021, abrem portas para o desenvolvimento de Comunidades de Energia Renovável (CER). A descentralização da produção de energia neutra e/ou, de preferência, renovável vai permitir optimizar a gestão e partilha dos recursos locais ao mesmo tempo.
Na visão europeia, estas CER serão parte do futuro. Porém, será preciso complementar o trabalho legislativo com o trabalho a nível sócio-cultural. Na opinião de João Pedro Quaresma, a “proliferação de sistemas individuais em habitação colectiva não faz muito sentido” e deixa patente que “as pessoas não estão habituadas a partilhar o consumo”, sendo preciso combater a ideia de “que o outro consome mais do que eu” e facilitar a compreensão dos contadores entálpicos. No fundo, complementa Miguel Amado, é preciso mudar o chip do “eu” para “nós” em matéria de sustentabilidade.
Ainda assim, os profissionais acreditam que Portugal dará bons passos no sentido do consumo colectivo e exemplos disso já existem. O responsável pelo LiderA exemplifica com o bairro solar no Belas Clube de Campo, mas define as CER como o terceiro passo – antes disso, reforça, é preciso trabalhar a eficiência energética do casamento entre passivo e activo.
Manuel Pinheiro tem sérias dúvidas sobre se, durante a próxima década, o casamento pacífico entre activo e passivo se vai alastrar a todo o parque edificado, nomeadamente àquele que carece de reabilitações. O argumento prende-se, por um lado, pela dificuldade em chegar a todos os fogos – mesmo aos números prioritários de reabilitação definidos pela ELPRE e mesmo com o apoio do Governo –, e, por outro, pelo facto de se ter “mais depressa um tunning dos edifícios” do que um “salto efectivo para a eficiência energética estrutural”. “É mais fácil comprar equipamento – a instalação é de uma só vez e as pessoas sentem logo o efeito –, e é mais dispendioso mudarmos um telhado, uma cobertura e uma fachada”, lamenta. Ademais, referem Miguel Amado e João Pedro Quaresma, os licenciamentos podem ser um factor de desmotivação para projectos mais a fundo e a baixa literacia energética na população é uma barreira.
Repensar a cadeia de construção e aproveitar oportunidades
Apesar de se estar a construir melhor e de as exigências serem cada vez mais rigorosas, face ao passado, a melhoria incremental não tem levado a uma análise e reorganização integrada do sector dos edifícios. Continua a haver falta de sofisticação na lógica de cadeia de produção. É uma opinião generalizada, mas Manuel Pinheiro vai mais longe: “Houve várias revoluções na indústria e estamos a falar agora, com a digitalização, na indústria 4.0. Na minha modesta opinião, a construção [portuguesa] nunca apanhou sequer a indústria 3.0. Não assegurou automatização, nem mecanização”.
Mas este desafio representa também uma oportunidade para o sector ser disruptivo e inovar. Para o especialista, é necessário normalizar as componentes e associar as soluções à digitalização para criar uma cadeia de valor de construção. Feito este caminho, Manuel Pinheiro defende que é possível tornar as reabilitações estruturais mais acessíveis, por exemplo, permitindo “reabilitar uma fachada com uma parte já pré-construída para ser quase só encaixar como se fosse [uma peça de] Lego”. Este processo iria, desse modo, garantir uma qualidade que já não é “artesanal”, reduzir custos, melhorar o cumprimento de prazos e generalizar este tipo de intervenções.
A pré-fabricação também facilita o caminho para outros tipos de construções, nomeadamente mais flexíveis, como a construção modular ou a arquitectura incremental. Esta última, estudada por Miguel Amado, é uma “reutilização das linhas de produção que não desperdiçam tempo nem recursos” e que remontam ao início do século XX, com os módulos e a pré-fabricação, e aos anos 1960, com a produção automóvel em série Toyota. No fundo, estas construções permitem a construção de casas à medida, consoante as necessidades e disponibilidades progressivas dos utilizadores, em áreas urbanizáveis ou urbanizadas, com infraestruturas e projectos de construção modular assistida fornecidos pelo Estado. Através do Laboratório de Ordenamento do Território, Planeamento Urbano e Arquitectura (GEOTPU.LAB), que coordena, este modelo já arrancou em Cabo Verde, Angola e em Timor e deverá voltar a ser implementado em Moçambique.
Para assegurar a articulação e aceleração da transformação no sector dos edifícios, os especialistas apontam para as tecnologias, em particular a inteligência artificial, como determinantes. Até 2030, serão “crescentes as preocupações com a pré-fabricação e com o desenvolvimento de soluções que minimizem a dependência de mão-de-obra”, assim como com a “utilização de impressão 3D, a personalização de soluções, a robotização, a integração de sistemas de digitalização”, antecipa António Tadeu. O responsável acrescenta que é “expectável que os novos kits construtivos envolvam menores impactos ambientais quando comparados com a construção actual”.
Uma visão integrada, flexível, multidisciplinar e planeada
A flexibilidade na construção estende-se à disposição de espaços, edifícios e cidades. Com a pandemia de Covid-19, o teletrabalho e a necessidade do contacto com o exterior receberam atenção redobrada, levando a que se repensasse a organização e/ou compartimentalização dos espaços, dando prioridade, por exemplo, a espaços comuns adaptáveis às diferentes necessidades ao longo do tempo.
No cenário que se antevê, com desafios, tendências e oportunidades, o trabalho a ser desenvolvido não poderá ficar ao acaso. Os especialistas apontam para a necessidade de planeamento e de ter um bom projecto – mesmo que implique “gastar” mais tempo numa fase inicial. Para isso, e tendo em conta que, como afirma João Pedro Quaresma, a “arquitectura bioclimática exige que os processos sejam equacionados de forma articulada”, vai ser necessária uma visão cada vez mais integrada do sector e da sociedade, na qual “equipas polivalentes” serão a norma. A nível individual, Miguel Amado acrescenta que os profissionais não poderão ser alheios ao contributo de outras áreas, inclusive daquelas que não estão directamente ligadas à construção.
Chegar a 2030 e mostrar resultados congruentes implicará mover muitas pedras do caminho, mas Miguel Amado é assertivo: “a humanidade sempre se reinventou em situações de crise” e, mesmo que fiquem objectivos por concretizar, “vamos resolver esta situação – isso vai passar forçosamente pela formação, por novos técnicos e por novos valores”.
