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UNIVERSIDADE SÃO JUDAS TADEU
EDIFÍCIOS INTELIGENTES E SUSTENTÁVEIS NA ARQUITETUR A
PAULISTANA CONTEMPORÂNEA
PEDRO CARDOZO JÚNIOR
13/12/2017
SÃO PAULO
PEDRO CARDOZO JÚNIOR
EDIFÍCIOS INTELIGENTES E SUSTENTÁVEIS NA ARQUITETUR A
PAULISTANA CONTEMPORÂNEA
Dissertação de mestrado apresentada ao
Programa de Pós-Graduação da Universidade São
Judas Tadeu, para a obtenção do título de Mestre
em Arquitetura e Urbanismo.
Área de concentração: Arquitetura e Cidade.
Linha de Pesquisa: Projeto, produção e
representação.
Grupo de pesquisa CNPQ: Arquitetura:
abordagens alternativas e transdisciplinares.
Orientadora: Profª. Dra. Edite Galote Carranza.
SÃO PAULO
13/12/2017
Cardozo Júnior, Pedro. C268e Edifícios inteligentes e sustentáveis na arquitetura paulistana
contemporânea / Pedro Cardozo Júnior. - São Paulo, 2017. f.: il.; 30 cm.
Orientadora: Edite Galote Rodrigues Carranza. Dissertação (mestrado) – Universidade São Judas Tadeu, São Paulo,
2017. 1. Sustentabilidade. 2. Edifícios – Automação. 3. Edifícios Comerciais. 4. Arquitetura – São Paulo. I. Carranza, Edite Galote Rodrigues. II. Universidade São Judas Tadeu, Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Arquitetura e Urbanismo. III. Título
CDD 22 – 724
Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca da Universidade São Judas Tadeu
Bibliotecária: Cláudia Silva Salviano Moreira - CRB 8/9237
NOME: CARDOZO JR., PEDRO
TÍTULO: EDIFÍCIOS INTELIGENTES E SUSTENTÁVEIS NA ARQUITETURA
PAULISTANA CONTEMPORÂNEA
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
APRESENTADA À FACULDADE DE
ARQUITETURA E URBANISMO DA
UNIVERSIDADE SÃO JUDAS TADEU,
PARA A OBTENÇÃO DO TÍTULO DE
MESTRE EM ARQUITETURA E
URBANISMO.
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO:
ARQUITETURA E CIDADE.
APROVADO EM:
BANCA EXAMINADORA
PROF. DR.: INSTITUIÇÃO:
JULGAMENTO: ASSINATURA:
PROF. DR.: INSTITUIÇÃO:
JULGAMENTO: ASSINATURA:
PROF. DR.: INSTITUIÇÃO:
JULGAMENTO: ASSINATURA:
AGRADECIMENTOS
À minha esposa e ao meu filho, que são a razão da minha vida, dedico este
trabalho com amor, admiração e gratidão.
Agradeço à orientadora, Profa. Dra. Edite Galote Carranza, pela oportunidade
que me concedeu em ser seu aluno, por ter acreditado em minha capacidade e pelas
excelentes orientações e ensinamentos nesse universo científico.
À Profª. Drª. Paula de Vincenzo Fidelis Belfort Mattos (Coordenadora do
Programa de Pós-graduação Stricto Sensu em Arquitetura e Urbanismo da USJT) pela
excelência em organizar um curso com professores tão competentes, pela
receptividade, apoio e incentivo.
Ao diretor da Faculdade de Tecnologia e Ciências Exatas Prof. Dr. Ângelo
Sebastião Zanini pelo incentivo e apoio.
Ao diretor da Faculdade de Letras, Artes, Comunicação e Ciências da
Educação Prof. Rosário Antônio D'Agostino pela excelente condução do curso.
Ao Pró-Reitor Prof. Luís Antônio Baffile Leoni pelo exemplo de profissionalismo,
incentivo e apoio.
Aos professores: Prof. Dr. Fernando Guillermo Vázquez Ramos, Prof. Dr. Luis
Octavio de Faria e Silva, Prof. Dr. Adilson Costa Macedo, Profa. Dra. Maria Isabel
Imbronito e Profa. Dra. Eneida de Almeida pelas excelentes aulas.
Aos profissionais: Arq. Daniela Hummel Mungai, Arq. Andrey Marques, Eng.
Vinícius Vaccari Muraca, Eng. Ricardo Yanai e Sra. Bianca Fort pela importante
colaboração.
A Instituição Universidade São Judas Tadeu que foi onde me graduei e que
proporcionou toda a estrutura de um excelente curso de Mestrado em Arquitetura e
Urbanismo.
“The two most important days in your life are the day you were born and the
day you find out why.”
Mark Twain
“Os dois dias mais importantes da sua vida são: o dia em que você nasceu, e
o dia em que você descobre o porquê. ”
Mark Twain.
RESUMO
Na Era Digital, o contínuo crescimento da população urbana e a decorrente
concentração de edifícios nas cidades e megacidades têm gerado aumento
exponencial na quantidade de resíduos, consumo de energia e recursos naturais
impactando o aquecimento global. Em 2016, as nações signatárias do Acordo de
Paris, incluindo o Brasil, se comprometeram a reduzir os gases de efeito estufa. Assim,
para atingir a sustentabilidade do ambiente construído deverão ser aplicados novos
conceitos, inclusive aplicações de controle e automação: domótica, inmótica e
urbótica, os quais estabelecem a transdisciplinaridade entre arquitetura, engenharia
elétrica (eletrônica, telecomunicações, controle e automação) e computação. A
implementação de sistemas automatizados tanto nas edificações quanto nas cidades
resulta em melhoria no desempenho, na segurança, no conforto, na flexibilidade de
uso dos espaços e, adicionalmente, contribui com a sustentabilidade ambiental. O
objetivo desse trabalho é apresentar como a tecnologia, principalmente a inmótica,
tem sido aplicada em projetos de edifícios corporativos considerados inteligentes e
sustentáveis, na cidade de São Paulo, edificados a partir da década 2000, com
certificação LEED, triple A e projetados pelo escritório Aflalo/Gasperini Arquitetos.
Metodologicamente foi realizada uma pesquisa bibliográfica sobre os melhores
exemplos nacionais, como também internacionais, desse tipo de edifício; um
levantamento de projetos realizados na cidade de São Paulo; os principais recursos
de tecnologia e automação disponíveis e entrevistas com profissionais envolvidos.
Dessa forma, este trabalho visa contribuir com futuros projetos e pesquisas nas áreas
envolvidas, analisar quais as principais tendências desse tipo de edifício e entender
em que medida a produção arquitetônica contemporânea se insere neste novo
contexto.
Palavras-chave: Edifícios Inteligentes; Sustentabilidade; Tecnologia;
Automação; Arquitetura paulistana.
ABSTRACT
In the Digital Age, the continuous growth in urban population and the resulting
concentration of buildings in cities and megacities, has generated an exponential
increase in the amount of waste, energy consumption and natural resources, impacting
global warming. By 2016, signatory nations to the Paris Accord, including Brazil, have
pledged to reducing greenhouse gases. In order to achieve the sustainability of the
built environment, new concepts must be applied, including control and automation
applications: home, build and urban automation, which establish the transdisciplinarity
between architecture, electrical engineering (electronics, telecommunications, control
systems and automation) and computing. The implementation of automated systems
in both buildings and cities results in improved performance, safety, comfort, flexibility
of places use and additionally contributes to environmental sustainability. The
purposes of this work is to present how the technology, especially the inmotica, has
been applied in corporate buildings projects, considered as smart and sustainable, in
São Paulo city, built from the 2000 decade, with LEED certification, triple A and
designed by Aflalo / Gasperini Architects. As methodology a bibliographical research
was carried out on the best national examples, as well as international examples of
this type of building; a survey of this type of project in São Paulo city; the main
technology and automation resources available and interviews with professionals
involved. This work aims to contribute with future projects and research in the areas
involved, analyze the main tendencies of that type of building and understand what
extent the contemporary architectural production is inserted in this new context.
Keywords: Smart Buildings; Sustainability; Technology; Automation; São
Paulo’s Architecture.
Sumário
1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 1
2 ENGENHARIA E ARQUITETURA: INTERFACES E NOVAS TECNOLOGIAS .... 6
3 EDIFÍCIOS INTELIGENTES, SUSTENTÁVEIS E SUAS CERTIFICAÇÕES ...... 38
3.1 Conceitos: Inteligente, Salutar e Sustentável ..................................... 39
3.2 Conceitos: Domótica, inmótica e urbótica .......................................... 41
3.3 Certificações ....................................................................................... 43
4 EDIFÍCIOS INTELIGENTES E SUSTENTÁVEIS DO SÉCULO XXI: CASO SÃO
PAULO ...................................................................................................................... 53
4.1 São Paulo Corporate Towers ............................................................. 78
4.1.1 Ficha técnica ................................................................................ 79
4.1.2 Inmótica: controle e automação ................................................... 81
4.1.3 Salubridade .................................................................................. 82
4.1.4 Sustentabilidade ........................................................................... 84
4.2 BMX – Parque da Cidade ................................................................... 86
4.2.1 Ficha Técnica ............................................................................... 87
4.2.2 Inmótica: controle e automação ................................................... 89
4.2.3 Salubridade .................................................................................. 91
4.2.4 Sustentabilidade ........................................................................... 93
5 SISTEMAS DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO ................................................... 96
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS .............................................................................. 109
7 REFERÊNCIAS ................................................................................................ 111
8 APÊNDICE A – PLANILHA GBC-BRASIL (CERTIFICAÇÕES LEED NA CIDADE
DE SÃO PAULO). ................................................................................................... 122
9 ANEXO A – CERTIFICADOS ATRIBUÍDOS AOS EMPREENDIMENTOS
ESTUDOS DE CASO .............................................................................................. 128
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
1
1 INTRODUÇÃO
Em setembro de 2016, o Brasil ratificou o Acordo de Paris, ou seja, o
compromisso internacional para reduzir emissões de gases de efeito estufa a fim de
colaborar com a redução do aquecimento global. Dessa forma, teve início uma nova
agenda para a produção do espaço construído: arquitetura e cidade. Segundo o
Ministério do Meio Ambiente, a construção civil tem papel fundamental a desempenhar
no desenvolvimento sustentável, o que implica alguns desafios, tais como: “na
redução e otimização do consumo de materiais e energia, na redução dos resíduos
gerados, na preservação do ambiente natural e na melhoria da qualidade do ambiente
construído” (BRASIL, Ministério do Meio Ambiente, [2016]). Diante desse cenário, as
recomendações do Ministério do Meio Ambiente vão no sentido de uma mudança dos
conceitos da arquitetura convencional, objetivando projetos mais flexíveis que
possibilitem fácil readequação para futuras mudanças de uso ou para atender novas
necessidades, afim de reduzir as demolições. Outra recomendação é a busca por
soluções que potencializem o uso racional de recursos naturais, reduzam a geração
de resíduos, diminuam perdas e possibilitem a reutilização de materiais.
Portanto, a produção arquitetônica denominada sustentável deverá levar em
consideração desde alternativas de baixo impacto, como o resgate e reciclagem de
materiais, até alternativas recorrentes à alta tecnologia, que possam contribuir na
economia energética ou na produção de energia limpa. Dessa forma, na Era Digital,
os projetos seguirão conceitos novos, tais como a utilização da automação em
residências (domótica), em edifícios (inmótica) e bairros ou cidades (urbótica), os
quais estabelecem a transdisiciplinaridade entre as disciplinas envolvidas no processo
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
2
de construção do espaço: arquitetura, engenharia elétrica (eletrônica,
telecomunicações, controle e automação) e computação (tecnologia da informação).
TABELA 1: ÍNDICE GLOBAL DE STARTUP EM ECOSSISTEMAS (2012). FONTE: (KOTKIN, 2014, P. 6).
Nestes termos, a presente dissertação visa apresentar como a tecnologia,
principalmente a inmótica (automação em edifícios), tem sido aplicada em projetos de
edifícios corporativos na cidade de São Paulo, a maior e mais influente cidade da
América Latina (tabela 1), segundo o ranking da BBC (SÃO PAULO, 2014), que foi
elaborado pela Civil Service College de Cingapura e a Chapman University. As
cidades foram avaliadas em oito categorias, que consideraram: conectividade aérea -
acesso a mercados globais -, diversidade - estrangeiros como força de trabalho -,
investimento estrangeiro direto - atratividade para investidores globais -, sedes de
empresas - localização de sedes de principais empresas globais -, produção de
serviços - importância das cidades nas redes de contatos das principais empresas de
serviços para indústrias importantes -, serviços financeiros - importância da cidade
como um centro financeiro global -, tecnologia e mídia – importância como centro de
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
3
tecnologia e mídia -, e domínio industrial - importância da cidade como um local
estratégico para as principais indústrias globais -, (KOTKIN, 2014, p. 6). Portanto, essa
dissertação pretende contribuir para ampliar o entendimento sobre a interface entre a
arquitetura e tecnologia; com enfoque na inmótica, ou seja, a interface entre
arquitetura e engenharia elétrica, no sentido da aplicação das tecnologias – eletrônica,
telecomunicações e sistemas de controle e automação, nos edifícios corporativos na
Era Digital.
Como metodologia foi realizada pesquisa bibliográfica sobre os melhores
exemplos nacionais ou internacionais desse tipo de edifício, a fim de analisar quais as
principais tendências e entender em que medida a produção arquitetônica paulistana
contemporânea se insere neste novo contexto. Também foi realizado um
levantamento de alguns projetos considerados edifícios inteligentes e sustentáveis na
cidade de São Paulo, edificados a partir da década 2000 e projetados pelo escritório
de arquitetura Aflalo/Gasperini Arquitetos, com produção expressiva em
empreendimentos desse tipo. Esse escritório com mais de 50 anos de atividade e
certificado pela Norma ISO 9001/2008 é responsável por mais de 1.250 projetos
construídos, sendo mais de 25 desses projetos considerados sustentáveis pela Green
Building Council Brasil. Desses projetos certificados, 3 deles são certificados com selo
Platinum, 20 certificados com selo Gold e 3 com selo Silver. Esse escritório, também
possui mais de 20 prêmios obtidos por suas obras1 sendo responsável por 13% do
estoque certificado no Brasil, conforme dados fornecidos pelo Arquiteto Andrey
Marques do escritório Aflalo/Gasperini Arquitetos. Várias entrevistas com profissionais
1 Conforme dados obtidos em Aflalo/Gasperini Arquitetos. Quem Somos. Disponível em:
<http://aflalogasperini.com.br/quem-somos/#!/quem-somos>. Acesso em 11 abr. 2017.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
4
envolvidos nesse tipo de projeto foram realizadas, e contribuíram no entendimento da
utilização da tecnologia e da automação nesse tipo de edifício.
Metodologicamente, a dissertação foi estruturada da seguinte forma:
• A introdução apresenta o contexto, recorte temporal, justificativa,
objetivo e metodologia.
• O segundo capítulo “Engenharia e arquitetura: interfaces e novas
tecnologias” versa sobre as influências de implementações tecnológicas
na produção do espaço construído elencando exemplos desde a
antiguidade até os dias atuais.
• O terceiro capítulo apresenta conceitos que caracterizam Edifícios
Inteligentes, salutares e sustentáveis, assim como definições de
aplicação da automação no espaço construído e as certificações
utilizadas atualmente.
• No quarto capítulo são apresentadas as tecnologias utilizadas em
Edifícios Inteligentes e analisados dois exemplares de edifícios: São
Paulo Corporate Towers (projeto 2008 / término da obra 2016), com
certificação LEED CS 3.0 Platinum, obtida em 10/04/2017 e o BMX -
Parque da Cidade (projeto 2010 / obras em andamento 2 ), com
certificação LEED ND 3.0 Silver, obtida em 16/12/2014. A escolha
desses empreendimentos seguiu o seguinte critério: edifícios
construídos em importantes eixos comerciais na cidade de São Paulo,
segundo Vargas (2014, p. 205), edifícios edificados a partir da década
2 Os edifícios corporativos: Torre Office Tarumã e Torre Sucupira foram entregues em 2015. O
shopping, o hotel categoria luxo e o edifício corporativo Torre Jequitibá estão em estágio avançado de obras com previsão de entrega ainda para 2017.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
5
2000 e certificados pela Green Building Council Brasil com selos LEED
CS Gold, Platinum e LEED ND Silver (GBC, 2017).
• No quinto e último capítulo são apresentadas definições de sistemas de
controle e automação, assim como suas vantagens e desvantagens,
classificações e aplicações. Diferentemente dos capítulos anteriores,
este capítulo tem um caráter mais transdisciplinar, na medida em que se
aprofunda em conceitos técnicos praticados na disciplina de Engenharia
de Controle e Automação.
A seguir, serão apresentadas as interfaces entre arquitetura e engenharia no
decorrer da história enfatizando o surgimento da inmótica.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
6
2 ENGENHARIA E ARQUITETURA: INTERFACES E NOVAS
TECNOLOGIAS
Ao longo da história, as transformações socioculturais e o desenvolvimento
técnico científico têm alterado a produção arquitetônica de edificações e o projeto
urbano. Porém, existe uma dificuldade em estabelecer o período inicial em que as
inovações tecnológicas influenciam fortemente a arquitetura de edifícios. Podemos
citar, como exemplos, a dificuldade de Frampton em estabelecer o início da arquitetura
moderna porque, segundo ele, “quanto mais rigorosamente se procura a origem da
modernidade, mais atrás ela parece estar” (FRAMPTON, 2008, p. IX). Ele recuou ao
século XVIII, quando as inovações tecnológicas que se sucederam ao longo desse
século contribuíram para o surgimento da arquitetura moderna. Addis (2009, p. 8)
entende que “desde os tempos mais remotos, a engenharia se desenvolveu conforme
o predomínio de um entre dois climas econômicos – guerra ou paz”. Ao longo dos
séculos, os projetos de engenharia tinham um caráter militar cujas atribuições incluíam
não somente a produção de armas, mas também o projeto e execução de trincheiras,
fortificações, edificações militares, soluções para fornecimento de água, modificação
de cursos de rios e construções de pontes emergenciais. Tais soluções tecnológicas
motivadas por conflitos em períodos de guerras teriam contribuído para a engenharia
civil em épocas de paz.
A arquitetura teve sua primeira influência dos sistemas de controle e automação
em 300 a.C., na Grécia antiga, com a utilização de um regulador com boia, projetado
por Ktesíbios de Alexandria (285 – 222 a.C.), que, segundo ADDIS (2009, p. 26), foi
um engenheiro militar egípcio que escreveu dois livros sobre mecânica aplicada à
guerra e às máquinas bélicas: “Memorando Sobre Mecânica” e “Belopoietica”; fez
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
7
vários estudos sobre a compressibilidade e elasticidade do ar, o que lhe rendeu o título
de “pai da pneumática” e foi o fundador e primeiro diretor da Escola de Engenharia de
Alexandria em 230 a.C. Ktesíbios também projetou catapultas, bombas de sucção,
máquinas movidas à água ou energia pneumática (guindaste hidráulico) e a clepsidra
ou relógio de água (figura 1). Esse dispositivo era movido à água e funcionava por
gravidade, utilizando o mesmo princípio da ampulheta. Esse foi o primeiro sistema de
controle de que se tem registro na História segundo Mayr (1970, p. 11). Marcus
Vitruvius Pollio (70 – 15 a.C.) descreve o relógio de água na passagem (9:8:4-7) de
seu tratado “De architectura” e classifica Ktesíbios como sendo um personagem tão
importante para a ciência quanto Arquimedes. A clepsidra foi utilizada ao longo da
história para medir períodos curtos, tais como a duração de um discurso de defesa
em um tribunal de justiça na Grécia antiga; a duração dos turnos de guarda das legiões
romanas; a duração de períodos em experimentos, como no caso de Galileu Galilei
no estudo da queda de corpos em 1610 e a medição do tempo à noite ou em condições
meteorológicas que não permitiam o uso de relógios de sol.
FIGURA 1: CLEPSIDRA OU RELÓGIO DE ÁGUA . FONTE: (MAYR, 1970, P. 12).
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
8
Na Ágora - que era o centro político e religioso de Atenas na Grécia antiga -
havia uma clepsidra na Torre dos Ventos (figura 2), também chamada de Horológio
de Andrônico. Essa torre octogonal foi construída por Andrônico de Cirro, um
astrônomo sírio, por volta do ano 50 a.C. A torre tem esse nome por causa dos oito
ventos mitológicos desenhados em relevo nos frisos externos. O relógio no interior da
Torre dos ventos funcionava com a água vinda da Acrópole (localizada no ponto mais
alto de Atenas). A Ágora, situada logo ao pé da Acrópole, concentrava templos e
edifícios públicos importantes, como escolas, prisão, casa de cunhagem e até mesmo
um moinho de azeite de oliva.
FIGURA 2: TORRE DOS VENTOS COM UMA CLEPSIDRA EM SEU INTERIOR . FONTE: DISPONÍVEL EM :
<HTTPS://LUGARESINESQUECIVEIS .FILES.WORDPRESS.COM/2013/09/DSC05475.JPG> ACESSO EM 19 MAR 2017.
Logo depois de Ktesibios, a ideia de controlar o nível de um líquido foi aplicada
por Philon de Bizâncio (280 – 220 a.C) ao projetar uma lâmpada a óleo (figura 3).
Nessa lâmpada, era mantido um nível constante de líquido no recipiente k a partir do
reservatório acima dele. O principal componente do arranjo era o tubo de subida
vertical m, localizado no meio do recipiente. Quando o nível do óleo do reservatório k
diminuia, a extremidade inferior do tubo ficava exposta fazendo o ar subir para dentro
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
9
do recipiente superior n, permitindo que o óleo fluísse através dos tubos capilares b –
e e c – d. Consequentemente, o nível do óleo subia até atingir a extremidade inferior
do tubo de subida, parando o fluxo ascendente do ar e, portanto, o fluxo descendente
de óleo (MAYR, 1970, p. 18).
FIGURA 3: LÂMPADA A ÓLEO PROJETADA POR PHILON DE B IZÂNCIO. FONTE: (MAYR, 1970, P. 18).
Esse sistema automático de alimentação da lâmpada com uma quantidade
sempre constante de óleo influenciou a iluminação noturna das cidades nos séculos
seguintes e trouxe uma nova relação das pessoas com o espaço urbano, como mostra
a figura 4. No Brasil, a iluminação pública com lâmpadas de óleo de baleia foi
implantada a partir do século XVIII; na capital do Império, Rio de Janeiro, em 1794, e
na Imperial Cidade de São Paulo, em 1830 (ROSITO, 2010, p. 30).
FIGURA 4: LÂMPADA A ÓLEO SENDO UTILIZADA NA ILUMINAÇÃO NOTURNA DAS CIDADES . ILUSTRAÇÃO DE JOSÉ DOS REIS CARVALHO . A ILUMINAÇÃO DE AZEITE DE PEIXE . BND IGITAL DO BRASIL , 1851. FONTE: DISPONÍVEL
EM: <HTTP://BDLB .BN.BR/ACERVO/HANDLE /123456789/16259> ACESSO EM 06 JUN 2016.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
10
O primeiro registro da influência da tecnologia na sociedade e na arquitetura
com relação ao meio ambiente ocorreu a partir do século III d.C, na Roma antiga. A
fim de obter equilíbrio entre oferta e demanda de lenha - ou sustentabilidade utilizando
o termo contemporâneo-, houve a necessidade de encontrar uma fonte alternativa
para o aquecimento da água dos banhos públicos e para a calefação dos ambientes
internos das edificações. Segundo Addis (2009, p. 44), em 80 a.C, Gaius Sergius
Orata (140 – 90 a.C), engenheiro hidráulico, projetou o hipocausto, para aquecer a
água de seus criadouros de peixes. O sistema de aquecimento e calefação de Orata
se popularizou rapidamente em Roma, aplicado em banhos públicos e casas privadas,
o que aumentou, consideravelmente, o consumo de lenha. O hipocausto (figura 5)
utilizava madeira como combustível e poderia consumir cerca de 120 Kg de madeira
por hora ou uma tonelada por dia. Como resultado, na época de Vitruvius, século I
a.C., a maior parte da Itália já estava desmatada. O desmatamento obrigou os
romanos a terem que importar madeira de localidades a centenas de quilômetros de
distância. A escassez e o alto custo desse combustível forçou os romanos a buscar
alternativas para a redução de custos e, consequentemente, um menor impacto na
natureza – claro que aqui o impacto ainda não tinha o sentido de preservação da
natureza que temos nos dias de hoje
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
11
FIGURA 5: EXEMPLO DE UMA EDIFICAÇÃO UTILIZANDO O AQUECIMENTO P OR HIPOCAUSTO. FONTE: DISPONÍVEL EM : <HTTP://NERGIZA.COM/HIPOCAUSTO-EL-SUELO-RADIANTE -CON-MAS-DE-2000-ANOS /> ACESSO EM
12 JUN 2016.
Uma solução simples, sustentável e de baixo impacto foi apontada por
Vitruvius, que defendeu a prática construtiva grega de fechar as fachadas norte das
casas e abrir a fachada sul para o calor do sol aquecer as edificações. A adequação
do projeto seguindo a orientação solar foi, e continua sendo, uma das mais
importantes premissas de um projeto arquitetônico até os dias atuais. Outra solução
para a calefação das edificações nessa época foi utilizar novos materiais, tais como:
vidros, lâminas finas de mica ou selenita nas janelas para admitir, não somente a
entrada da luz, mas o aquecimento do ambiente devido ao efeito estufa. Tais soluções
técnicas foram utilizadas pelos construtores romanos, a partir do século I d.C. As
dificuldades dos romanos em buscar soluções alternativas foram semelhantes a que
encontramos nos dias atuais em relação à busca por alternativas aos combustíveis
fósseis.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
12
A tecnologia também influenciou a sociedade e a arquitetura gerando o
adensamento da população nas cidades ao mesmo tempo que ia criando impactos
ambientais. Tem-se como exemplo o período medieval, quando os conceitos da
engenharia mecânica se difundiram por toda a Europa, na baixa idade média entre os
séculos XII e XV, resultando em uma revolução das manufaturas – as corporações
(arti na Itália, gilds na Inglaterra, Zünfte na Alemanha) (BENEVOLO, 1983, p. 260).
Esta revolução foi comparada por Addis (2009, p. 76) com a revolução industrial do
século XVIII. Villard de Honnecourt (1175 - 1240) deixou registros dessa tecnologia
em seu caderno de esboços de máquinas e ferramentas (figura 6), incluindo uma serra
de vaivém movida por uma roda d’água (ADDIS, 2009, p. 87).
FIGURA 6: CROQUI DE SERRARIA MOVIDA À ÁGUA (1.230) EXTRAÍDO DO CADERNO DE ESBOÇOS DE VILLARD DE HONNECOURT. FONTE: (ADDIS, 2009, P. 76).
Segundo Addis (2009, p. 77), a utilização da força da água e dos ventos nos
moinhos transformando o movimento circular em movimento axial; o conceito de
armazenagem de energia potencial num grande peso que pudesse ser levantado; o
surgimento da mola e os progressos na agricultura, gerando excedente de alimentos,
influenciaram no comportamento social, fazendo com que as pessoas passassem a
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
13
viver em grupos cada vez maiores. O aumento da complexidade das relações e
concentração de grupos sociais num determinado espaço teve consequências tanto
na arquitetura quanto nas cidades. Como exemplo, a necessidade de construir igrejas
maiores, palácios comunais e centros de aprendizagem que mais tarde se tornariam
Universidades. Com o passar dos anos, também houve o surgimento de obras de
infraestrutura como fornecimento de água, tratamento de esgoto, estradas, pontes e,
ainda, muralhas para proteger as riquezas das cidades.
Dentre as inúmeras inovações tecnológicas, podemos citar o controle da força
da água, ventos e vapor. Embora o conhecimento da utilização da energia gerada pela
força da água e dos ventos nos moinhos, transformando o movimento circular em
movimento axial, tenha sido aplicado em muitas frentes, como agricultura e
construção civil, o efetivo controle dessas forças só foi possível no século XVII, com a
invenção de James Watts (1736 – 1819) que detalharemos adiante. Nos dias atuais,
a utilização da energia proveniente das forças dos ventos ou das marés é um dos
caminhos para a produção de energia limpa e sustentável.
Nos primórdios da Era Industrial, século XVIII, a tecnologia aplicada no
desenvolvimento das máquinas movimentadas por força hidráulica influenciou os
projetos das construções na Grã-Bretanha. Essa tecnologia foi desenvolvida para a
indústria têxtil visando atender a tendências da moda naquela época. A tecnologia das
máquinas de pisoar seda (torcer a seda crua para fazer a fibra usada no processo de
fiação) trazida por John Lombe (1693 – 1722) da Itália, em 1716, mecanizou os
processos na indústria têxtil na Grã-Bretanha, com impacto direto no projeto das
edificações. Isto foi devido aos tipos e tamanhos das novas máquinas, que exigiam
mais espaço e energia para funcionarem. Outro dado importante que influiu
diretamente na configuração da edificação foi a necessidade de concentrar máquinas
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
14
de pisoar ao redor de uma única fonte de energia: o moinho. Assim, para as
instalações serem econômicas – financeiramente e espacialmente – a roda d’água do
moinho deveria ser grande o suficiente para alimentar várias máquinas ao mesmo
tempo (ADDIS, 2009, p. 256), por esse motivo, os projetos de edifícios deveriam ter
múltiplos pavimentos para reduzir a distância entre a fonte central de energia e as
máquinas (figura 7).
FIGURA 7: LOMBE 'S SILKMILL AT DERBY (FIAÇÃO DE SEDA DE THOMAS LOMBE ), 1721. DESENHO DE RECONSTRUÇÃO DA MÁQUINA DE FIAR MOVIDA À ÁGUA . FONTE: (ADDIS, 2009, P. 263).
A arquitetura industrial sofreu novas transformações depois do domínio da
energia a vapor. O desenvolvimento da máquina a vapor teve seu início por volta de
1712, quando o inglês Thomas Newcomen (1664 – 1729) idealizou uma máquina a
vapor atmosférico que poderia ser utilizada em minas de carvão profundas, em
Staffordshire, com menor risco de explosões e que - além de elevar a água das minas
que ficavam muitas vezes inundadas, devido à profundidade - poderia elevar cargas
para a superfície. Sua máquina foi um sucesso na Europa durante o século XVIII
devido ao custo de capital muito menor, uma vez que substituía os cavalos que eram
usados no trabalho.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
15
Em 1765, James Watt (1736 – 1819), matemático e engenheiro; fabricante de
instrumentos científicos para a Universidade de Glasgow, estudando a máquina de
Newcomen, procurou uma maneira de aumentar sua eficiência e minimizar os custos
com o carvão utilizado como combustível. Foi, então, que elaborou uma máquina com
um condensador que minimizava as perdas de calor e que possuía outras finalidades
como propulsão de moinhos e tornos, pois o movimento de rotação substituía o
movimento retilíneo alternativo de um êmbolo. A máquina de Watt, que também servia
à fundição e minas de carvão, teve grande êxito e acabou substituindo as máquinas
de Newcomen, pois além da versatilidade, consumiam três vezes menos carvão. Para
alguns, foi a máquina de Watt que ocasionou a Revolução Industrial. James Watt fixou
o cavalo-vapor (CV) como unidade de medida para determinar a potência de uma
máquina. Na época, considerou a carga que um cavalo poderia elevar. Hoje o cavalo-
vapor é a potência necessária para elevar a um metro de altura uma massa de 75 kg
em um segundo.
Embora a máquina a vapor já existisse desde 1712, somente após 1765
obteve-se o pleno domínio da energia a vapor através da invenção do regulador de
esferas (figura 8), desenvolvido em 1765 e patenteado em 1769 por James Watt
(KATINSKY, 1997, p. 50). O desenvolvimento desse regulador, que ocorreu no século
XVIII, foi considerado o primeiro projeto de um controlador automático com
realimentação a ser utilizado em um processo industrial, o que foi um marco
importante da engenharia de controle e automação e influenciou a arquitetura e a
sociedade.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
16
FIGURA 8: REGULADOR DE ESFERAS DE JAMES WATT. FONTE: (DORF, 2009, P. 4).
O objetivo desse sistema era controlar a velocidade de um motor a vapor e
tinha a finalidade de manter a velocidade de rotação do motor a um valor
predeterminado, apesar de todas as mudanças na carga e da pressão do vapor. Mayr
(1970, p. 2) descreve o seu funcionamento da seguinte forma: a velocidade de rotação
é medida por um par de pêndulos sob uma força centrífuga, que aumenta
proporcionalmente com a velocidade do motor. Um arranjo de alavancas é conectado
a uma mangueira com a válvula de vapor, de tal maneira que o fluxo de vapor é
estrangulado com o aumento da velocidade. Dessa forma, com menos pressão de
vapor, a velocidade do motor diminuirá. Porém, se a carga sobre o funcionamento do
motor aumentar repentinamente, sua velocidade diminuirá, assim como a velocidade
dos pêndulos, liberando a válvula de vapor e fornecendo mais pressão de vapor ao
motor, que acelera, aumentando a potência e, consequentemente, o torque do motor.
O controlador automático com realimentação criado por Watt - um dispositivo
aparentemente simples-, foi revolucionário e permitiu novas frentes para a produção
de máquinas industriais (teares), agrícolas (colhedeiras), imprensas (jornal e livros) e
de transportes (navios e trens).
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
17
A utilização da máquina a vapor nas fábricas aumentou a produção naquela
época e os lucros dos donos dessas fábricas cresceram na mesma proporção. Por
isso, os empresários ingleses começaram a investir na instalação de indústrias. As
fábricas se espalharam rapidamente e provocaram mudanças tão profundas que os
historiadores atuais chamam aquele período de Primeira Revolução Industrial. A
máquina a vapor trouxe uma maior capacidade de deslocamento de produtos e
pessoas e com mais velocidade, transformando o modo de vida e a mentalidade de
milhões de pessoas. Além disso, segundo Addis (2009, p. 274), James Watt fundou a
empresa Boulton e Watt, em 1773, juntamente com o comerciante e fabricante
Matthew Boulton e foram os pioneiros no fornecimento da iluminação a gás para
edificações, instalando essa forma de iluminação, em junho de 1806, na fiação de
Willian Strutt, em Derby. Embora o sistema, que era útil e prático no sentido da
produção fabril noturna, trazia problemas de segurança.
Os edifícios fabris daquela época eram extremamente vulneráveis aos
incêndios, que eram comuns devido aos materiais inflamáveis como fibra de algodão
ou pó de farinha combinados com vapor de óleo e as chamas utilizadas para
iluminação. Esses incêndios eram uma ameaça aos trabalhadores, materiais,
máquinas e à própria edificação. Em 1791, o Moinho de Farinha Albion (Albion Flour
Mills), projetado por Samuel Wyatt (figura 9), ruiu depois de um pequeno incêndio que
consumiu alguns pilares e os pisos da edificação, provocando o colapso de toda a
estrutura (ADDIS 2009, p. 265). Assim, à medida que os custos com os prêmios dos
seguros cresciam e se tornavam onerosos aos proprietários, novas tecnologias
surgiam para prevenção dos incêndios.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
18
FIGURA 9: ALBION FLOUR MILLS , CONSUMIDO POR UM INCÊNDIO EM 1791. ILUSTRAÇÃO DE AUGUSTUS CHARLES PUGIN E THOMAS ROWLANDSON , EXTRAÍDO DO LIVRO THE MICROCOSM OF LONDON, RUDOLPH
ACKERMAN , LONDRES, 1808 - 1810. FONTE: DISPONÍVEL EM : <HTTPS://WWW.DOVESFARM .CO.UK /UPLOADS /IMAGES/LARGE /1048.JPG> ACESSO EM 26 MAR 2016.
Em 1793, o engenheiro William Strutt (1756 – 1830) projetou o primeiro piso “à
prova de fogo” bem-sucedido do mundo, para sua fábrica de fiação, Strutt's North Mill,
na cidade de Derby, leste da Inglaterra. Strutt criou um sistema construtivo (figura 10)
a partir de uma série de abobadilhas de tijolos, apoiados em vigas de madeira
sustentadas por pilares maciços de ferro fundido. Sobre as abobadilhas e vigas
aplicou areia e o piso assoalhado coberto por ladrilhos (ADDIS, 2009, p. 267).
FIGURA 10: MILFORD WAREHOUSE (DEPÓSITO MILFORD), INGLETERRA , 1792 – 1793. ENGENHEIRO:
WILLIAM STRUTT. DETALHES DO PISO À PROVA DE FOGO . FONTE: (ADDIS, 2009, P. 267).
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
19
O sistema criado por Strutt, além do impacto nas construções fabris daquela
época, contribuiu para o início de estudos estruturais, ou seja, a necessidade de se
criar estruturas de aço, com peso mínimo e de grande comprimento, se “tornou o
princípio chave da engenharia estrutural e permanece a base da maioria dos projetos
de engenharia atualmente, que buscam soluções ideais e com uso mínimo de energia
possível” (ADDIS, 2009, p. 256-266).
Como as edificações fabris “à prova de fogo” não eram baratas, custando cerca
de 25% a mais em relação às edificações semelhantes de madeira, surgiu a
necessidade de racionalizar a utilização das estruturas de ferro fundido. O engenheiro
Charles Woolley Bage (1751 – 1822) foi o primeiro a usar pilares e vigas de ferro
fundido, assim como a empregar cálculo de dimensionamento estrutural,
respectivamente, na Castle Foregate Mill, 1796 – 97 e Meadow Lane Mill, 1803
(SKEMPTON, 2002, p. 29).
No século XIX, Daniel D. Badger (1806 – 84) e James Bogardus (1800 – 74)
utilizaram a tecnologia do ferro, produzindo estruturas arquitetônicas de ferro fundido
buscando atender a uma demanda, que era proteger as edificações e seus interiores
contra incêndios. A demanda surgira em New York, após dois grandes incêndios, que
rapidamente se espalharam pela malha urbana, destruindo mais de 1000 edificações
construídas de madeira, em 1835 e 1845.
Também em New York, surgiu a tecnologia que revolucionaria a história da
arquitetura e do urbanismo mundial: o dispositivo de segurança dos elevadores. Em
1852, Elisha Graves Otis (1811 – 61) inventou um dispositivo que evitaria que o
elevador de passageiros caísse caso o cabo de suspensão se rompesse
possibilitando construir elevadores muito mais seguros (figura 11).
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
20
FIGURA 11: DISPOSITIVO DE SEGURANÇA PARA ELEVADORES INVENTADO E M 1852 POR ELISHA GRAVES OTIS. FONTE: DISPONÍVEL EM : <HTTPS://WWW.6SQFT.COM/ELISHA -OTIS-NOW-162-YEAR-OLD-INVENTION-MADE-
SKYSCRAPERS -PRACTICAL />. ACESSO EM 05/04/2017.
Segundo Nise (2009, p. 3), os elevadores antigos eram controlados
manualmente por cabos ou por um ascensorista, já os elevadores modernos são
totalmente automáticos e utilizam sistemas de controle para regular posição e
velocidade. O dispositivo foi utilizado pela primeira vez em 1859, em uma das obras
mais elegantes de Badger, o Eder V. Haughwout Building (figura 12), projeto de John
P. Gaynor, construído em New York.
FIGURA 12: E. V. HAUGHWOUT BUILDING (IMPORTANTE OBRA CAST -IRON ARCHITECTURE DE BADGER). DISPONÍVEL EM : <HTTP://NOVAYORKEVOCE .COM/WP-
CONTENT/UPLOADS /2015/10/HAUGHWOUT_BUILDING_FROM_SOUTH1318205594781.JPG> ACESSO EM 24 MAR 2016.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
21
Depois da invenção de Otis, a interdisciplinaridade entre engenheiros civis,
mecânicos, eletricistas e arquitetos se tornou uma constante. Os engenheiros
mecânicos começaram a projetar elevadores de passageiros permitindo que
arquitetos projetassem edifícios cada vez mais altos. Isso foi revolucionário e
favoreceu a verticalização das cidades, permitindo o maior aproveitamento dos
terrenos, atendendo tanto a pressão dos preços dos terrenos quanto o aumento da
concentração populacional urbana.
A partir de meados do século XIX, a prosperidade comercial norte americana
estimulou muitos europeus a levarem para a América do Norte seus conhecimentos
em engenharia para edificações, contribuindo ao nascimento do edifício de múltiplos
pavimentos nos Estados Unidos (ADDIS, 2009, p. 7). Contudo, no início do século XX,
os projetos de edificações na Europa e na América do Norte se desenvolveram
conjuntamente com os avanços tecnológicos das telecomunicações, dos transportes
e da globalização, superando as barreiras físicas entre os continentes. Para Addis, a
principal diferença entre essas duas culturas – norte americana e europeia-, é que “os
engenheiros de construção europeus costumam ser criativos por questões de
curiosidade intelectual, quase que por diletantismo, enquanto os engenheiros norte-
americanos inovam para obter benefícios econômicos” (ADDIS, 2009, p. 8). Ele afirma
também que, nas últimas décadas, o Japão e outros países do oriente têm
desenvolvido muitos projetos baseados nas ideias ocidentais e que, devido às
características culturais e à globalização, as inovações em engenharia surgem na
Europa, mas desenvolvem-se com considerável sucesso comercial, principalmente
fora da Europa.
Contudo, construções de alvenaria fixariam um limite de altura, devido às suas
paredes cada vez mais grossas ocuparem mais espaço do piso. Assim, a ideia de
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
22
uma estrutura de aço capaz de suportar toda a carga foi apresentada pelos
engenheiros das oficinas de laminação aos arquitetos de Chicago, que a receberam
favoravelmente e aplicaram-na em seus projetos.
Os projetos arquitetônicos passaram a ter então, estruturas metálicas ou
“esqueletos metálicos”, fachadas marcadas pela regularidade horizontal e vertical das
filas simétricas de janelas, que passaram a serem maiores por não ter preocupação
com a estrutura da parede, concebendo plantas livres e de grande funcionalidade,
modernizando os sistemas de isolamento, saneamento, aquecimento e manutenção.
Dankmar Adler (1844 – 1900) e Louis Henry Sullivan (1856 – 1924), em 1879,
utilizaram-se da invenção das estruturas de aço para satisfazer as exigências
prementes da cidade de Chicago em pleno desenvolvimento, no processo de ser
reconstruída, depois de sua destruição pelo incêndio de 1871 (FRAMPTON, 2008, p.
54). O projeto mais conhecido de Adler e Sullivan é o Auditorium Building (figura 13),
construído em 1889, na cidade de Chicago.
FIGURA 13: AUDITORIUM BUILDING. CHICAGO (1889). FONTE: DISPONÍVEL EM : <HTTPS://EN.WIKIPEDIA .ORG/WIKI/AUDITORIUM_BUILDING_(CHICAGO)#/MEDIA/FILE :A UDITORIUM_BUILDING_CHICA
GO_JUNE_30,_2012-92.JPG> ACESSO EM 24 MAR 2016.
Em abril de 1970, esse edifício foi adicionado ao Registro Nacional de Lugares
Históricos pela National Register of Historic Places (NRHP), que é um órgão do
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
23
governo americano que detém a lista oficial dos lugares históricos da Nação (norte
americana) digna de preservação. Autorizado pela Lei de Preservação Histórica
Nacional de 1966.
Porém o primeiro edifício considerado um arranha céu foi o Home Insurance
Building, construído em 1885 e localizado na esquina de Adams e LaSalle Streets em
Chicago, Illinois. Projetado pelo engenheiro William LeBaron Jenney, o edifício foi
apoiado por uma estrutura revolucionária de aço, o que permitiu a maior altura e
estabilidade sem o maior peso da construção tradicional de alvenaria. O prédio foi
demolido em 1931 para dar lugar a outro arranha céu, o Field Building (também
conhecido como LaSalle Bank Building) (NEVES ,2002, p. 9).
No início da década de 1920, Le Corbusier começava a pôr em prática alguns
de seus sonhos ligados ao concreto armado, e escreveu seu livro Vers une
Architecture (Por uma Arquitetura), publicado no ano de 1923 em Paris. Ele apoiava
a interdisciplinaridade entre os engenheiros e arquitetos e a necessidade de se criar
um “espírito de produção em massa” para projetar, construir e habitar casas (ADDIS,
p. 513). Le Corbusier e seu conceito “máquina de morar” esteve imbuído do
denominado espírito da época das máquinas. Embora a casa não contemplasse
equipamentos mecânicos além de monta-carga.
"Nos EUA a altura dos edifícios aumentou rapidamente,
passando em duas décadas de 100 para 300 metros. Daí resultou uma
técnica inteiramente nova, do betão e do ferro, e métodos de proteção
contra incêndio. Outros corolários: o perfeito mecanismo das
circulações verticais mecânicas (elevador); a distribuição do ar
condicionado realizada tanto nas grandes construções como nos
vagões do caminho-de-ferro e nos navios, tanto nos túneis sob o
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
24
Hudson como nos aviões comerciais. A conquista da altura traz em si
a solução de problemas essenciais posto pela urbanização das
cidades modernas [...]” (CORBUSIER, 1977, p. 29)
Após a quebra da bolsa de valores de Nova York, em 1929, tem início uma
nova fase na economia americana. Richard Buckminster Fuller (1895-1983), físico,
inventor, cartógrafo, engenheiro, professor e arquiteto é considerado por alguns como
uma espécie de “Leonardo da Vinci” do século XX. Nos anos 1930, ele elaborou o
conceito “dymaxion”, cujo significado é dinamismo somado à eficiência. Seguindo seu
conceito, em 1933, Fuller constrói o protótipo da Casa Dymaxion, que integrou a
exposição “A century of progress”, em Chicago (GÖSSEL, LEUTHÄUSER, 1990, p.
213). Executada com materiais industrializados como alumínio e plástico, a Casa
Dymaxion (figura 14) seria produzida em série e poderia ser transportada ao seu local
de destino. De acordo com o projeto, a casa teria turbinas de vento sobre o telhado e
um grande sistema de cisternas para recolher e reciclar a água. A Casa Dymaxion
seria, talvez, o primeiro exemplar de uma habitação autônoma sustentável no século
XX e precursora da utilização de novas tecnologias.
FIGURA 14: RICHARD BUCKMINSTER FULLER E MAQUETE DA DYMAXION HOUSE, 1929. FONTE: (SCOTT, 2010, P. 20).
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
25
“Still, like most great humans prior to shifting their focus, Bucky
felt a need to sted back and examine his sitution in order to efficiently
move forward during what would become the fulfilment phase of his
life. Since acquire new information in a concentrated manner, the 1947
break was not as severe as his 1927 retreat. It did, nonetheless, signal
a transition to a uniquely differents period of activity fo Bucky.
That third Era was characterized by Fuller’s single-minded
focus on one invention and the two fields which contributed to the
creation of that invention. Thus, the geodesic dome, along with
mathematics and construction, dominated Fuller’s life from 1947
through 1970.” (SIEDEN, 2000, p. 295).
No século XX, as inovações tecnológicas implementadas pela indústria
eletrônica permitiram o desenvolvimento de dispositivos que revolucionaram
novamente a sociedade, as corporações e os projetos arquitetônicos. A Segunda
Guerra Mundial (1939 – 45) gerou a necessidade de projetar sistemas de controle
para desenvolver pilotos automáticos de aeronaves, sistemas de posicionamento de
antenas e radares, entre outros projetos militares. No campo da engenharia, tais
inovações tecnológicas promoveram o surgimento de um novo ramo da engenharia
elétrica denominado de controle e automação (DORF, 2009, p. 5).
O L'Institut du Monde Árabe em Paris (figura 15), projetado por Jean Nouvel
em 1981 e construído em 1987 foi um dos primeiros exemplares que incorporam a
automação na ideia de fachadas dinâmicas. A fachada sul foi inspirada na geometria
árabe de Mashrabiya e tem 27.000 diafragmas metálicos como os de uma câmera
fotográfica, com aberturas em diversos tamanhos e formas geométricas, abrindo e
fechando de acordo com as condições externas de luz. Esses diafragmas eram
controlados mecanicamente através de um computador central, com informações
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
26
obtidas por células fotossensíveis, onde o efeito final era de um ambiente interno com
um filtro de luz, muito comum na arquitetura islâmica.
FIGURA 15: DIAFRAGMAS METÁLICOS DO L'I NSTITUT DU MONDE ÁRABE . FONTE: FOTO DE SERGE MELKI . DISPONÍVEL EM : <HTTPS://WWW.FLICKR .COM/PHOTOS/SERGEMELKI /3388325271>. ACESSO EM: 1 DE AGO. 2017.
No Brasil, a história do controle e automação em edificações (no sentido do
edifício francês acima citado), teria início em 1953, quando surgiu o curso de Controle,
para alunos do segundo semestre do curso de Engenharia Eletrônica do ITA (Instituto
Tecnológico de Aeronáutica). O curso foi ministrado pelo professor americano Edward
W. Kimbark, PhD pelo MIT (Massachusetts Institute of Technology) e primeiro diretor
da Engenharia Eletrônica do ITA. Porém, o primeiro curso de Controle ministrado por
brasileiros só ocorreu em 1970, na Escola Politécnica da USP, ministrado pelos
professores Plínio B. L. Castrucci e Luis A. G. C. de Barros Barreto. Em nível de
graduação, somente nos anos 1980 surgiu o curso de Mecatrônica na escola
politécnica da USP sob a denominação de Engenharia Mecânica – Habilitação
Automação e Sistemas (Mecatrônica) e, posteriormente, a ênfase de controle e
automação na Engenharia Elétrica. Apenas em 05 de dezembro de 1994, com a
publicação da portaria no. 1.694, o MEC (Ministério da Educação e Cultura)
regulamenta a “Engenharia de Controle e Automação como uma habilitação
específica que tem sua origem nas áreas Elétrica e Mecânica do Curso de
Engenharia” (BRASIL, Ministério da Educação e do Desporto, 1994).
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
27
Aquele curso do ITA, surgiu em sintonia com o início da “Era Espacial”, em
1957, com o lançamento do primeiro satélite artificial pela União Soviética, o Sputnik,
dando-se início à miniaturização dos computadores e a necessidade de projetar
sistemas de controle mais complexos e com alta precisão. Esses sistemas foram
utilizados tanto para guerra quanto para a paz, como por exemplo, mísseis, sondas
espaciais e satélites (DORF, 2009, p. 5). A automatização nas residências (domótica),
nos edifícios (inmótica) e nas cidades (urbótica) tornou-se viável graças a uma
combinação de saberes que envolve engenharia civil, engenharia elétrica (eletrônica,
controle e automação) e arquitetura. Para Dorf (2009, p. 17), a informática e os
sistemas eletrônicos representam uma nova revolução, em suas palavras:
“A facilitação do trabalho humano pela tecnologia, um processo
que foi iniciado na pré-história antiga, está entrando em um novo
estágio. A aceleração no ritmo da inovação tecnológica inaugurada
pela Revolução Industrial tem até recentemente resultado,
principalmente, no deslocamento da força muscular humana das
tarefas de produção. A revolução atual na tecnologia computacional
está causando uma mudança social igualmente importante” (DORF,
2009, p. 17).
Segundo Peter Hall, a nova ciência "cibernética" - desenvolvida inicialmente
para a defesa do espaço aéreo no contexto da Guerra Fria - mudou o paradigma do
Planejamento Urbano a partir dos anos 1955, em suas palavras:
"[...] Mudança que afetou o urbanismo bem como muitas outras
áreas conexas do planejamento e do projeto. Inicialmente, suas
principais aplicações - já em meados da década de 50 - diziam
respeito, sobretudo, à defesa e ao espaço aéreo; eram os anos da
guerra fria, quando os Estados Unidos se empenhavam num programa
ruinoso a fim de construir novos e complexos sistemas de mísseis
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
28
eletronicamente controlados. Não tardou que, a partir desse campo,
se desenvolvesse outra aplicação. [...]
Aplicada primeiramente no histórico estudo de 1955 sobre o
transporte na área metropolitana de Detroit e posteriormente
desenvolvida no estudo de 1956 para Chicago, a nova ciência logo se
transformou numa metodologia padronizada, empregada em
literalmente centenas de estudos semelhantes, realizados primeiro
nos Estados Unidos e, a seguir, no mundo todo." (HALL, 2013, p. 389)
As transformações urbanas, acima citadas, estão intimamente relacionadas à
formação da denominada Sociedade Pós-Industrial nos países industrialmente
avançados, quando o percentual de trabalhadores no setor administrativo superou o
do setor industrial, como ocorreu nos EUA a partir de 1956 (DE MASI, 2000, p. 19).
Essa transformação das modalidades do trabalho está relacionada ao
desenvolvimento de circuitos integrados (CIs).
No final da década de 1970, o CI, que é um circuito eletrônico implementado
em um único dispositivo semicondutor, permitiu a miniaturização dos computadores e
estimulou o desenvolvimento de sistemas de controle digitais. Segundo Tocci (2007,
p. 427), os CIs têm tornado os sistemas digitais mais confiáveis por reduzirem a
quantidade de conexões externas entre os componentes. Podemos classificar esses
componentes de acordo com sua complexidade e integração de circuitos: SSI – small
scale integration -, MSI – médium scale integration -, LSI – large scale integration -,
VLSI – very large scale integration e ULSI – ultra large scale integration. Esses novos
componentes proporcionaram a criação de microcomputadores pessoais e essas
transformações tecnológicas geraram enorme impacto social – só comparável à
revolução industrial. Essa possibilidade de integração de circuitos é destacada por
Negroponte (1995, p. 105) e, segundo ele, a diminuição dos custos das memórias
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
29
semicondutoras possibilitou o aumento da capacidade de processamento gráfico e o
surgimento de programas com o objetivo de auxiliar na representação gráfica.
Ainda na década de 1970, o empenho dos engenheiros eletrônicos em
aumentar a capacidade de processamento dos microprocessadores proporcionou o
desenvolvimento de ferramentas computacionais que revolucionaram novamente
maneira de projetar arquitetura, como o CAD (Computer-Aided Desig), auxiliando o
arquiteto na representação gráfica de seu projeto. Na engenharia, essa capacidade
de processamento possibilitou o surgimento das ferramentas CAE (Computer-Aided
Engineering), permitindo não apenas definir as dimensões do produto concebido,
como também outras características baseadas em modelos matemáticos inseridos no
sistema, possibilitando realizar simulações e emulações durante o projeto. Esses
ambientes de desenvolvimento utilizados na engenharia são chamados de IDE
(Integrated Development Environment), como softwares para auxiliar no projeto de
sistemas microprocessados ou microcontrolados, por exemplo. Segundo Negroponte
(1995, p. 96), por volta de 1968, começaram a aparecer os microcomputadores, os
quais permitiram que a computação gráfica se desenvolvesse com processamento
autônomo (stand-alone). Da mesma forma esses microcomputadores se fizeram
necessários para obter sistemas de controle precisos e, em tempo real, para a
automação de máquinas e processos.
Porém, segundo Addis (2009, p. 545), na década de 1980, com evolução dos
microprocessadores e, consequentemente, o aumento da capacidade de
processamento, as ferramentas de desenvolvimento CAAD (Computer-aided
Architectural Design) possibilitaram realizar projetos que passaram de duas para três
dimensões e esse processo passou a ser chamado de modelagem. A partir de então,
o arquiteto ou projetista teria ao seu alcance uma nova forma de projetar, ou seja,
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
30
construiria no ambiente virtual, seu “modelo” tridimensional do projeto a ser construído
no mundo real (ADDIS, 2009, p. 545). A interdisciplinaridade entre as engenharias
eletrônica e mecânica possibilitou a interface entre o desenho e a manufatura, através
do CAM (Computer-Aided Manufacturing), que é um sistema microprocessado que
recebe informações de softwares CAD e traduz para um CNC (Computer Numerical
Control) como tornos ou impressora 3D, por exemplo. Esse sistema é muito utilizado
na indústria mecânica, aeroespacial e tem revolucionado a maneira de construção de
maquetes na arquitetura. Segundo Wilson Florio (2011, p.1), nas últimas décadas, o
grande desenvolvimento tecnológico nas áreas relacionadas às ferramentas de auxílio
ao projeto arquitetônico, tais como simulações e processos de produção de
componentes para a construção civil e, especial, programas de computador que
permitam a modelagem de superfícies complexas e sofisticadas, têm alterado a forma
de pensar arquitetura, em suas palavras:
"[...] a partir do programa Rhinoceros, que opera com recursos
NURB, e do Grasshopper, pôde-se avançar na investigação de formas
e superfícies de terceiro grau ou superior. Não se trata mais de operar
apenas sobre elementos geométricos como linhas e planos, trata-se
de operar sobre parâmetros que subjazem à construção da forma no
espaço (FLORIO, 2011, p. 2).”
Atualmente, é possível inserir modelos matemáticos nas ferramentas de
desenvolvimento, a fim de simular o comportamento de suas estruturas aos distúrbios
externos causados no sistema projetado. A ferramenta de projeto mais atual é o BIM
(Building Information Modeling), que, além da representação gráfica em 3D, permite a
simulação do comportamento de todos os elementos envolvidos no desenvolvimento
do edifício durante todo seu “ciclo de vida”, desde a fase de projeto, do uso do
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
31
empreendimento, até sua alteração ou demolição. Segundo o Arquiteto Andrey
Marques, todos os projetos desenvolvidos na Aflalo/Gasperini Arquitetos a partir de
2009 estão na plataforma BIM3. Nardelli destaca o aparecimento da tecnologia BIM,
em suas palavras:
“[...] permite vincular atributo aos objetos representados no
projeto, viabilizando desse modo o seu gerenciamento em diversos
níveis de informação o que permite desde a extração automática de
cortes e elevações, até a emissão de relatórios com tabelas
quantitativas, tudo atualizado automaticamente a partir de qualquer
mudança que se produza em qualquer nível de informação dos objetos
que compõem o projeto. (NARDELLI, 2007, p. 34) ”
Um modelo de um sistema de edificação, segundo Addis(2009, p. 546), deve
ter uma representação física da edificação e dos sistemas construtivos, implementada
em CAM; uma representação matemática que descreva o comportamento dos
sistemas envolvidos na edificação, como deformação de vigas sob carregamento,
passagem de luz, calor, umidade ou som através da pele da edificação; modelos
matemáticos das propriedades dos elementos construtivos, como rigidez,
condutividade térmica, reflexão e absorção acústica de um teto; possibilidade de
simular distúrbios ao sistema, como carregamento sobre a estrutura, efeito térmico
causado pela presença de pessoas, equipamentos ou radiação solar, danos causados
por um incêndio, consumo energético de equipamentos, etc.
Outra importante contribuição da utilização de CIs é a possibilidade de
implementar equipamentos de interface serial, possibilitando a transmissão de dados
entre os computadores. Segundo Mitchell (1995, p. 22), a rede de computadores afeta
3 Informação cedida pelo arquiteto Andrey Marques, em material recebido por e-mail, em 2017.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
32
a forma de projetar, quando permite que um projeto feito no CAD possa ser
compartilhado simultaneamente por diversos participantes em uma sessão de design.
Segundo Barbosa (2006, p. 22), devido à crise econômica mundial ou “crise do
petróleo”, em 1973, têm início preocupações relacionadas à economia energética e a
preservação ambiental. Após constatação de que 1/3 da energia utilizada no mundo
era consumida pela construção civil, mais precisamente pelo setor de edificações,
surgiu a necessidade de uma administração mais eficaz desta energia através da
utilização de recursos tecnológicos como a aplicação de sistemas automatizados
(LANDERO, in NEVES, 2002, p. 11). O foco da atenção nos projetos arquitetônicos,
desde então, voltou-se para a eficiência energética, surgindo a necessidade de uma
gestão eficiente dos recursos utilizados para o funcionamento das edificações.
No Brasil, em 1968, havia registros de 550 edifícios que possuíam algum
sistema de controle automatizado; já em 1976 foram contabilizados 2.132 edifícios
com diferentes níveis de automação no mundo e, atualmente, não se concebe um
edifício, incluindo os residenciais, que não possua sistemas automatizados, segundo
Neves (2002, p. 11).
A partir de 1980, a fim de atingir uma eficiência energética, surgem edifícios
corporativos que fazem uso de inovações tecnológicas em eletrônica,
telecomunicações, sistemas de controle e automação; sendo chamados edifícios
inteligentes, uma tradução de marketing para smart buildings (Vargas, 2014, p. 186).
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
33
O edifício AT&T, inaugurado em 1984, projeto de Philip Johnson e John
Burgees, em Nova York, hoje denominado Torre Sony, foi considerado como sendo o
primeiro edifício inteligente além de ser um importante ícone da arquitetura pós-
moderna (VARGAS, 2014, p. X). Barbosa (2006, p. 22), também aponta como marco
inicial dos edifícios inteligentes o AT&T (figura 16), construído com 37 andares, 197m
de altura e possuindo uma estrutura altamente flexível, permitindo modificações em
seus interiores.
FIGURA 16: EDIFÍCIO DA AT&T – PRIMEIRO EDIFÍCIO INTELIGENTE , CONSIDERADO UM MARCO DO DENOMINADO PÓS-MODERNISMO – 1984 (MACLEOD, 2014).
O edifício também seria um marco inicial do Pós-modernismo na arquitetura
segundo Charles Jenks.
“They did as Post- Modern Classicism became a media event
in America in 1978, with Philip Johnson’s AT&Tt. This building was
news for three reasons. It was meant for a multinational company that
had more stockholders than any other in the world, it was set against
all the New York flat-topped skyscrapers, and it was designed by the
Modernist who established the International Style as a brand in 1932.”
(JENCKS, 2002, p. 129).
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
34
Seguindo a tendência internacional, o primeiro projeto na cidade de São Paulo
a fazer uso de novas tecnologias inteligentes, surge em 1983. Trata-se do Edifício
Citicorp Center (figura 17), projetado em 1983 pelo escritório Aflalo/Gasperini
Arquitetos, teve sua obra concluída em 1986, obteve certificação LEED EB_OM 3.0
Silver, em 13/12/2016, e certificação BB (double B). O projeto previu o gerenciamento
das instalações mediante cerca de 2500 pontos de supervisão integrados e o sistema
de condicionamento de ar usava um termo acumulador para fabricação noturna de
gelo suficiente para ser utilizado durante o dia. (BARBOSA, 2006, p. 24).
FIGURA 17: EDIFÍCIO CITICORP CENTER, SÃO PAULO , 1986, PROJETADO POR ESCRITÓRIO DE ARQUITETURA AFLALO E GASPERINI. PRIMEIRO EDIFÍCIO INTELIGENTE EM SÃO PAULO . FONTE: FOTO DO AUTOR ,
2017.
No século XXI embora os Edifícios Inteligentes utilizem tecnologias para criar
ambientes com clima e iluminação controlados, já no final do século XX surgiram
alguns questionamentos sobre essa prática:
1) Os edifícios inteligentes seriam ambientes salutares aos seus usuários? O
questionamento trouxe o estímulo e a preocupação em desenvolver edifícios com o
foco na saúde dos usuários (VARGAS, 2014, p. 191). Portanto, Edifícios Inteligentes
deveriam oferecer ambientes salutares a seus usuários passando a serem chamados
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
35
de healthy buildings. Um exemplo desse tipo de projeto que oferece uma solução
arquitetônica voltada ao aspecto da saúde de seus usuários é o SAS Frösundavik
Office Building (figura 18), em Estocolmo, Suécia, projetado pelo arquiteto Niels Torp,
construído em 1988 e que abrigou a sede da SAS Scandinavian Airlines até o ano de
2010. O edifício tem salas individualizadas, com janelas voltadas para uma grande
avenida, abertura para pequenas salas de estar, varandas e salas de reunião.
FIGURA 18: SAS FRÖSUNDAVIK OFFICE BUILDING. ESTOCOLMO, SUÉCIA, SUÉCIA, 1988. PROJETADO PELO ARQUITETO NIELS TORP. CONSIDERADO HEALTHY BUILDING . DISPONÍVEL EM :
<HTTP://WWW.SASGROUP.NET/EN/IMAGES/IMAGES-HISTORY/>. ACESSO EM 12 OUT 2016.
Em 2014, o Grupo Hassell de Arquitetura projetou o Edifício Medibank Place
(figura 19), em Melbourne, Austrália, que é considerado atualmente um edifício
inteligente com o propósito de criar melhores condições de trabalho para os seus
membros, funcionários e comunidade. Com espaços de trabalho dimensionados para
maximizar o bem-estar e produtividade dos colaboradores da seguradora australiana,
já foi classificado como o edifício mais salutar do mundo e ganhou diversos prêmios,
inclusive o Inside World Festival of Interiors Awards na categoria edifício corporativo
em 2015. Entre outros aspectos do projeto, a iluminação é adaptada aos ritmos
circadianos e acompanha os ciclos da luz natural. Os espaços verdes com mais de 2
milhares de plantas, ajudam a manter a qualidade do ar interior. Há uma quadra
poliesportiva e uma academia no térreo para que os funcionários possam se exercitar
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
36
durante o dia. Os acessos a todos os andares podem ser feitos por escadas ou
rampas, estimulando a caminhada e o exercício físico. Enfim, o projeto tem como
objetivo criar um dos locais de trabalho mais salutares do mundo, que vai além do
Trabalho Baseado em Atividades (ABW - Activity Based Working) convencional para
criar o Trabalho Baseado na Saúde (HBW - Health Based Working) - uma abordagem
que coloca a saúde mental e física das pessoas em primeiro lugar.
FIGURA 19: EDIFÍCIO MEDIBANK PLACE , PROJETADO PELO GRUPO HASSEL , EM 2014, EM MELBOURNE , AUSTRÁLIA . CONSIDERADO O EDIFÍCIO MAIS SALUTAR DO MUNDO . DISPONÍVEL EM :
<HTTPS://WWW.HASSELLSTUDIO .COM/EN/CMS-PROJECTS/DETAIL /MEDIBANK -PLACE -720-BOURKE -STREET>. ACESSO
EM 12 OUT 2016.
2) Os edifícios inteligentes estariam comprometimentos com os princípios da
sustentabilidade para a construção civil - antes, durante e depois de suas obras?
Apenas para fornecer uma noção de valores dos recursos naturais consumidos, John
(2000, p. 15) aponta como destinados à construção civil de 14% a 50% da totalidade
de recursos naturais extraídos, conforme o país. Assim, surge uma nova forma de
entender o edifício corporativo. Ele deve, obrigatoriamente, contemplar a questão
ambiental também, com enfoque na ventilação e iluminação natural, melhor
aproveitamento da energia, redução do uso de recursos não renováveis na sua
construção, entre outros compromissos com a sustentabilidade. Surgem, então, as
edificações denominadas eco buildings, green buildings ou Sustainable Buildings que
foram traduzidos para Edifícios Ecológicos, Edifícios Verdes e Edifícios Sustentáveis,
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
37
respectivamente (ROCKENBACH, 2007, p. 53). Essa nova definição de edifício
inteligente passa a incorporar as preocupações com sustentabilidade, exigindo maior
controle de operação e manutenção (VARGAS, 2014, 192). Segundo Carranza (2012,
p. 47), o livro “Primavera Silenciosa”, publicado em setembro de 1962, é considerado
o marco inicial do Ecologismo e da revolução ambiental, por sua repercussão, que foi
além do meio acadêmico e apontou os impactos do uso de pesticidas na agricultura.
Hoje a sustentabilidade não é um objetivo a ser alcançado, nem uma situação
estanque, mas sim um processo e um caminho a ser seguido. Atualmente, há uma
demanda social em implementar projetos comprometidos com intenções e decisões
que resultem em obras mais sustentáveis. A definição de sustentabilidade pode ser
extraída do Relatório Brundtland, de 1987, – “desenvolvimento que vem ao encontro
das necessidades presentes sem comprometer a capacidade das gerações futuras
em prover suas próprias necessidades e aspirações” (HALL, 2013, p. 485). A
sustentabilidade é baseada em três aspectos: o ambiental, o econômico e o social,
que devem coexistir em equilíbrio. Estes aspectos representam variáveis
independentes e as escolhas resultantes serão diferentes em cada situação. O
arquiteto William McDonough acredita que o design verde pode prevenir o desastre
ambiental e impulsionar o crescimento econômico. Ele defende o design do "berço ao
berço", que considera o ciclo de vida completo de um produto - desde a criação com
materiais sustentáveis até o descarte e reciclagem do material. Em suas palavras:
"A tentativa de alcançar essa meta na última década
impulsionou a evolução de uma abordagem totalmente nova do
projeto. Quando se toma a sério a ideia de que o conceito de
desperdício pode ser eliminado dos mundos da arquitetura, do
comércio, da indústria e do transporte - na verdade, de todos os
setores da sociedade -, o campo de ação do projeto muda
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
38
radicalmente. Não só somos obrigados a incluir o mundo material em
nossas considerações de projeto, como também temos de imaginar os
materiais de maneira nova. No mundo atual do tentar ser 'menos ruim',
os materiais geralmente seguem o caminho irreversível para o
incinerador ou o aterro, e os gerenciadores de resíduos intervêm aqui
e ali para retardar a jornada do berço ao túmulo. (SYKES, 2013, p.
168)"
A fim de atestar a preocupação dessas edificações com princípios da
sustentabilidade surgem os denominados “selos verdes” ou “certificados verdes” que
originaram o conceito de “edifícios certificados”. As principais certificações utilizadas
no cenário internacional e no Brasil serão apresentadas no capítulo seguinte. Assim
como serão apresentadas definições e nomenclaturas utilizadas nessa dissertação.
3 EDIFÍCIOS INTELIGENTES, SUSTENTÁVEIS E SUAS
CERTIFICAÇÕES
No século XXI, talvez o grande desafio da produção arquitetônica será
conceber residências, edifícios e cidades inteligentes, salutares e sustentáveis. Tais
preocupações influenciam a produção das casas, edifícios e cidades inteligentes, que
são denominadas smart houses, smart buildings e smart cities. Dessa forma surge um
novo conceito de empreendimentos que diminuem os impactos ambientais na
construção (materiais e técnicas), operação (consumo energético, resíduos e
manutenção) e demolição (ruídos, vibrações, consumo energético e geração de
resíduos). Degani (2002, p. 3) identifica aspectos e impactos ambientais associados
ao ciclo de vida de edifícios, como planejamento, implantação, uso, manutenção e
demolição. Segundo Degani, a extração de recursos naturais para produzir materiais
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
39
de construção causa grandes impactos ambientais, além de alterações na flora e
fauna do entorno destes locais de exploração. Nesse sentido, as novas tecnologias,
como ferramentas para auxiliar a elaboração de projetos arquitetônicos ou urbanos –
CAD, CAE, CAM, BIM, GIS -; equipamentos e dispositivos eletrônicos, como
sensores, circuitos integrados, controladores, computadores e equipamentos de
telecomunicações podem contribuir para obter a inteligência desejada nesses novos
empreendimentos. Embora tais equipamentos eletrônicos, após seu uso, também
gerem o lixo eletrônico que necessita de descarte e reciclagem apropriados.
A seguir, discutiremos a evolução dos conceitos - inteligente, salutar e
sustentável-, assim como o surgimento das certificações verdes.
3.1 Conceitos: Inteligente, Salutar e Sustentável
O conceito de “inteligente” – uma tradução livre do conceito “smart buildings”
se alterou no tempo desde o seu surgimento nos anos 1980. Em um primeiro
momento, um edifício “inteligente” poderia ser entendido como uma questão
relacionada ao mercado ou à propaganda (marketing) segundo Vargas (2014, p. 186).
Contudo, o conceito “edifício inteligente” refere-se também àquele que proporciona
ambientes salutares aos usuários – embora esta seja uma atribuição da boa
arquitetura - já que o conceito de “inteligente” está intimamente relacionado ao
conceito healthy buildings (edifício salutar), nos termos atuais. No entanto, um “edifício
inteligente e salutar” não pode ser completamente “inteligente e salutar” se não estiver
comprometido com o conceito de “sustentabilidade”. Rockenbach (2007, p. 53) define
que “edifícios Inteligentes” são aqueles comprometidos com os princípios da
sustentabilidade para a construção civil. Assim, o conceito “inteligente e salutar” seria
ampliado para “edifício inteligente, salutar e sustentável” ou, em termos atuais, eco
buildings (edifícios ecológicos), green buildings (edifícios verdes) ou sustainable
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
40
buildings (edifícios sustentáveis). Ainda segundo Rockenbach, (2007, p. 34), a
utilização da automação nos edifícios e a preocupação com a saúde dos usuários e
com a sustentabilidade ganharam mais uma conotação: high performance buildings
(edifícios de alta performance). A fim de contemplar toda essa imbricação de
conceitos, no presente trabalho serão cotejados os edifícios que priorizem a qualidade
dos projetos, levando em consideração a saúde do usuário – física e psicológica;
edifícios que utilizem inovações tecnológicas em eletrônica, telecomunicações e
controle e automação; e edifícios que contemplem princípios da sustentabilidade; os
quais serão nomeados apenas como: edifícios inteligentes e sustentáveis .
As principais características que determinam a “inteligência” de um
empreendimento são:
• Controle e Automação: tecnologia ou uma combinação de tecnologias
que permitem a gestão automática de todos os recursos e serviços.
• Telecomunicações: infraestrutura para redes de dados, voz e imagem.
• Eficiência energética: utilização de tecnologias para cogeração de
energia e redução do consumo.
• Computação (tecnologia de informação): processamento das
informações, gerência de banco de dados, integração dos demais
sistemas com computadores, notebooks e smartphones.
• Segurança: portaria, câmeras de segurança, alarmes e sensores.
• Projeto arquitetônico inteligente: otimização do uso do espaço
disponível, aproveitamento da iluminação e ventilação naturais,
possibilidade de uso misto e aproveitamento do calor do Sol para
calefação dos ambientes.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
41
• Ferramentas de desenvolvimento para o projeto: no sentido da
representação gráfica, confecção de maquetes eletrônicas e simulações
de ambientes.
• Saúde: oferecimento de soluções arquitetônicas e tecnológicas voltadas
ao aspecto da saúde de seus ocupantes.
• Sustentabilidade: comprometimento com os princípios da
sustentabilidade para a construção civil - antes, durante e depois de suas
obras.
Algumas características específicas são aplicadas apenas a bairros e cidades
inteligentes (smart cities) como:
• Mobilidade urbana: facilitar a circulação de pessoas e cargas no espaço
urbano, reduzindo os congestionamentos.
• Saúde e educação: agilizar e adaptar os serviços para o cidadão
proporcionando acesso a programas de saúde e educação.
• Segurança pública: reduzir a criminalidade e o tempo de resposta a
emergências.
• Saneamento, incluindo gerenciamento de resíduos sólidos.
• Boa governança, especialmente e-governançe e participação cidadã.
3.2 Conceitos: Domótica, inmótica e urbótica
Ferreira (2009, p. 78) define domótica como sendo a tecnologia ou uma
combinação de tecnologias que controlam e automatizam processos em uma
residência. Segundo ele, a inteligência do sistema está na capacidade de aprender,
em função das solicitações de cada usuário, controlando automaticamente os
sistemas de iluminação, acessos, som ambiente, entre outros processos. A domótica,
também pode ser definida como a tecnologia que proporciona algum nível de
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
42
automação dentro da casa, segundo. Neves (2002, p. 36). Historicamente, em 1966,
o engenheiro James F. Sutherland, da Westinghouse Corporation, projetou o primeiro
computador doméstico digital dedicado à automação residencial o Electronic
Computing Home Operator ou ECHO IV. Esse dispositivo multifuncional
implementaria o controle de temperatura interna de cada quarto, faria a gestão do
estoque de alimentos e produtos de limpeza, gestão do inventário de cada família,
armazenaria receitas culinárias e possibilitaria a troca de mensagens entre os
ocupantes da residência (SPICER, 2000).
Quando a automação é implementada em edifícios ou conjunto de unidades
habitacionais é denominada como inmótica. Segundo Ferreira (2009, p. 78), a
principal diferença entre domótica e inmótica é a escala e grau de sofisticação; a
primeira possui menor quantidade de pontos a serem controlados e sua complexidade
é menor que a segunda. De acordo com Teza (2002, p. 24), a inmótica (automação
de edifícios) será responsável pelo controle dos processos comuns em um
condomínio residencial ou comercial, tais como: elevadores, iluminação, acessos -
pedestres e veículos -, áreas de lazer, entre outros. Na década de 1980, o conceito
inmótica ganhou força, com a automação de sistemas hidráulicos, iluminação,
ventilação e climatização. Dessa forma, houve a popularização do conceito “edifício
inteligente”, que coincidiu com o aumento da preocupação com o meio ambiente e
que estendeu a aplicação da automação ao aumento da eficiência energética e
contribuição com a sustentabilidade do ambiente construído: “Um edifício inteligente
tem a vantagem de ser flexível e de acompanhar as demandas de mercados em
transformação” (DE MARTINI, 2015).
Nos anos 2000, a terminologia inmótica foi estendida para sistemas de
automação que atuam em cidades: surgindo, assim, a urbótica. Entende-se por
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
43
urbótica todos os serviços e instalações públicas urbanas que são automatizados, a
fim de melhorar a gestão de energia, segurança, bem-estar, conforto e comunicações
de todos os usuários desses serviços públicos. Podendo ser definida como a
integração da tecnologia no projeto inteligente de uma cidade (smart cities), a urbótica
é um termo que entrou em uso nos últimos anos, quando as palavras domótica e
inmótica começaram a se tornar obsoletas em suas definições de novas soluções
tecnológicas que estavam sendo oferecidas para as cidades em termos de
automação. Nos dias atuais, essas soluções desempenham um papel essencial no
projeto, gestão e uso de equipamentos urbanos: tanto através de obtenção de
informações ou contextos utilizando sensores e câmeras para que decisões possam
ser tomadas e ações possam ser executadas pelos gestores; na análise e
processamento dos dados; permitindo a otimização de recursos e aumentando a
eficiência de todo processo de gestão urbana; quanto permitir o acesso à informação
pelo usuário-cidadão. A automação de cidades é aplicada, também, na rede de
energia elétrica inteligente (smart grid), irrigação de áreas verdes públicas, segurança
do cidadão e do patrimônio público, rede de semáforos inteligentes, na coleta de lixo
e na mobilidade urbana.
3.3 Certificações
A certificação LEED (Leadership in Energy and Environmental Design),
desenvolvida pelos EUA em 1991, é um certificado que orienta e atesta o
comprometimento de uma edificação com os princípios da sustentabilidade para a
construção civil - antes, durante e depois de suas obras. Segundo Spitzcovsky (2012)
o selo foi emitido em mais de 130 países de todo o mundo e é considerado, hoje, a
principal certificação de construção sustentável para os empreendimentos do Brasil,
onde é representado oficialmente pelo GBC-Brasil (Conselho de Construção
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
44
Sustentável do Brasil), que foi criado no país em 2007. Esta certificação pode ser
aplicada para todos os edifícios durante o planejamento, desenvolvimento ou
utilização do empreendimento. No Brasil existem 8 tipos de selos LEED diferentes:
• LEED NC, para novas construções ou grandes projetos de renovação;
• LEED ND, para projetos de desenvolvimento de bairro;
• LEED CS, para projetos na envoltória e parte central do edifício;
• LEED Retail NC e CI, para lojas de varejo;
• LEED Healthcare, para unidades de saúde;
• LEED EB_OM, para projetos de manutenção de edifícios já existentes;
• LEED Schools, para escolas e
• LEED CI, para projetos de interior ou edifícios comerciais.
Os Projetos que buscam a certificação LEED são analisados por 7 quesitos:
uso racional da água; eficiência energética; redução, reutilização e reciclagem de
materiais e recursos; qualidade dos ambientes internos da edificação; espaço
sustentável; inovação e tecnologia e atendimento a necessidades locais, definidas
pelos próprios profissionais da GBC (Green Building Council), que variam de
empreendimento para empreendimento. Cada quesito tem um peso diferente na
avaliação - a categoria Eficiência Energética, por exemplo, vale 37 pontos, enquanto
a categoria Qualidade dos Ambientes Internos vale 17. O empreendimento avaliado
pode conseguir até 110 pontos, sendo que, para receber a certificação LEED, é
preciso ter pontuação superior a 40. Todos possuem pré-requisitos (práticas
obrigatórias) e créditos (recomendações) que, à medida que atendidos, garantem
pontos extras à edificação.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
45
Quanto maior a pontuação da edificação, melhor será o nível do selo
conquistado. O nível da certificação é definido, conforme a quantidade de pontos
adquiridos. Existem quatro tipos (GBC, 2017):
• Selo LEED, conferido a empreendimentos que tiveram mais de 40
pontos;
• Selo LEED Silver, para edificações com mais de 50 pontos;
• Selo LEED Gold, para empreendimentos com pontuação superior a 60
e
• Selo LEED Platinum, para edificações que conquistaram mais de 80
pontos.
Um exemplo de empreendimento certificado pelo GBC-Brasil é o edifício Eco
Berrini (figura 20), projetado pelo escritório Aflalo/Gasperini Arquitetos em 2007,
concluído em 2011, em São Paulo, que obteve certificação LEED CS 2.0 Platinum em
2012 por estabelecer uma série de estratégias como o uso racional da água, o
tratamento e reaproveitamento de águas cinzas, eficiência energética, gestão de
resíduos e consumo racional de materiais na obra.
FIGURA 20: EDIFÍCIO ECO BERRINI, SÃO PAULO , 2011, PROJETADO POR ESCRITÓRIO DE ARQUITETURA AFLALO E GASPERINI. EDIFÍCIO INTELIGENTE EM SÃO PAULO COM CERTIFICAÇÃO LEED CS 2.0 PLATINUM .
DISPONÍVEL EM : <HTTP://AFLALOGASPERINI .COM.BR/BLOG /PROJECT/ECO-BERRINI/>. ACESSO EM 13 MAI. 2017
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
46
Outra certificação internacional importante é a BREEAM (Building Research
Establishment Environmental Assessment Method) que significa Método de Avaliação
Ambiental da Building Research Establishment (BRE), instituição inglesa responsável
pela criação do selo em 1990. A BRE utiliza medidas de avaliação de desempenho
reconhecidas internacionalmente aplicadas a partir de uma ampla gama de categorias
e critérios relacionados à energia, água, ambiente interno (saúde e bem-estar),
poluição, transporte, materiais, resíduos, ecologia e processos de gestão.
Globalmente, há mais de 561.200 edifícios certificados com a BREEAM e quase
2.263.200 edifícios registrados para avaliação desde que foi lançado em 19904 .
Devido ao altíssimo nível de exigência da certificação BREEAM, sua introdução no
cenário brasileiro ainda é recente e pouco desenvolvida.
O The Edge, sede da consultora Deloitte, em Amsterdã, projetado pelo
escritório de arquitetura PLP Architecture, em 2015, obteve a certificação BREEAM
com uma classificação de 98.36%, a mais alta e a primeira atingida por um edifício de
escritórios. Por esse motivo, o The Edge é considerado o edifício mais ambiental do
mundo (RANDALL, 2015).
Um dos motivos para sua alta pontuação, é que o The Edge produz mais
eletricidade do que consome. Esta conquista se tornou possível pela utilização de uma
série de painéis solares, alguns dos quais são colocados na fachada, intercalados
com as janelas e outros nos telhados de edifícios vizinhos. Outra contribuição com a
economia de energia é a utilização de energia geotérmica. Os painéis de iluminação
também são inovadores e uma vez conectados, além de absorverem pequenas
quantidades de tensão, possuem cerca de 28.000 sensores que detectam o
4 Dados obtidos em Building Research Establishment Ltd. (BRE). Disponível em:
<http://www.breeam.com/>. Acesso em 17 mai. 2017.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
47
movimento, luz, temperatura, umidade e até mesmo níveis de dióxido de carbono.
Todos os dados obtidos pelos sensores são transmitidos em tempo real para um
sistema de controle central que é o responsável por tornar o The Edge (figura 21),
possivelmente, o espaço corporativo mais inteligente do mundo em uso hoje.
FIGURA 21: EDIFÍCIO THE EDGE, PROJETADO PELO ESCRITÓRIO DE ARQUITETURA PLP, EM 2015. CONSIDERADO O EDIFÍCIO MAIS AMBIENTAL DO MUNDO . DISPONÍVEL EM :
<HTTP://WWW.ARCHDAILY .COM/785967/THE-EDGE-PLP-ARCHITECTURE/57181FFDE58ECEC7B1000013-THE-EDGE-PLP-ARCHITECTURE-PHOTO>. ACESSO EM: 19 ABR . 2017.
Outra certificação recorrente neste mesmo contexto é a certificação francesa
HQE – GBC (Haute Qualité Environnementale – Green Building Council Mundial) que
significa (Alta Qualidade Ambiental – Conselho de Construção Sustentável Mundial),
desenvolvida em 2002. Esta certificação é atribuída à construção civil e gestão de
edificações, bem como para projetos urbanos. A HQE-GBC tem como objetivo
promover o desenvolvimento sustentável tanto na escala arquitetônica quanto nas
instalações e infraestrutura na escala urbana. Assim, a certificação tem como
finalidade inserir o edifício em um projeto de desenvolvimento sustentável ampliado,
ou seja, avalia o desempenho da edificação e do planejamento urbano no que diz
respeito às suas principais características: ambiente, energia, saúde e conforto. A
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
48
certificação HQE – GBC é o resultado de um longo processo transdisciplinar, que
envolve arquitetos, engenheiros, fornecedores de produtos específicos e respectiva
cadeia produtiva industrial. O critério de avaliação da HQE – GBC é baseado no
desempenho, portanto não existe pontuação. São considerados três níveis de
desempenho: bom, superior e excelente. Para obter a certificação são necessárias
pelo menos três categorias no nível excelente, quatro no superior e sete no
desempenho bom, totalizando quatorze itens, baseados nos resultados das
auditorias5.
Um exemplo de edifício corporativo que obteve certificação HQE é o edifício
Lumière (figura 22), localizado em Paris, construído em 1992 e projetado pelo
arquiteto Henri La Fonta. O Lumière recebeu sua certificação baseada nas
classificações mais altas de “desempenho” em 11 categorias operacionais, que
incluem a avaliação de itens tais como: controle acústico, controles de qualidade do
ar e redução dos resíduos nas operações, entre outros
FIGURA 22: EDIFÍCIO LUMIÈRE, 1992, PARIS, PROJETADO PELO ARQUITETO HENRI LA FONTA. DISPONÍVEL
EM: <HTTP://BR.TISHMANSPEYER.COM/PROPERTIES/LUMIERE>. ACESSO EM: 14 MAI. 2017
5 Conforme dados obtidos no sítio oficial da Haute Qualité Environnementale – Green Building
Council Mundial (HQE). Disponível em: <http://www.hqegbc.org/accueil/>. Acesso em 17 mai. 2017.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
49
A certificação AQUA-HQE (Alta Qualidade Ambiental - HQE) também é uma
certificação internacional da construção sustentável desenvolvida a partir da
certificação francesa HQE (Haute Qualité Environnementale) e adaptada à realidade
brasileira. Esse sistema foi lançado em abril de 2008, pela Fundação Vanzolini. Seus
referenciais técnicos foram desenvolvidos considerando fatores climáticos e culturais,
bem como normas técnicas brasileiras (ABNT - NBR) e demais regulamentações
municipais e estaduais, além da cultura arquitetônica. Assim, tal como a certificação
HQE, a certificação AQUA de Qualidade Ambiental do Edifício é feita para cada uma
das 14 categorias de preocupação ambiental que determina os seguintes níveis:
1)Base, 2) Boas Práticas e 3) Melhores Práticas, conforme perfil ambiental definido
pelos empreendedores na fase de pré-projeto.
Para um empreendimento ser certificado, conforme demonstra o gráfico (figura
23), um empreendedor deve alcançar no mínimo um perfil de desempenho com 3
categorias no nível Melhores Práticas, de 4 categorias no nível Boas Práticas e de 7
categorias no nível Base6.
FIGURA 23: PERFIL MÍNIMO DE DESEMPENHO PARA CERTIFICAÇÃO AQUA-HQE. DISPONÍVEL EM : <HTTP://VANZOLINI .ORG.BR/AQUA /CERTIFICACAO -AQUA -EM-DETALHES />. ACESSO EM 17 MAI. 2017.
6 Conforme dados obtidos no sítio oficial da AQUA-HQE. Certificação AQUA-HQE em detalhes.
Disponível em: <http://vanzolini.org.br/aqua/certificacao-aqua-em-detalhes/>. Acesso em: 16 mai. 2017.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
50
Portanto, o sistema de avaliação da AQUA-HQE se pauta na análise de 14
categorias divididas entre 4 famílias:
• Eco-construção
Relação do edifício com o seu entorno;
Escolha integrada de produtos, sistemas e processos construtivos;
Canteiro de obras com baixo impacto ambiental.
• Gestão
Gestão da energia;
Gestão da água;
Gestão dos resíduos de uso e operação do edifício;
Manutenção - Permanência do desempenho ambiental.
• Conforto
Conforto hidrotérmico;
Conforto acústico;
Conforto visual;
Conforto olfativo.
• Saúde
Qualidade sanitária dos ambientes;
Qualidade sanitária do ar;
Qualidade sanitária da água.
Assim, para um projeto - arquitetônico ou urbano -, obter a certificação AQUA-
HQE, o empreendimento recebe três auditorias presenciais ao longo de seu
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
51
desenvolvimento, a fim de verificar se todos os critérios de sustentabilidade foram
atendidos, a saber:
• Fase Pré-Projeto – fase durante a qual se elabora o programa de
necessidades, documento destinado aos projetistas para a concepção
arquitetônica e técnica de um empreendimento.
• Fase Projeto – fase durante a qual os projetistas, com base nas
informações do programa, elaboram a concepção arquitetônica e técnica
de um empreendimento.
• Fase Execução – fase durante a qual os projetos são construídos, tendo
como resultado final a construção de um empreendimento.
Como um exemplo de edificação com certificação AQUA-HQE, podemos citar
o Edifício Torre Tarumã (figura 24), na cidade de São Paulo, integrante do
Empreendimento BMX - Parque da Cidade, projetado pelo escritório Aflalo/Gasperini
Arquitetos, em 2010, com sua obra finalizada em 2015, que já foi avaliada em todas
as fases supracitadas (anexo A).
FIGURA 24: TORRE TARUMÃ (PARQUE DA CIDADE) – SÃO PAULO , COM CERTIFICAÇÃO AQUA-HQE. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
52
Outra certificação brasileira, a triple A7 foi criada pelo Núcleo de Real Estate da
Escola Politécnica da USP para avaliar a qualidade de edifícios corporativos. A Triple
A avalia os edifícios sob o contexto da indústria da construção civil, de seus usuários,
dos principais atributos prediais detectados para o edifício em processo de
classificação – de acordo com o estado onde a edificação se insere. Essa classificação
avalia o estado dos “atributos embarcados”- equipamentos eletrônicos, de
telecomunicação e de automação, tanto no edifício, quanto em sua vizinhança,
levando ainda em consideração, os anseios dos usuários. Esta avaliação é expressa
através de pontuação que se confere a cada atributo relevante para ocupantes de
edifícios de escritórios e tem como resultado o enquadramento numa escala
hierárquica de classificação, a saber: AAA, AA, A, BBB, BB, B e C.
Assim, o topo da escala de classificação é o Triple A (AAA), compreendendo
os empreendimentos que apresentam a mais alta qualidade, no que se refere aos
padrões construtivos e de tecnologia de sistemas prediais. O edifício, para ser
certificado na categoria Triple A, deve ter projeto arquitetônico-tecnológico inovador,
atingindo o mais alto nível de tecnologia embarcada, excepcional padrão construtivo,
preocupação com a qualidade do ambiente de trabalho, total controle do usuário sobre
seu ambiente, atenção à imagem externa da edificação e localização de destaque
dentro da malha urbana - este último atributo utilizado apenas na classificação
regional.
Na cidade de São Paulo, a certificação Triple A foi atribuída aos seguintes
edifícios: São Paulo Corporate Towers, empreendimento da Camargo Corrêa
7 Dados obtidos no Núcleo de Real Estate da Escola Politécnica da USP, Departamento de
Engenharia de Construção Civil: Sistema de Classificação de qualidade. Disponível em: <http://www.realestate.br/site/conteudo/pagina/1,116+O-SISTEMA-DE-CLASSIFICAÇÃO-DA-QUALIDADE.html>. Acesso em 24 nov. 2016.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
53
Desenvolvimentos Imobiliários e o BMX – Parque da Cidade, com obra realizada por
Odebrecht Realizações Imobiliárias. Todos projetados pelo escritório Aflalo/Gasperini
Arquitetos e objetos de estudo de caso da presente dissertação que serão
apresentados no capítulo 4.
4 EDIFÍCIOS INTELIGENTES E SUSTENTÁVEIS DO
SÉCULO XXI: CASO SÃO PAULO
Como mencionado anteriormente no capítulo 1, a questão ambiental talvez seja
uma das principais agendas para inúmeras disciplinas em virtude dos compromissos
firmados em encontros internacionais como a COP21 em Paris, desdobramento da
Agenda 21. O emprego de inovações tecnológicas, como o uso de dispositivos de alta
tecnologia, automação, telecomunicações e computação, aplicados em projetos
urbanos, residenciais e corporativos, desde suas concepções contribuirá para atingir
essas metas. Porém, além da contribuição com a sustentabilidade, essas tecnologias
proporcionam conforto, eficiência, precisão, conectividade e segurança.
O presente capítulo terá como foco discorrer sobre alguns dos principais
quesitos que, conforme mencionado no capítulo 3, determinam a “inteligência” de
empreendimentos ou seja, Edifícios Inteligentes e Sustentáveis nos termos desta
dissertação, saber: inmótica, eficiência energética, segurança, saúde e
sustentabilidade. A seguir serão detalhadas as tecnologias e equipamentos
disponíveis no cenário internacional e alguns já disponíveis no mercado brasileiro e
na cidade de São Paulo, em especial, relativos aos dois estudos de caso do presente
trabalho.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
54
Inmótica e a eficiência energética
A iluminação é um item muito importante no projeto arquitetônico de
empreendimentos inteligentes e a automação possibilita controlar a iluminação de um
ambiente com o propósito de criar diferentes cenários. Através da dimerização é
possível proporcionar conforto em um ambiente onde a iluminação deve ser
controlada, como no exemplo de uma sala de reuniões em um empreendimento
corporativo. O sistema de controle da intensidade luminosa através da dimerização
está disponível e já é utilizado na cidade de São Paulo.
A automação da iluminação de um ambiente também pode gerar economia de
energia. Por exemplo, a utilização do sensor crepuscular (figura 25), pode ligar ou
desligar as lâmpadas de acordo com a intensidade de iluminação natural externa.
Quando a iluminação natural externa diminuir até o nível ajustado no sensor
crepuscular, as lâmpadas do ambiente são acesas automaticamente, mantendo o
ambiente iluminado e proporcionando conforto aos ocupantes. Porém, quando a
intensidade de iluminação natural externa aumentar, as lâmpadas são desligadas
automaticamente, evitando um consumo de energia desnecessário (figura 26). Na
figura 25 é possível observar um modelo de sensor crepuscular já disponível e
utilizado no mercado paulistano
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
55
Outra possibilidade de automatizar a iluminação pode ser obtida através do
controle de abertura e fechamento de brises e toldos, contribuindo para o conforto e a
economia no consumo de energia no edifício. Um exemplo dessa automação pode
ser encontrado na biblioteca em Surry Hills (figura 27), projetada em 2009 pelo
escritório de arquitetura FJMT (Francis-Jones Morehen Thorp) e construído por
WBHO Pro Build, na cidade de Sydney.
FIGURA 27: BRISES DA BIBLIOTECA EM SURRY HILLS . FONTE: FOTO DE JOHN GOLLINGS . DISPONÍVEL EM : <HTTP:// IMAGES.ADSTTC.COM/MEDIA/IMAGES/5008/ED6B /28BA /0D27/A700/0D00/LARGE_JPG/STRINGIO.JPG?1414
536349A>. ACESSO EM: 30 DE JUL . 2017.
FIGURA 25: SENSOR CREPUSCULAR . FONTE: MANUAL DO SENSOR TXA025. DISPONÍVEL
EM:<HTTP://WWW.HAGER.NL/PRODUCTEN/KNX-GEBOUWAUTOMATISERING /KNX-
GEBOUWAUTOMATISERING /LICHTBESTURING -EN-SCHAKELACTOREN /SCHEMERSCHAKELAARS /TXA025/87248.HTM>.
ACESSO EM 29 ABR 2017.
FIGURA 26: FUNCIONAMENTO DO SENSOR CREPUSCULAR . FONTE: FINDER,
2017.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
56
Os brises, na fachada principal, possuem sensores para captar a radiação
solar, controlar o ângulo de abertura e posicioná-los de forma a proteger a fachada da
radiação solar direta, vendavais e chuva, permitindo um bom aproveitamento da
iluminação natural (figura 28).
FIGURA 28: MECANISMO DE CONTROLE DOS BRISES B IBLIOTECA EM SURRY HILLS . FONTE: FOTO DE JOHN GOLLINGS . DISPONÍVEL EM :
<HTTP:// IMAGES.ADSTTC.COM/MEDIA/IMAGES/5008/ED66/28BA /0D27/A700/0CFF/LARGE _JPG/STRINGIO.JPG?1414536346>. ACESSO EM: 30 DE JUL . 2017.
A possibilidade de programar o horário de abertura e fechamento de brises,
também proporciona conforto e privacidade aos ocupantes do edifício. Essa
automação pode ser aplicada em cortinas e persianas, tanto em residências, quanto
em edifícios corporativos. Porém, esse tipo de automação da abertura e fechamento
de brises não está disponível e nem sendo utilizado na cidade de São Paulo.
A automação de brises transforma o conceito de fachada de um elemento
arquitetônico estático para um elemento flexível e dinâmico: fachadas dinâmicas. Com
a automação, as fachadas interagem e respondem as variações de clima: luz solar,
vento, chuva, neve ou tempestade de areia. Além de exercer influência no impacto
visual dos edifícios, essa automação aumenta o tempo de vida das fachadas e
proporciona economia no consumo de energia.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
57
Um exemplo mais atual de implementação de fachada dinâmica pode ser
observado nas Torres Al-Bahr (figura 29), em Abu Dhabi, concluídas em 2012,
projetadas pelo arquiteto Abdulmajid Karanouh, do escritório de Arquitetura Aedas e
por engenheiros da Arup. A fachada dinâmica, inspirada no 'Mashrabiya', é composta
por telas organizadas como uma série de padrões geométricos repetidos e
controladas por computador para responder ao movimento do sol, desdobrando-se
como um guarda-chuva quando o sol as atinge. A temperatura na superfície externa
das janelas pode chegar até a 90º C durante o dia em Abu Dhabi.
FIGURA 29: FACHADA DINÂMICA E VERSÁTIL EM RELAÇÃO AO PADRÃO EST ÉTICO - TORRES AL-BAHR . FONTE: ELWAZER, 2012.
Essa automação da fachada protege o vidro da irradiação solar, mantêm o
ambiente interno com uma temperatura agradável e reduz o brilho intenso da
iluminação externa, tornando essa iluminação natural difusa. Esse método
proporciona uma economia de energia na iluminação artificial e uma redução de 50%
no consumo do ar condicionado (ELWAZER, 2012). Apesar de algumas empresas no
mercado paulistano fornecerem brises articulados podendo alterar o visual da fachada
de um edifício, esses sistemas não são automáticos.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
58
Outra contribuição da automação para a iluminação de ambientes pode ser
obtida através da utilização de sensores de presença nos ambientes, contribuindo
com a economia de energia. Esses dispositivos eletrônicos, disponíveis e utilizados
nos empreendimentos que são estudos de caso, têm a capacidade de identificar
deslocamentos de massas de calor (pessoas/animais/veículos) dentro de um campo
de atuação de um sensor infravermelho passivo (PIR - passive infrared sensor), como
mostra a figura 30.
FIGURA 30: ESQUEMA DE LIGAÇÃO E ESPECIFICAÇÃO DE ALCANCE DO SENSOR DE PRESENÇA. FONTE: SCHNEIDER, 2015, P. 244.
Esse dispositivo deve ser utilizado em ambientes onde há necessidade de
automatizar a iluminação por diversos motivos como, por exemplo, iluminar
automaticamente uma garagem durante a circulação de um veículo, desligar
automaticamente a iluminação em ambientes comunitários no caso de ausência de
pessoas por períodos prolongados, controlar a iluminação em corredores e escadas,
entre outras aplicações. Tais dispositivos são especialmente importantes quando
pensamos em usuário com necessidades especiais como idosos, cadeirantes e
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
59
deficientes (amputados, sem membros, etc). Alguns desses dispositivos permitem a
regulagem tanto do período que a iluminação permanecerá acionada, quanto da
intensidade luminosa, proporcionando uma economia ainda maior em ambientes que
não necessitam de iluminação intensa, nem de acionamento por longos períodos.
Outra finalidade da utilização desse dispositivo é contribuir com a segurança do
patrimônio acionando um alarme no caso de uma invasão por exemplo, ou com a
segurança das pessoas, iluminando um ambiente onde estas transitam com as mãos
ocupadas, evitando acidentes.
A iluminação externa também pode ser automatizada a fim de contribuir com o
conforto, a segurança e colaborar com a economia de energia. Essa automação,
também disponível e utilizada no BMX - Parque da Cidade, pode ser realizada por
temporizadores eletrônicos ou sensores fotoelétricos. Um temporizador (timer)
possibilita programar o tempo que a iluminação externa ficará ligada. Trata-se de um
dispositivo eletrônico que controla um interruptor, possibilitando a manutenção de um
conjunto de lâmpadas acesas por um determinado período de tempo. Alguns desses
dispositivos permitem a programação de tempos que variam de 0.05s à 300h, como
mostrado na figura 31.
FIGURA 31: TEMPORIZADOR ELETRÔNICO . FONTE: SCHNEIDER, 2017, P. 1.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
60
O sensor fotoelétrico ou sensor solar também é um dispositivo eletrônico que
contribui com automação da iluminação externa, proporcionando o controle da
intensidade de iluminação artificial nas áreas externas de acordo com a intensidade
da luz solar. O sensor solar pode ser encontrado em relés fotoelétricos (figura 32),
com o objetivo de acionar a iluminação externa artificial quando a luz solar diminui a
um nível configurado.
FIGURA 32: RELÉ FOTOELÉTRICO . FONTE: EXATRON, [2017].
Esses sensores utilizam a mesma tecnologia empregada na iluminação pública
das ruas paulistanas, que acendem a iluminação dos postes imediatamente quando
detectam a falta de luminosidade natural. Essa automação contribui com a segurança
patrimonial e pessoal, iluminando automaticamente áreas externas no período noturno
e sinalizando rotas habituais para os frequentadores de um empreendimento, por
exemplo.
Inmótica: a segurança e a redução no consumo de rec ursos naturais
O sensor de proximidade é outro dispositivo eletrônico muito utilizado e
presente na automação dos empreendimentos que foram analisados como estudos
de caso. Esse sensor identifica a presença de um objeto sem haver a necessidade de
contato direto e físico com o objeto. Seu modo de funcionamento depende do
propósito e do material a ser detectado, havendo quatro tipos: infravermelho, acústico,
capacitivo e indutivo (ALVES, 2013).
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
61
O sensor de proximidade com radiação na faixa infravermelho (figura 33)
detecta objetos a partir da reflexão dessa radiação. Um equipamento com esse sensor
emite um feixe de luz invisível com frequência entre 1011 HZ à 1015 HZ e quando um
objeto entra em seu raio de alcance, o dispositivo consegue detectar e medir sua
distância por meio de cálculo de frequência do sinal recebido (DORMA, [2017], P. 10).
FIGURA 33: SENSOR DE PROXIMIDADE. FONTE: IMAGEM DE JAMES WELCH , 2014. DISPONÍVEL
EM:<HTTP://WWW.WELCH-GROUP.CO.UK /WP-CONTENT/UPLOADS /2014/01/DORMA-DOORS.JPG> ACESSO EM 06 JUL 2017.
A utilização desse sensor em portas automáticas pode ser observada nos
empreendimentos que são estudos de casos neste capítulo, como mostra a figura 34
a e b.
(B)
(A)
FIGURA 34: SENSOR DE PROXIMIDADE UTILIZADO EM PORTAS AUTOMÁTICA S. (A) INSTALADO NO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. (B) INSTALADO NO BMX - PARQUE DA CIDADE . FONTE: FOTO DO AUTOR , 2017.
Além de ser utilizado na automação de portas - não apenas por conveniência -
, esse dispositivo também é utilizado em sistemas de segurança evitando acidentes
por esmagamento de objetos ou pessoas, especialmente com necessidades especiais
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
62
como cadeirantes e idosos. Esse dispositivo é chamado de sensor infravermelho ativo
(IVA) (figura 35), que ao detectar algum obstáculo no campo de passagem do sensor,
a fotocélula envia um sinal para a automação interromper o fechamento da porta e
reverter o seu movimento, evitando assim possíveis impactos e acidentes (PPA, 2017,
p. 72).
FIGURA 35: SENSOR DE PROXIMIDADE INFRAVERMELHO ATIVO (IVA). FONTE: PPA, 2017, P. 72.
Nas aplicações em segurança há possibilidade de implementar barreiras
invisíveis utilizando o sensor de proximidade fotoelétrico unidirecional. O emissor é
alinhado de maneira que o máximo de luz transmitida chegue ao receptor (figura 36).
Esse receptor, por sua vez, recebe a luz transmitida de tal modo que é separada de
outras fontes de luz do ambiente. Qualquer interrupção nesse feixe de luz causa a
ativação de uma saída, ativando um alarme no caso de serem transpassadas por
objetos ou pessoas invasoras (CONTRINEX, 2006, p. 83).
FIGURA 36: SENSOR DE PROXIMIDADE FOTOELÉTRICO UNIDIRECIONAL . FONTE: CONTRINEX, 2006, P. 83.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
63
Sensores de proximidade também contribuem com a sustentabilidade do
ambiente construído através da implementação de torneiras com fechamento
automático (figura 37), como no Shopping Cidade São Paulo e Torre Matarazzo,
projetado por Aflalo/Gasperini Arquitetos em 2007 que teve sua obra terminada em
2015 e obteve a certificação LEED CS 2.0 Gold, em 11/02/2016.
FIGURA 37: AUTOMAÇÃO DA VAZÃO DE PIAS INSTALADO NO TORRE MATARAZZO . FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.
O acionamento automático, eletrônico e ativado por sensor, libera apenas a
quantidade de água necessária para cada uso. Alguns modelos realizam o
desligamento automático após 30 segundos de uso em caso de sensor obstruído.
Segundo alguns fabricantes, existe a possibilidade de economia de até 85% de água.
Porém, o controle da vazão em torneiras, no empreendimento Parque da
Cidade, é feito mecanicamente, vide figura 38.
FIGURA 38: AUTOMAÇÃO DA VAZÃO DE TORNEIRAS REALIZADA MECANICAME NTE. INSTALADA NO BMX - PARQUE DA CIDADE. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.
Outra contribuição com a economia de recursos naturais é a utilização de
mictórios secos nos banheiros masculinos. No empreendimento Parque da Cidade,
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
64
segundo o Eng. Vinícius Vaccari Muraca, da Construtora Odebrecht, o modelo de
mictório seco tem um tratamento especial de esmalte que impede a aderência de
qualquer líquido em sua superfície.
Um outro tipo de sensor de proximidade, sensor acústico, envia impulsos
ultrassônicos em intervalos cíclicos. Quando esses pulsos são refletidos em algum
objeto, o eco resultante é recebido e convertido em sinal elétrico. A detecção do eco
recebido fica dependente da distância do sensor ao objeto ou obstáculo. A medida do
tempo de atraso do recebimento do sinal em relação ao envio permite a medição da
distância percorrida pelo som. “Os objetos a serem detectados podem ser sólidos,
líquidos, granulares ou pós” (CONTRINEX, 2006, p. 130). Esse tipo de automação
pode ser utilizado, por exemplo, para realizar medição de volume de líquidos
corrosivos ou contaminantes, como no reservatório de urina (figura 39) utilizado na
automação da bomba de esgotamento instalada no BMX - Parque da Cidade.
FIGURA 39: AUTOMAÇÃO DO RESERVATÓRIO DE URINA , INSTALADO NO BMX - PARQUE DA CIDADE . FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.
Um outro tipo de sensor de proximidade é o sensor capacitivo, que baseia-se
no princípio da alteração na frequência de oscilação de um circuito ressonante,
proporcionalmente a alteração da capacitância formada por uma placa sensível e o
ambiente (dielétrico), devido à aproximação de um corpo qualquer. A mudança na
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
65
frequência ocasionada pela alteração da capacitância é enviada a um circuito
detector, que transforma a variação da frequência em nível de tensão elétrica, a fim
de controlar alguma saída de potência. A grande vantagem desse tipo de sensor é
sua versatilidade quanto a variedade de materiais que pode identificar, como papel,
madeira, plástico, vidro e até líquidos, pois todos interferem na capacidade do sistema
de armazenar energia elétrica. Um exemplo de utilização desses sensores na cidade
de São Paulo pode ser observado em telas touchscreens, de totens instalados em
corredores de Shopping Centers, para fornecer informações aos usuários.
O último tipo de sensor de proximidade é indutivo. Esse tipo de sensor detecta
a presença de metais, especialmente em ambientes molhados ou com muita sujeira,
sem a necessidade de ter contato físico com os objetos. Esse sensor usa um campo
magnético que é afetado por metais presentes nas proximidades. A bobina de um
circuito oscilador convencional gera um campo magnético da alta frequência que
surge da face sensorial. Qualquer objeto metálico encontrado neste campo absorve
uma parte da energia que é detectada e avaliada pelo circuito eletrônico do dispositivo.
Esse tipo de sensor de proximidade tende a ser mais sensível a objetos condutores
de energia elétrica e é mais encontrado em fábricas, em controles de robôs e braços
mecânicos no processo de produção.
Inmótica e o conforto ambiental
A temperatura é outra grandeza física que pode ser controlada e automatizada
pelos sistemas de inmótica. O principal motivo de automatizar a temperatura é
proporcionar conforto aos ocupantes do empreendimento e os principais componentes
dessa automação são os equipamentos de ar condicionado (split) em escritórios, fan
coils e chillers em edifícios. Fan Coil é o equipamento indicado para climatizar
grandes ambientes ou locais abertos, onde os climatizadores convencionais não
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
66
conseguem fornecer refrigeração necessária e demandam uma grande quantidade de
cargas térmicas de dissipação. Um exemplo de utilização desse tipo de sistema de
refrigeração pode ser observado no São Paulo Corporate Towers. Nesse
empreendimento, cada fan coil (figura 40) é responsável pela refrigeração de um
andar inteiro.
FIGURA 40: FAN COIL INSTALADO EM UM ANDAR NO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. FONTE: FOTO DO AUTOR , 2017.
O sistema de refrigeração Chiller consiste no resfriamento da água, tornando-
a ideal para arrefecer o ar, produtos ou equipamentos. Esse sistema, quando utilizado
em conjunto com determinados equipamentos de ar-condicionado como o fan coil, por
exemplo, possibilita a climatização dos ambientes e o controle da temperatura e da
umidade relativa, além da movimentação, filtragem e renovação do ar.
Podemos observar na figura 41 (a) uma torre de resfriamento de um chiller e
na figura 41 (b) a bomba primária, ambas instaladas no empreendimento Parque da
Cidade. Segundo o engenheiro Vinícius Vaccari Muraca, da Construtora Odebrecht,
um sistema de automação controla a potência do chiller proporcionalmente a
demanda do empreendimento.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
67
(a) (b)
FIGURA 41: (A) TORRE DE RESFRIAMENTO DO CHILLER . (B) BOMBA PRIMÁRIA DO CHILLER . AMBOS INSTALADOS NO BMX - PARQUE DA CIDADE. FONTE: FOTO DO AUTOR , 2017.
No caso do empreendimento São Paulo Corporate Towers, segundo o Eng.
Ricardo Yanai, da AVA Participações Morro Vermelho, os chillers são utilizados na
configuração “duplex série-série”, muitas vezes denominada “série contra fluxo” (figura
42). Essa configuração faz o controle da refrigeração de forma gradual e com
eficiência, exigindo menor potência para atingir a temperatura desejada.
FIGURA 42: CHILLERS INSTALADOS NO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS NA CONFIGURAÇÃO SÉRIE CONTRAFLUXO .FONTE: FOTO DO AUTOR , 2017.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
68
Adicionalmente aos climatizadores, o termostato (figura 43) é um dispositivo
destinado a manter constante a temperatura de um determinado sistema, através de
automação. Esse componente, presente nos empreendimentos que são estudos de
caso, é muito utilizado na automação da temperatura e tem como objetivo manter a
temperatura dentro de uma determinada faixa de variação preestabelecida em um
ambiente como, por exemplo, uma sala comercial, uma adega, uma dispensa, uma
piscina, um boiler, entre outros ambientes. Esse componente é composto,
fundamentalmente, por dois elementos: o sensor de temperatura e o controlador.
FIGURA 43: TERMOSTATO INSTALADO NO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. FONTE: FOTO DO AUTOR , 2017.
Inmótica e a segurança patrimonial, pessoal e infor mações
A segurança é um quesito muito presente em Edifícios inteligentes,
proporcionando segurança patrimonial, pessoal e de informações confidenciais. O
principal sistema tecnológico, utilizado nos empreendimentos analisados como
estudos de caso e que contribui com essa segurança, é o controle de acessos, além
dos sensores de presença, mencionados anteriormente, a fim de evitar invasões. O
controle de acesso permite cadastrar, organizar e controlar o fluxo de pessoas e
produtos em um empreendimento de forma padronizada, a fim de evitar problemas de
segurança. Alguns sistemas permitem obter comunicação visual com todas as áreas
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
69
comuns do empreendimento, através de câmeras (figura 44) e acionar sonoramente
um alarme de invasão tomando determinadas ações para cada zona do
empreendimento.
FIGURA 44: CÂMERA DE SEGURANÇA INSTALADO NO BMX - PARQUE DA CIDADE. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.
A identificação do usuário utilizada pelos empreendimentos que são estudos
de caso, para o controle de acesso, pode ser feita através de cartões RFID (Radio-
Frequency IDentification), que é uma tecnologia de comunicação por rádio frequência
de curto alcance (figura 45a) ou por biometria. Um sistema de RFID é composto por
transponders (cartão ou etiqueta), chamados de RF tags, transceptores ou leitores
com antenas e um controlador para tratamento dos dados. As RF tags podem ser
utilizadas para pessoas, animais, produtos, embalagens e cartões. Assim que o
transceptor receber os dados transmitidos pelas RF tags, executa o processamento
da informação, que pode ser a liberação da passagem por uma catraca, por exemplo
(figura 45 b).
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
70
(a) (b)
FIGURA 45: CONTROLE DE ACESSO DO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. (A) CARTÃO DE RFID. (B) CATRACAS DE ACESSO . FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.
As tecnologias mais utilizadas no controle de acesso por biometria são:
impressão digital, scanner de íris, reconhecimento de voz e reconhecimento facial.
A identificação por impressão digital baseia-se em um scanner que captura a
imagem da impressão digital de um indivíduo - sendo exclusiva - que proporciona
plena confiabilidade de identificação. Ela é aplicada em sistemas de segurança
diversos, desde clubes esportivos, segurança em instituições bancárias e também em
hospitais. Segundo Pinto (2016), o Hospital Sírio Libanês, na região central de São
Paulo, utiliza um sistema de segurança com biometria para acessar o estoque de
medicamentos, que apenas permite o acesso após a validação da impressão digital.
O hospital Albert Einstein implantou em 2016 o sistema beira-leito, que registra a
unidade de medicamento que foi ministrada a cada um dos pacientes e por qual
profissional, em todos os departamentos, incluindo pronto atendimento e setor
cirúrgico.
A análise dos padrões sonoros emitidos pelas cordas vocais, também é um
método de biometria, conseguindo distinguir entre os mais diversos tipos de timbres
de voz previamente coletados e armazenados em um banco de dados.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
71
A biometria por scanner de íris baseia-se em capturar imagens dos olhos em
altíssima resolução e comparar as informações com um banco de dados. Essa
identificação também pode ser realizada por meio de uma fotografia tirada a uma
distância de 10 a 60 cm, eliminando o contato físico com o aparelho.
O reconhecimento facial faz uma análise do rosto das pessoas, e usa como
referência características do ser humano que nunca mudam, como as medidas do
rosto, distância entre os olhos, distância entre a boca, nariz e olhos, queixo, boca e
linha de cabelos, mesmo depois da realização de cirurgias plásticas estas
características permanecem.
Inmótica e salubridade
A automação também contribui com a segurança e manutenção da saúde dos
ocupantes de um empreendimento, através da utilização de sensores capazes de
identificar situações de perigo ou prejuízos à saúde. Esses detectores, disponíveis no
mercado paulistano, para gás GLP ou gás metano (figura 46), monitoram o ambiente
emitindo um alarme sonoro e visual quando detectar a presença de uma determinada
quantidade do composto no ar. O detector de gás natural deve ser instalado, no
máximo, à 0,5m do teto e o detector de GLP, à 0,4m do piso, no máximo (figura 46).
Alguns equipamentos que utilizam esse tipo de sensor possuem contatos auxiliares
que podem ser conectados a elementos externos como luzes, sirenes e eletroválvulas
para interromper o fornecimento do gás, reduzindo o risco de incêndio e explosões
(SCHNEIDER, 2012, p.1.).
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
72
FIGURA 46: DETECTOR DE GAS GLP OU METANO. FONTE: SCHNEIDER: SCHNEIDER, 2015, P.51.
Nas estruturas de estacionamentos fechados, os gases compostos por
monóxido de carbono (CO) e dióxido de nitrogênio (NO2) são os contaminantes aéreos
mais abundantes e apresentam preocupações consideráveis sobre a segurança e a
saúde dos usuários do empreendimento. De acordo com os níveis de toxidade desses
compostos, alguns sintomas são relacionados à saúde dos frequentadores do
ambiente de acordo com a tabela 2. A automação controla a concentração desses
gases através da ventilação forçada, utilizando sensores que sejam sensíveis à
presença desses compostos, enviando ao controlador informações sobre a
concentração desses gases. Além da questão da segurança, a automação pode
contribuir com a sustentabilidade, evitando que a ventilação artificial opere
constantemente, diminuindo o consumo de energia elétrica (HONEYWELL, 2015, p.
2).
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
73
TABELA 2: NÍVEIS DE TOXIDADE DE MONÓXIDO DE CARBONO E DIÓXIDO DE NITROGÊNIO E OS SINTOMAS DE
SAÚDE RELACIONADOS . FONTE: HONEYWELL, 2015, P. 3.
Ainda discorrendo sobre a contribuição da automação com a segurança e a
saúde dos ocupantes, podemos citar o detector de fumaça, que é um dispositivo de
segurança que atua em conjunto com sistemas de alarme de incêndio central. Esse
dispositivo de segurança, que detecta fumaça, é utilizado nos empreendimentos que
são estudos de caso e, geralmente atua como um indicador de incêndio, emitindo um
sinal para um painel de controle de alarme de incêndio, que age no corte de
fornecimento de energia elétrica, sinalizando - sonora e visualmente - e acionando
extintores, abrindo janelas e comunicando via telefone o proprietário ou a central de
segurança
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
74
FIGURA 47: DETECTOR DE FUMAÇA INSTALADO NO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. FONTE: FOTO DO AUTOR , 2017.
Existem dois tipos de detectores de fumaça (figura 47): sensores por ionização
ou fotoelétricos. Cada tipo detecta distintamente diferentes tipos de incêndios, assim
alarmes de sensores duplos, que utilizam os dois tipos de sensores, têm crescido em
popularidade. Esses detectores consistem basicamente de duas partes: um sensor
para detectar a fumaça e um alarme eletrônico, podendo ser alimentados por bateria
de 9 volts ou por 120V, ligados a um sistema de alarme de incêndio central.
Detectores de fumaça por ionização contêm uma quantidade muito pequena de
um material radioativo, o amerício-241, protegido por um recipiente de cerâmica,
dentro de uma câmara de ionização e mantendo o ar ionizado (carregado
eletricamente). No caso de um incêndio, a fumaça entra no detector e penetra na
câmara de ionização. As partículas da fumaça absorvem o ar ionizado e o neutralizam,
interrompendo o fluxo da corrente elétrica. Uma placa de um circuito eletrônico
percebe essa queda na corrente e aciona o alarme. Já os detectores fotoelétricos
possuem um led (light-emitting diode) infravermelho posicionado em um ângulo de 90º
em relação a um fototransistor e com um painel preto de fundo servindo de anteparo.
Com a entrada de fumaça pela câmara o feixe infravermelho torna-se visível por Efeito
Tindal e o alarme será ativado.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
75
Inmótica e eficiência energética
Com relação à redução no consumo de energia, algumas tecnologias utilizadas
em elevadores podem contribuir favoravelmente. Um exemplo é a adoção de um
sistema regenerativo, que permite a utilização de parte da energia devolvida pelo
elevador durante seu funcionamento para a rede elétrica interna da edificação,
resultando em 35% de economia. Esse sistema está presente nos empreendimentos
que são estudos de caso.
No sistema convencional, parte da energia que foi devolvida pelo elevador é
dissipada num banco de resistores e transformada em calor. Isso acontece porque o
equipamento devolve uma parcela da energia consumida em dois momentos: quando
sobe com a cabina abaixo da metade da sua capacidade ou quando desce com a
capacidade acima de 50%. Com o sistema regenerativo, a energia é devolvida a partir
da instalação de mais um inversor e essa energia gerada pelo sistema regenerativo
pode ser usada em outros elevadores do edifício ou pode ser destinada a outras áreas
do empreendimento. Outra opção eco eficiente são as máquinas gearless, que
operam sem engrenagem e dispensam o uso de óleo lubrificante, reduzindo o risco
de vazamentos e o problema com o descarte do óleo. Este equipamento tem um
consumo de energia 30% menor em comparação com os modelos convencionais.
Segundo o eng. Vinícius Vaccari Muraca, da Construtora Odebrecht, esse sistema é
utilizado no BMX - Parque da Cidade e o resultado também é positivo para os usuários
do elevador, pois a gearless, garante viagens mais confortáveis devido à aceleração
e frenagens suaves e alta precisão de nivelamento em cada pavimento,
independentemente da carga e do percurso realizado. Ainda com relação a aplicação
de tecnologias em elevadores, a antecipação de chamada e destino contribui com a
redução do consumo de energia. Nesse sistema, o passageiro informa o andar de
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
76
destino ainda no hall e, antes de entrar no elevador, há uma indicação de qual
máquina irá atendê-lo. O sistema amplia a capacidade de tráfego de um conjunto de
elevadores com economia de eletricidade da ordem de 30% (ESTEFAM, 2012).
Segundo o eng. Ricardo Yanai, da AVA Participações Morro Vermelho, o sistema de
antecipação de chamadas é utilizado no São Paulo Corporate Towers, onde o usuário
digita o andar desejado no momento que solicitar o elevador. Porém, já está sendo
implantado o sistema de antecipação de chamada que interage com as catracas e os
cartões de RFID.
Outra contribuição com a sustentabilidade e o bem-estar dos ocupantes do
edifício, presente nos empreendimentos que são estudos de caso, é a utilização de
vidros espectralmente seletivos ou Low-e, que é abreviação de low emissivity (baixa
emissividade). Esses vidros inteligentes podem otimizar os ganhos solares e efeitos
de sombreamento. A emissividade é uma característica do vidro à qual pode ser
atribuído um valor numérico conhecido como fator U. Esse fator é um valor numérico
que mensura a emissividade do vidro, ou seja, sua capacidade de transferir calor por
meio de condução. Quanto menor o Fator U, menos calor o vidro transfere, ou seja,
enquanto o vidro comum tem emissividade de 0,89, o low-e pode chegar a 0,03.
Outro fator importante na característica de um vidro é o fator G, denominado
de Coeficiente de Ganhos de Calor Solar (Solar Heat Gains Coefficient: SHGC); este
coeficiente mede os ganhos de calor solar. Quanto menor for o valor deste fator
(próximo de 0.3), maior será a capacidade da janela em reduzir ganhos de calor solar
– o que é particularmente importante em climas quentes, como São Paulo, em janelas
onde se quer reduzir ao máximo os ganhos de calor.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
77
Esse tipo de vidro foi desenvolvido inicialmente para ser aplicado em edifícios
de países de clima frio, quando o objetivo é conservar o calor dentro do ambiente.
Porém, o Low-e foi adaptado para o clima tropical ao receber uma câmara de controle
solar que, além de permitir a passagem de luz, possui propriedades refletivas.
Segundo o eng. Ricardo Yanai, da AVA Participações Morro Vermelho, o São Paulo
Corporate Towers utiliza vidros Low-e, insulados e laminados com baixa transmissão
de calor e alta transmissão de luz, trazendo conforto térmico e acústico e reduzindo a
exigência sobre os sistemas de ar condicionado para manutenção da temperatura. O
eng. Vinícius Vaccari Muraca, da Construtora Odebrecht, também informa que o BMX
- Parque da Cidade utiliza esse tipo de vidro inteligente, conforme a figura 48.
FIGURA 48: VIDRO LOW-E, INSULADO E LAMINADO INSTALADO NO BMX - PARQUE DA CIDADE. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.
Embora a inmótica seja um dos mais importantes quesitos para definir se um
edifício é inteligente e sustentável nos dias atuais, não é o único. Para que um edifício
seja considerado plenamente inteligente e sustentável, dentro dos parâmetros desta
dissertação, é necessário que ele incorpore, além das tecnologias acima citadas,
outros quesitos, como por exemplo: materiais e técnicas construtivas adequadas;
programas computacionais paramétricos, como o Green BIM (Building Information
Modeling direcionado para Edifícios Verdes) para projetos - arquitetônico e
complementares; e que o projeto arquitetônico incorpore e atenda às novas práticas
comportamentais sustentáveis, como por exemplo, infraestrutura adequada para
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
78
descarte seletivo de lixo, espaços para bicicletário associados à vestiários,
demarcação de vagas para veículos compartilhados entre outras.
Na sequência analisaremos os exemplares de edifícios inteligentes e
sustentáveis na cidade de São Paulo: São Paulo Corporate Towers e BMX - Parque
da Cidade.
4.1 São Paulo Corporate Towers
O São Paulo Corporate Towers (figura 49) é considerado, nos dias atuais, o
edifício mais inteligente e sustentável existente na cidade de São Paulo, por possuir
as certificações Triple A e LEED CS 3.0 Platinum, nesta atingindo 96 pontos em
10/04/2017, ou seja, a maior pontuação já atingida por um edifício brasileiro conforme
tabela 3, apêndice A. O projeto realizado pelo escritório Pelli Clarke Pelli Architects foi
“nacionalizado”, ou revisado e adaptado às condicionantes brasileiras pelo escritório
Aflalo/Gasperini Arquitetos em 2008 e as obras foram finalizadas em 2016.
FIGURA 49: SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. CERTIFICAÇÃO LEED CS 3.0 PLATINUM COM 96 PONTOS. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
79
O São Paulo Corporate Towers, também denominado VIOL durante sua
construção, possui duas torres com térreo, área de varejo e 30 andares tipo, além de
ático. A Torre Norte possui um mezanino e heliponto com capacidade para 18t,
considerado o maior do Brasil, por atender a aeronaves de grande porte em um
edifício. Possui, também, um bloco destinado ao programa de conveniências ou
“Amenities”, composto por centro de convenções, restaurantes e cafeteria,
distribuídos em dois níveis. O empreendimento também oferece a opção de
implantação de cozinhas (tipo full service) com exaustor próprio nos pavimentos, além
da possibilidade de acessos exclusivos entre andares de uma mesma empresa. O
empreendimento possui um prédio técnico para a entrada de energia, geradores e
chillers, com 3 subsolos, térreo e pavimento superior. Além de possuir um pé direito
de aproximadamente 12m no Lobby e de 2,90m nos demais andares. Os andares têm
área BOMA (Bulding Owners and Managers Association) variável entre 1.805 m² e
2.570 m². A área total do terreno do empreendimento é de 38.858,82 m², com área
permeável de 9.600 m², somando, ao todo, 18.000 m² de área ajardinada.
4.1.1 Ficha técnica
Endereço: Rua Funchal 160, 164 - Rua Pequetita 190, 194, 196, s/n - Av. Pres.
Juscelino Kubitscheck, 1819 e 1851- Vila Olímpia – São Paulo, SP.
Tipologia: Comercial e serviços.
Data do projeto: Janeiro/2010.
Data da conclusão da obra: 2016.
Área do terreno: 38.858,82 m².
Área construída: 257.799,74 m².
Arquitetura :
Autor: Pelli Clarke Pelli Architects.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
80
Co-autor: Aflalo/Gasperini Arquitetos (Roberto Aflalo, Felipe Aflalo, Grazzieli
Gomes e José Luis Lemos).
Coordenador: Flavia Marcondes.
Arquitetos: Geane Kaori Natsumeda, Paula Homsi, Luciana Maki, Livia Fantin,
Camila Suganuma e Renata Scheliga.
Estagiários: Júlio Cesar Teodoro, Guilherme Lemos e Mayara Barbosa.
Construção :
Cliente: Camargo Corrêa Desenvolvimento Imobiliário.
Acústica: Akkerman Acústica.
Alvenaria / vedações: Addor e Associados.
Ar condicionado, climatização e pressurização: Teknika Projetos e
Construções.
Automação e controle: Bosco e Associados.
Caixilharia e fachada: Permasteelisa North America e Tecnofeal – Esquadrias
de Alumínio.
Drenagem: CONTAG ENGENHARIA
Elétrica, hidráulica e combate a incêndio: MHA Engenharia.
Estrutura de concreto: França & Associados.
Estrutura metálica: CODEME.
Fundações: Consultrix.
Garagem: Ghoubar & Goubar.
Impermeabilização: Proassp Assessoria e Projetos
Irrigação: Regatec.
Limpeza de fachada – equipamento na cobertura: Gondomatic e Lerch Bates.
Luminotécnica: Studio IX.
Paisagismo: Balmori Associates e Sergio Santana.
Pavimentação: LPE Engenharia.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
81
Segurança: Global Advising.
4.1.2 Inmótica: controle e automação
O empreendimento utiliza o sistema de automação BMS (figura 50) completo
(Building Management System), que é um sistema inteligente de gerenciamento
predial e controle de acesso interligado à chamada de elevadores e sistema de
tarifação individual de energia elétrica e água.
FIGURA 50: SISTEMA DE AUTOMAÇÃO BMS INSTALADO NO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.
Além de colaborar com a sustentabilidade, devido ao controle do consumo de
recursos como energia elétrica e água, esse sistema de automação também controla
a temperatura ambiente dos pavimentos, através da automação dos chillers e dos fan-
coils; e da qualidade do ar, através do controle das rodas entálpicas, que serão
detalhadas mais adiante. Esse controle do clima e da qualidade do ar contribui
diretamente com a saúde dos ocupantes do empreendimento. Dessa forma, atende
plenamente ao conceito de inmótica, ou seja, é um edifício inteligente no sentido
adotado nesta dissertação.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
82
Como veremos a seguir, a inmótica participa diretamente na “inteligência”, na
salubridade e na sustentabilidade do edifício.
4.1.3 Salubridade
O empreendimento São Paulo Corporate Towers é considerado inteligente
também pelo fato de proporcionar um ambiente salutar aos seus ocupantes.
FIGURA 51: RODA ENTÁLPICA INSTALADA NO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.
Um dos itens que contribui com a salubridade do empreendimento é a utilização
de rodas entálpicas, que são equipamentos dotados de rodas térmicas ou trocadores
de ar que permitem que o ar frio de retorno do sistema de condicionamento, que nos
sistemas convencionais seria apenas expurgado, possa ser reaproveitado para fazer
o resfriamento do ar externo que será utilizado. Dessa forma, a roda entálpica (figura
51), que também é conhecida como recuperador de energia, pode recuperar a energia
térmica fria que seria exalada do edifício pelo sistema de exaustão, aproveitando esta
energia térmica fria para diminuir o consumo de energia elétrica do sistema de
refrigeração. Esta redução de carga térmica externa, dependendo da velocidade, pode
chegar a 80% representando uma economia no consumo de energia elétrica em torno
de 20%. Portanto, o ar de renovação troca calor com o ar de retorno do ambiente.
Dessa forma pode-se reduzir muito o consumo de energia elétrica dos chillers ou
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
83
condensadoras, obtendo significativa economia de energia em comparação aos
sistemas convencionais de 100% de renovação de ar externo.
A fim de obter o máximo de produtividade do sistema de renovação de ar, o
sistema de automação utiliza sensores de CO2 (dióxido de carbono) nos ambientes
(figura 52). Quando o sistema de controle de malha fechada verifica que houve um
aumento da quantidade de CO2 no ambiente, o controlador aumenta a ventilação de
ar renovado para tornar o ambiente mais salutar.
FIGURA 52: SENSOR DE CO2 INSTALADO NO SISTEMA DE CONTROLE DE VENTILAÇÃO DO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.
O sistema de automação utiliza sensores de CO (monóxido de carbono) para
atuar na exaustão de gases tóxicos nas garagens (figura 53). Como apresentado
anteriormente, nesse capítulo, a concentração desse gás é completamente nocivo à
saúde dos seres humanos e a inmótica contribui diretamente na salubridade desse
ambiente, acionando os exaustores quando a concentração de CO atinge níveis
nocivos aos usuários e funcionários do empreendimento. É importante salientar que o
sistema de automação contribui com a sustentabilidade no sentido de acionar os
exaustores apenas quando houver necessidade ou diminuir a potência dos exaustores
para níveis suficientes à quantidade de gases presentes na atmosfera.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
84
FIGURA 53: SENSOR DE CO (MONÓXIDO DE CARBONO ) INSTALADO NA GARAGEM DO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.
4.1.4 Sustentabilidade
Segundo o Eng. Ricardo Yanai, engenheiro responsável pelas instalações
durante a obra do São Paulo Corporate Towers pela construtora Camargo Corrêa, o
fluido refrigerante utilizado no resfriamento do ambiente é a água, com o código de
refrigerante R718, que tem um índice de ODP (Ozone Depletion Potencial) de 0,0, que
é o potencial de destruição da camada de ozônio. Apenas para fornecer um parâmetro
de comparação, o CFC (clorofluorocarboneto) R11 tem um ODP de 1,00, e o HCFC
(hidroclorofluorocarboneto) R22, tem um índice de ODP de 0,055. Com relação ao
índice GWP (Global Warming Potential) o R718 tem um índice de 0,0, o R11 tem um
índice de 3.500 e o R22, um índice de 1.500.
Outra contribuição com a sustentabilidade do empreendimento proporcionada
pelo sistema de automação é a utilização de inversores de frequência no controle da
potência dos chillers, possibilitando a realização do controle P (proporcional) ao invés
de on/off. Essa automação contribui com a redução do consumo de energia elétrica.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
85
Todo sistema de refrigeração dissipa calor no processo de resfriamento.
Porém, no São Paulo Corporate Towers essa dissipação é utilizada para cogeração
de energia, proporcionando uma redução no consumo de energia elétrica. Na figura
54, pode-se observar o trocador de calor utilizado nesse processo.
FIGURA 54: TROCADOR DE CALOR PROVENIENTE DOS CHILLERS , UTILIZADO NA COGERAÇÃO DE ENERGIA . INSTALADO NO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.
Como foi mencionado anteriormente nesse capítulo, outras estratégias, além
da inmótica, devem ser adotadas para atingir a inteligência do empreendimento. No
caso do São Paulo Corporate Towers foi previsto no projeto a implementação de
bicicletário (figura 55), estimulando o uso de bicicletas aos funcionários e visitantes,
contribuindo com a diminuição da poluição da atmosfera, com a saúde das pessoas e
com a fruição do trânsito.
FIGURA 55: B ICICLETÁRIO DO SÃO PAULO CORPORATE TOWERS. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
86
Finalmente, a inmótica contribui com a redução do consumo de água através
de uma estação meteorológica instalada no empreendimento, que fornece
informações para o sistema de automação que controla a irrigação de toda a área
verde através do sistema de gotejamento.
4.2 BMX – Parque da Cidade
Construído onde se localizava a antiga fábrica da Monark, o BMX – Parque da
Cidade (figura 56) é um empreendimento de 82.200 m2 que participa do Climate
Positive Development Program. Esse programa apoia o desenvolvimento de projetos
de grande escala urbana que consigam demonstrar que as cidades podem crescer de
maneira sustentável e reduzir a emissão de CO2, contribuindo com a salubridade nas
cidades. Esse é considerado o empreendimento mais sustentável da América Latina
com essas proporções e obteve as certificações Triple A e LEED ND 3.0 Silver, em
16/12/2014 (anexo A).
FIGURA 56: BMX – PARQUE DA CIDADE. (PROJETO 2010 / OBRAS EM ANDAMENTO ). PROJETADO PELO ESCRITÓRIO DE ARQUITETURA AFLALO /GASPERINI. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.
O empreendimento multiuso conta com 5 torres corporativas, um hotel
categoria luxo, um shopping center com previsão para 200 lojas, além de cinema,
teatro, praça de alimentação e duas torres residenciais. A primeira torre (Sucupira) foi
entregue em novembro de 2015. Em 2017, foi a entregue a torre Jequitibá, com 28
andares. As torres Aroeira, Paineira e Jatobá estão em processo de desenvolvimento
e com previsão de entrega ainda em 2017. O projeto prevê um parque linear aberto
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
87
ao público com restaurantes, quiosques, cafés, ciclovia, pista de cooper, bicicletários
públicos, espaço cultural, parque infantil, feira de orgânicos, equipamentos para
terceira idade, espaços de contemplação, praças, lago e espelhos d’água supridos
com sistema de biorretenção.
4.2.1 Ficha Técnica
Endereço: Rua Engenheiro Mesquita Sampaio, nº 782, Chácara Sto. Antônio –
São Paulo, SP.
Tipologia: Corporativo, Office, Hotel, Residencial e Shopping.
Projeto: 2010.
Obras em andamento. Porém, os edifícios corporativos Torre Office Tarumã e
Torre Sucupira foram entregues em 2015. O shopping, o hotel categoria luxo e o
edifício corporativo Torre Jequitibá estão em estágio avançado de obras com previsão
de entrega ainda para 2017.
Área do terreno: 81.777,18 m².
Área construída: 595.929,94 m².
Arquitetura :
Autor: Aflalo & Gasperini Arquitetos
Arquitetos: Tânia Yang, Natércio Cortês, Ricardo Claro, Marisa Terashima,
Eduardo Babadopulos, Gustavo Oliveira, Stefano Lionello, Joyce Campos e Luis
Gustavo Dias.
Construção :
Cliente: Odebrecht Realizações Imobiliárias
Acústica: Acústica Engenharia S/C Ltda.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
88
Ar condicionado, pressurização, ventilação e exaustão: Thermoplan
Engenharia Térmica Ltda.
Automação, proteção contra incêndio, segurança patrimonial, infraestrutura de
dados, lógica e telefone: SI2 Consultoria - Soluções Inteligentes Integradas.
Elétrica, hidráulica, sprinkler e instalações: Projetar Engenharia e Consultoria
Técnica S/C Ltda.
Caixilharia: A E C Consultores.
Drenagem: KF2 Engenharia e Consultoria.
Fundações: Consultrix S.A. Engenheiros Consultores Associados.
Assessoria aeroportuária: GPC – Assessoria Aeroportuária.
Luminotécnica: Mingrone Iluminação.
Paisagismo: Pâmela Burton & Company Landscape Architecture / DW Santana
Associados S/C Ltda.
Impermeabilização: PROASSP.
Consultoria de Engenharia de Tráfego: Sergio Michel Sola.
Sustentabilidade: ARUP USA.
Consultoria Resíduos: D&B Consultoria e Projetos Ambientais Ltda. / GRI
Gerenciamento de Resíduos Industriais / ENVAC.
Consultoria CO2: Personal CO2 Zero.
Consultoria Transporte Sustentável: GREEN Mobility.
Consultoria Triple A: CB Richard Ellis.
Consultoria LEED: CTE Centro de Tecnologia de Edificações.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
89
4.2.2 Inmótica: controle e automação
O empreendimento tem um sistema de automação BMS (figura 57) completo
(Building Management System) que, segundo o eng. Vinícius Vaccari Muraca, da
Construtora Odebrecht, monitora a iluminação, o consumo de recursos como energia
elétrica e água, permitindo a tarifação individual de ambos, e é integrado ao sistema
de chamada de elevadores.
FIGURA 57: SISTEMA DE AUTOMAÇÃO BMS INSTALADO NO BMX – PARQUE DA CIDADE . FONTE: FOTO DO
AUTOR , 2017.
Assim como vimos no empreendimento São Paulo Corporate Towers, esse
sistema de automação também colabora com a sustentabilidade e a salubridade,
controlando a temperatura ambiente dos pavimentos, através da automação dos
chillers e dos fan-coils.
Um importante exemplo da contribuição da inmótica com a sustentabilidade
nesse empreendimento é o sistema automatizado de coleta de resíduos à vácuo da
empresa Envac. A seguir será apresentado o funcionamento desse sistema.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
90
O usuário pode depositar seus resíduos, 24 horas por dia, nos pontos de coleta
internos e externos (figura 58). Existem pontos de coleta específicos para diferentes
frações de resíduos.
FIGURA 58: PONTOS EXTERNOS DE COLETA DE RESÍDUOS À VÁCUO IMPLEM ENTADO NO BMX – PARQUE DA CIDADE. FONTE: FOTO DO AUTOR , 2017.
O resíduo é transportado por um fluxo de ar, através de uma rede de tubulações
subterrâneas (figura 59), que conectam os pontos de deposição à central de coleta.
Com isto, o transporte convencional realizado por veículos é bastante reduzido.
FIGURA 59: TUBULAÇÃO SUBTERRÂNEA DE TRANSPORTE DE RESÍDUOS À VÁ CUO IMPLEMENTADA NO BMX – PARQUE DA CIDADE. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.
A central de coleta recebe as diferentes frações de resíduos e armazena cada
uma em contêineres herméticos dedicados a cada tipo de resíduo (figura 60), onde os
estes irão permanecer armazenados até que se complete o seu volume, para
posteriormente serem enviados ao seu destino final. Não há exposição de resíduos
ou manuseio do mesmo durante a coleta.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
91
FIGURA 60: CONTÊINER DEDICADO AO SISTEMA DE COLETA DE RESÍDUOS AUTOMATIZADO DO BMX – PARQUE DA CIDADE. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.
Essa automação libera espaços, em áreas públicas do empreendimento ou
dentro das edificações, que podem ser utilizadas de forma mais criativa e eficiente:
como áreas verdes ou áreas para pedestres e usuários. Além disso, as tubulações
subterrâneas utilizadas para transportar os resíduos até a central de coleta, diminui o
trânsito de caminhões pesados. Com isso, as emissões de poluentes e o nível de ruído
são reduzidos aumentando a segurança e o conforto dos habitantes ou usuários do
empreendimento. A utilização de um sistema de coleta de resíduos automatizado
contribui com a saúde dos ocupantes e funcionários do empreendimento, minimizando
sensivelmente as condições de exposição dos trabalhadores e aumentando a
salubridade do seu local de trabalho.
Vale aqui ressaltar que esse sistema automatizado de coleta de resíduos à
vácuo é utilizado em Songdo, na Coréia do Sul, considerada a Cidade mais inteligente
do mundo e em Barcelona, na Espanha.
4.2.3 Salubridade
O empreendimento BMX – Parque da Cidade, assim como o São Paulo
Corporate Towers, também utiliza a inmótica para contribuir com a saúde dos
ocupantes através da utilização de sistemas automatizados para controlar o clima, a
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
92
quantidade de CO2 no ambiente, a utilização de vidros low-e e automação de exaustão
nas garagens.
Porém, assim como foi mencionado anteriormente, a inmótica não é o único
quesito que proporciona saúde e bem-estar aos usuários. Uma implementação
importante, prevista no projeto, é a criação de bicicletário e vestiários para usuários
do empreendimento, assim como ciclovias. Outra implementação importante para a
saúde e bem-estar dos frequentadores do empreendimento é a instalação de totens
para chamada de emergências (figura 61) em todo o empreendimento.
FIGURA 61: TOTEM PARA CHAMADA DE EMERGÊNCIA INSTALADO EM ÁREA P ÚBLICA NO BMX – PARQUE DA CIDADE. FONTE: FOTO DO AUTOR , 2017.
O projeto foi planejado de maneira a criar um sombreamento das ruas, redução
das ilhas de calor e o plantio de mais de 1000 árvores, sendo cerca de 30 espécies
nativas.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
93
4.2.4 Sustentabilidade
O Parque da Cidade, assim como foi mencionado anteriormente, utiliza um
sistema de esgotamento à vácuo e mictório seco (figura 58).
(a) (b)
FIGURA 62: (A) BACIA ESPECIAL PARA ESGOTAMENTO À VÁCUO E (B) MICTÓRIO SECO INSTALADOS NO PARQUE DA CIDADE. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.
A bacia para esgotamento à vácuo e o mictório seco possui um esmalte
especial que impede a aderência de qualquer tipo de resíduo sólido ou líquido.
Portanto, o mictório esgota a urina por gravidade e acumula no reservatório da figura
39. Porém, no caso da bacia, segundo o eng. Vinícius Vaccari Muraca, da Construtora
Odebrecht, é utilizado um litro de água para cada esgotamento que acontece por
sucção. No empreendimento, o sistema de esgotamento à vácuo (figura 59) fica no
subsolo a fim de monitoramento e manutenção.
FIGURA 63: SISTEMA DE ESGOTAMENTO À VÁCUO INSTALADO NO BMX - PARQUE DA CIDADE. FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
94
A contribuição do sistema de automação no sistema de esgotamento à vácuo
e dos mictórios secos com a sustentabilidade do empreendimento é muito importante,
visto que há significativa redução no consumo de água.
Além da captação, retenção e reuso de águas pluviais, o empreendimento
utiliza o sistema de automação para irrigação automatizada, através das informações
obtidas de uma estação meteorológica.
O empreendimento BMX – Parque da Cidade tem uma estação de tratamento
de águas cinza totalmente automatizada.
FIGURA 64: ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUAS CINZAS INSTALADA NO BMX – PARQUE DA CIDADE. FONTE: FOTO DO AUTOR , 2017.
Essa automação no tratamento de água contribui com a redução no consumo
de água e reduz a sobrecarga no sistema público de saneamento.
Como foi mencionado anteriormente nesse capítulo, outras estratégias, além
da inmótica devem ser adotadas para atingir a inteligência do empreendimento. No
caso do BMX – Parque da Cidade, o projeto previu o destino de vagas de
estacionamento exclusivas para veículos compartilhados (figura 65).
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
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FIGURA 65: VAGAS EXCLUSIVAS PARA VEÍCULOS COMPARTILHADOS (BMX – PARQUE DA CIDADE). FONTE: FOTO DO AUTOR, 2017.
Outra implementação realizada no BMX – Parque da Cidade, que contribui com
a sustentabilidade, é a infraestrutura para recarga de veículos elétricos (figura 66) e a
destinação de vagas exclusivas para veículos desse tipo.
FIGURA 66: TOTEM PARA RECARGA DE VEÍCULOS ELÉTRICOS INSTALADO N O BMX – PARQUE DA CIDADE . FONTE: FOTO DO AUTOR , 2017.
Como foi apresentado nesse capítulo, os edifícios inteligentes e sustentáveis
utilizam tecnologias, como a inmótica a fim de contribuir com o conforto, qualidade de
vida e a saúde de seus ocupantes, com a eficiência e precisão do controle de seus
equipamentos e processos e com a otimização do consumo de recursos naturais e da
energia elétrica. Assim como foi descrito no capítulo 3, a inmótica não é a única
característica de um edifício inteligente. Novas tecnologias, materiais, técnicas de
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
96
projetos, implementações e atitudes devem ser incorporadas a esses novos
empreendimentos, a fim de proporcionar maior conforto, um ambiente salutar aos
usuários e contribuir com a sustentabilidade do ambiente construído.
No próximo capítulo, serão descritos alguns conceitos do controle e automação
que estão presentes na inmótica e que possam contribuir com a transdisciplinaridade
entre as diversas áreas de conhecimento atuantes em um projeto de edifício
inteligente e sustentável.
5 SISTEMAS DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
Esse capítulo tem como objetivo discorrer sobre os conhecimentos necessários
para a compreensão das definições utilizadas em projetos de sistemas de controle,
assim como possibilitar a compreensão de sistemas que foram exemplificados ao
longo dessa dissertação. Esse capítulo, diferentemente dos anteriores, se aprofunda
em conceitos próprios da engenharia de controle e automação. Dessa forma, ele
pretende atingir a transdisciplinaridade entre diversas áreas de conhecimento, visto
que apresenta quais são as possibilidades que um sistema de controle pode oferecer
ao arquiteto e demais projetistas de um Edifício Inteligente e Sustentável. Trata-se de
um capítulo que pode ser entendido nos termos de Nicolescu (1999, p. 49). Para ele,
um dado objeto de estudo só pode ser aprofundado mediante fecunda abordagem
pluridisciplinar, ou seja, abordagem que ultrapasse as disciplinas, a
interdisciplinaridade para chegar à unidade do conhecimento: a transdisciplinaridade.
Em suas palavras:
“A transdisciplinaridade, como o prefixo ‘trans’ indica, diz
respeito àquilo que está ao mesmo tempo entre as disciplinas, através
de diferentes disciplinas e além de qualquer disciplina. Seu objetivo é
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
97
a compreensão do mundo presente, para o qual um dos imperativos é
a unidade do conhecimento” (NICOLESCU, 1999, 51).
Primeiramente, algumas definições são necessárias para a introdução aos
sistemas de controle e automação. “Um sistema de controle é a interconexão de
componentes formando uma configuração de sistema que produzirá uma resposta
desejada para esse sistema” (DORF, 2009, p. 2).
Projetistas de sistemas de controle utilizam uma representação gráfica dos
sistemas, denominada diagrama de blocos. Ogata (2010, p. 14) define um diagrama
de blocos como sendo uma representação gráfica das funções desempenhadas por
cada componente de um sistema e do inter-relacionamento que existe entre eles.
Um componente ou processo a ser controlado pode ser representado
graficamente por um bloco (figura 67), onde um sinal de entrada é processado para
fornecer um sinal de saída variável, frequentemente com um ganho.
FIGURA 67: PROCESSO A SER CONTROLADO (DORF, 2009, P. 2).
Um atuador é um dispositivo de potência que interfere diretamente no processo
a fim de proporcionar uma saída que se aproxime do valor desejado. Um atuador pode
ser, por exemplo, um motor elétrico de um elevador ou de um brise, uma bomba de
um sistema de água gelada, a resistência de aquecimento de um boiler, a válvula de
controle de vazão de uma bomba de recalque, etc.
“Um distúrbio é um sinal que tende a afetar de maneira adversa o valor da
variável de saída de um sistema” (OGATA, 2010, p. 3). Podemos exemplificar um
distúrbio como sendo o repentino aumento da temperatura de um ambiente devido a
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
98
um repentino aumento na quantidade de pessoas ou utilização de equipamentos em
um ambiente,
Os sistemas de controle de malha aberta são sistemas em que o sinal de saída
não exerce nenhuma influência na ação do controle e, portanto, usa um dispositivo de
atuação para controlar o processo diretamente, sem usar realimentação conforme
mostrado na figura 68 (OGATA, 2010, p. 7; DORF, 2009, p. 2).
FIGURA 68: SISTEMA DE CONTROLE EM MALHA ABERTA (SEM REALIMENTAÇÃO ) (DORF, 2009, P. 2).
Um exemplo de um sistema de controle de malha aberta pode ser observado
quando o próprio usuário ajusta a intensidade luminosa de um ambiente através da
manipulação de um dimmer. Nesse caso, quando a intensidade da iluminação natural
alterar, a iluminação artificial continuará com a mesma intensidade que foi ajustada
anteriormente pelo usuário e com o mesmo consumo de energia.
Um sistema de controle mais eficiente é o sistema de controle com
realimentação (malha fechada), que é um “sistema que estabelece uma relação de
comparação entre a saída e a entrada de referência (set point), utilizando a diferença
como meio de controle” (OGATA, 2010, p. 6). Adicionalmente, Dorf (2009, p. 2) define
que a diferença entre a saída desejada e a saída real é considerada como erro e que
deverá ser corrigida pelo controlador. Quando o erro é igual a zero, significa que a
saída do sistema apresenta o mesmo valor ajustado como entrada de referência e o
controlador não deve alterar a potência aplicada no atuador, não interferindo no
processo. Porém, no caso de obter um erro diferente de zero, a saída do controlador
deve fazer com que o atuador interfira no processo para reduzir esse erro. Na figura
69, por exemplo, observa-se o diagrama de blocos de um sistema de controle com
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
99
realimentação negativa, porque o sinal medido da saída é subtraído da entrada de
referência e usado como erro . Nesse caso, se o erro for positivo, o controlador deve
amplificar a potência do atuador, a fim de atingir na saída um valor igual ao do set
point desejado. Contudo, no caso de obter um erro negativo, o controlador deve
atenuar a potência do atuador.
FIGURA 69: SISTEMA DE CONTROLE EM MALHA FECHADA (COM REALIMENTAÇÃO ) (DORF, 2009, P. 2).
Um somador (figura 70) pode ser representado por um círculo, com os sinais
indicados dentro ou fora do círculo. O sinal positivo ou negativo na extremidade de
cada seta indica se cada sinal deve ser somado ou subtraído. As quantidades a serem
somadas ou subtraídas devem ter as mesmas grandezas físicas e mesmas unidades
(OGATA, 2010, p. 15).
FIGURA 70: SOMADOR (OGATA, 2010, P. 15).
Um exemplo de sistema com realimentação pode ser observado na automação
da iluminação através da utilização de sensores crepusculares, brises automatizados,
sensores fotoelétricos ou sensores solares. Essas automações tem o objetivo de
manter a iluminação do ambiente sempre constante, compensando a alteração da
intensidade de luminosidade natural por compensação da luminosidade artificial,
proporcionando maior conforto e redução no consumo de energia.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
100
Automação (do latim Automatus, que significa mover-se por si) é o controle de
um processo por meios automáticos em vez de manuais, sem a necessidade da
interferência humana. Segundo Rockenbach (2007, p. 29), “é um sistema em que os
processos operacionais em fábricas, estabelecimentos comerciais, hospitais, etc. são
controlados e executados por meio de dispositivos mecânicos ou eletrônicos,
substituindo o trabalho humano”. A automação pode ser implementada em diversos
setores, como industrial, comercial, biológico, residencial (domótica), predial
(inmótica) e urbano (urbótica). Segundo Dorf (2009, p. 4), na sociedade industrial o
objetivo é aumentar a produção, de modo a compensar aumentos salariais e custos
inflacionários.
As vantagens de utilizar sistemas de controle nas automações são diversas,
como por exemplo, a capacidade de movimentar grandes equipamentos com uma
precisão de posicionamento, o que não seria possível sem esses sistemas. Nise
(2009, p. 2) ilustra esse exemplo com um sistema de controle de um elevador, que
transporta rapidamente pessoas ou produtos ao destino, parando automaticamente
no andar desejado. Na figura 71 ele mostra que as principais medidas de desempenho
desse sistema de controle são a resposta transiente e o erro. A resposta transiente
afeta principalmente o conforto dos passageiros e o erro no regime estacionário afeta
a segurança dos passageiros, caso não fique nivelado com o piso do andar.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
101
FIGURA 71: RESPOSTA DE UM SISTEMA DE CONTROLE DE UM ELEVADOR (NISE, 2009, P. 19).
As principais vantagens de implementar automação utilizando sistemas de
controle, segundo Nise (2009, p. 2) são:
• Amplificação da potência: no exemplo do elevador de carga, a
capacidade de um motor elétrico em transformar a energia elétrica em
movimento com torque suficiente para transportar grandes pesos é
essencial. Porém, um sistema de controle pode automatizar a velocidade
e o posicionamento do elevador com a precisão necessária sem a
necessidade de um ascensorista.
• Controle remoto: os sistemas de controle também são utilizados em
locais remotos ou perigosos. Como exemplo, podemos citar um robô que
trabalha em ambiente radioativo ou contaminado. Outro exemplo, um
tanto menos complexo seria o controle de vazão automático para o
reservatório de água de um edifício, que mantém o reservatório cheio
sem a necessidade de uma pessoa atuar na válvula de vazão.
• Conveniência da forma da entrada: a forma com que o usuário ajusta o
valor da entrada de referência pode ser mais conveniente se for
adaptada pelo sistema de controle. Em um sistema de controle de
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
102
temperatura ambiente, por exemplo, pode ser mais conveniente um
ajuste em um termostato ou um display que mostra a temperatura
digitalmente, do que colocar a quantidade de calor desejada na entrada
como valor de referência.
• Compensação por perturbação: a capacidade de um sistema de controle
em manter a saída desejada mesmo na presença de perturbações é
outra vantagem da sua utilização. Podemos citar como exemplo, um
sistema inteligente de controle de temperatura de um ambiente que
deverá compensar o esfriamento repentino, no caso de uma janela ser
totalmente aberta permitindo que uma grande quantidade de ar frio
adentre o ambiente, ou compensar o aquecimento provocado pela
presença repentina de uma grande quantidade de pessoas no ambiente.
Segundo Ogata (2010, p. 19) a maioria dos controladores pode ser classificada
de acordo com suas ações de controle:
• Controladores On-Off (duas posições);
• Controladores proporcionais;
• Controladores proporcional-integrais;
• Controladores proporcional-derivativos e
• Controladores proporcional-integral-derivativos.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
103
Nos controladores on-off, o elemento atuador opera somente em duas
posições, que, geralmente, são simplesmente liga ou desliga. Segundo Ogata (2010,
p. 19), esses controladores são relativamente simples e de baixo custo, sendo essas
as razões de serem bastante utilizados em sistemas de controle domésticos e
industriais. Nas figuras 72(a) e 72(b), pode-se observar o diagrama de blocos de um
controlador on-off.
FIGURA 72: (A) DIAGRAMA DE BLOCOS DE UM CONTROLADOR ON -OFF; (B) DIAGRAMA DE BLOCOS DE UM CONTROLADOR ON -OFF COM INTERVALO DIFERENCIAL (HISTERESE) (OGATA, 2010, P. 20).
Considerando o sinal de saída como sendo a função u(t) e o sinal de erro e(t),
o controlador on-off mantém o sinal u(t) em um valor máximo U1 ou mínimo U2,
dependendo do sinal de e(t). Assim, se e(t) ˃ 0 tem-se que u(t) = U1; caso e(t) ˂ 0 tem-
se que u(t) = U2. O intervalo de variação permitido ao sinal de erro antes de ocorrer a
comutação é denominado intervalo diferencial ou histerese e pode ser observado na
figura 72(b). Algumas vezes essa histerese acontece devido a um atrito não
intencional ou de um atraso no movimento dos mecanismos; entretanto, muitas vezes
ele é provocado intencionalmente, para evitar uma operação muito frequente do
mecanismo de on-off, afirma Ogata (2010, p. 19).
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
104
Como exemplo de utilização desse tipo de controlador pode-se observar, na
figura 73(a), um sistema de controle de nível de líquido em um reservatório. Esse
sistema utiliza uma válvula eletromagnética (figura 73-b) para controlar a vazão de
entrada de líquido, que nesse caso pode ser constante ou nula.
FIGURA 73: (A) SISTEMA DE CONTROLE DE NÍVEL DE LÍQUIDO ; (B) VÁLVULA ELETROMAGNÉTICA (OGATA,
2010, P. 20).
A figura 74 mostra uma curva exponencial de enchimento e outra de
esvaziamento do reservatório. Quando o sinal de saída atinge os limites estabelecidos
pela histerese fica continuamente oscilando entre os valores de mínimo e máximo do
intervalo diferencial. O tamanho do intervalo diferencial deve levar em consideração a
precisão necessária para o sistema e o tempo de vida útil do componente comutador.
FIGURA 74: CURVA DO NÍVEL DO LÍQUIDO H(T) RELATIVA AO SISTEMA MOSTRADO NA FIGURA 53(A) (OGATA, 2010, P. 20).
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
105
Outro tipo de controlador é o controlador com ação proporcional, que produz
um sinal de saída que é proporcional à amplitude do erro e(t), sendo Kp a constante
de proporcionalidade ou ganho proporcional. “Qualquer que seja o mecanismo real ou
tipo de energia utilizada na operação, o controlador proporcional é essencialmente um
amplificador com um ganho variável” (OGATA, 2010, p. 20), que pode atuar como uma
amplificação ou uma atenuação no sistema. Comparado com a ação liga-desliga (on-
off), esse método possui a vantagem de eliminar as oscilações do sinal de saída. O
diagrama de blocos de um controlador proporcional é apresentado na figura 75.
FIGURA 75: DIAGRAMA DE BLOCOS DE UM CONTROLADOR PROPORCIONAL .
A equação do sinal de saída de um controlador proporcional é: u(t) = Kp . e(t)
Esse tipo de controlador é muito eficaz na economia de recursos naturais ou
de energia elétrica, pois ao invés de trabalhar apenas com as opções de desligar ou
ligar uma bomba ou motor elétrico, pode ajustar a potência entregue para essas
cargas em valores intermediários, contribuindo com a sustentabilidade do
empreendimento.
A integral do erro y é a soma de todos os valores instantâneos do sinal do erro
dentro de um intervalo de tempo, como mostra a figura 76, sendo uma forma de
aumentar a eficiência do controlador para alguns sistemas. A principal função da ação
integral é fazer com que, em regime permanente, o sinal de erro seja nulo. Entretanto,
a ação integral, se aplicada isoladamente, tende a piorar a estabilidade relativa do
sistema, em regime transitório. Para minimizar este fato, a ação integral é, em geral,
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
106
∫+=t
dtteTi
Kpkptu
0
)(e(t) )(
utilizada em conjunto com a ação proporcional constituindo-se o controlador PI
(proporcional – integral).
FIGURA 76: EXEMPLO DE INTEGRAL : SE F (X) ≥ 0; ENTÃO A INTEGRAL DE F (X) É A ÁREA SOB A CURVA Y = F (X) DE A ATÉ B. (STEWART, 2005, P. 379).
A ação de um controlador proporcional – integral é representada em diagrama
de blocos da figura 77.
FIGURA 77: DIAGRAMA DE BLOCOS DE UM CONTROLADOR PROPORCIONAL – INTEGRAL .
A equação do sinal de saída do controlador proporcional – integral é:
∫+=t
dtteTi
Kpkptu
0
)(e(t) )( , onde Ti significa tempo integrativo (OGATA, 2010, p. 21).
A saída de um processo apresenta, intuitivamente, uma certa inércia com
relação a modificações na variável de entrada. Esta inércia explica-se pela dinâmica
do processo que faz com que uma mudança na variável de controle provoque uma
mudança considerável na saída do processo somente após um certo tempo. Uma
outra interpretação é que, dependendo da dinâmica do processo, o sinal de controle
estará atrasado para corrigir o erro. Este fato é responsável por transitórios com
grande amplitude e período de oscilação, podendo, em um caso extremo, gerar
respostas instáveis. A ação derivativa, quando combinada com a ação proporcional,
tem justamente a função de antecipar a ação de controle a fim de que o processo
reaja mais rápido. Neste caso, o sinal de controle a ser aplicado é proporcional a uma
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
107
predição da saída do processo. O diagrama de blocos de um controlador PD é
apresentado na figura 78.
FIGURA 78: DIAGRAMA DE BLOCOS DE UM CONTROLADOR PROPORCIONAL – DERIVATIVO.
A equação do sinal de saída de um controlador proporcional – integral é:
dt
tdeTdKpkptu
)(e(t) )( += ; onde Td significa tempo derivativo (OGATA, 2010, p.
21).
Portanto, “a combinação das três ações controladoras tem as vantagens
individuais de cada uma das três ações de controle” (OGATA, 2010, p. 21) fazendo
com que o sinal de erro seja minimizado pela ação proporcional, possivelmente zerado
pela ação integral e obtida a saída desejada com uma antecipação de ajuste da
velocidade pela ação derivativa. O diagrama de blocos de um controlador proporcional
– integral – derivativo é apresentado na figura 79.
FIGURA 79: DIAGRAMA DE BLOCOS DE UM CONTROLADOR PROPORCIONAL – INTEGRAL – DERIVATIVO.
A equação do sinal de saída do controlador proporcional – integral – derivativo
é: dt
tdeTdKpdtte
Ti
Kpkptu
t )()(e(t) )(
0∫ ++= ; onde Kp representa o ganho
proporcional, Ti significa tempo integrativo e Td o tempo derivativo.
Esses conceitos podem ser aplicados em diversos sistemas para controlar
processos mecânicos, elétricos, biológicos e climáticos entre outros, a fim de obter os
dt
tdeTdKpkptu
)(e(t) )( +=
dt
tdeTdKpdtte
Ti
Kpkptu
t )()(e(t) )(
0∫ ++=
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
108
resultados desejados para automatizar esses processos. Porém, as teorias dos
sistemas de controle podem ser aplicadas em edifícios para automatizar a
temperatura ambiente, o fornecimento de água gelada, a iluminação, os controles de
acessos e diversos processos em um edifício inteligente e sustentável.
Um exemplo da aplicação dos conceitos do controle e automação na
arquitetura pode ser apresentado no já citado projeto da clepsidra. A clepsidra
necessitava da manutenção do reservatório com uma quantidade constante de água
a fim de obter maior precisão. Portanto, esse processo deveria ser automático para o
melhor desempenho de todo o sistema.
O diagrama de blocos do regulador da clepsidra é apresentado na figura 80 por
Mayr (1970, p. 16), onde ele apresenta um sistema de controle de malha fechada,
com realimentação negativa – “sistema que estabelece uma relação de comparação
entre a saída e a entrada de referência (set point), utilizando a diferença como meio
de controle” (OGATA, 2010, p. 6). Esse sistema é modelado da seguinte maneira: a
válvula recebe como entrada o erro “e”, proveniente da diferença entre o nível
desejado “r” e o nível atual “h” do reservatório. A pressão da água “p” fornecida para
o sistema é modelada como sendo um distúrbio - “Sinal que tende a afetar de maneira
adversa o valor da variável de saída de um sistema” (OGATA, 2010, p. 3). O
reservatório de regulação recebe um fluxo de água na entrada e a boia serve como
elemento de realimentação negativa, fechando a válvula quando o erro for igual à zero
e abrindo a válvula quando o erro for positivo.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
109
FIGURA 80: DIAGRAMA DE BLOCOS DO SISTEMA DE CONTROLE REALIMENTA DO DO REGULADOR COM BÓIA DE KTESÍBIOS (MAYR, 1970, P. 16).
Observa-se, tanto nas tecnologias apresentadas, quanto nos exemplares,
objetos de estudos de casos do capítulo 4 que, em sua maioria, os sistemas de
controle implementados no ambiente construído são on-off ou proporcionais. Alguns
casos que necessitam de maior precisão ou segurança utilizam sistemas de controle
PID.
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Esta dissertação constatou que os avanços tecnológicos, principalmente na
engenharia de controle e automação, na engenharia eletrônica, na engenharia de
telecomunicações e na computação tem influenciado os projetos de edifícios
corporativos na cidade de São Paulo nas últimas décadas. Essas novas tecnologias
têm contribuído com as recomendações do Ministério do Meio Ambiente que vão no
sentido de uma mudança dos conceitos da arquitetura - convencional ou que vem
sendo praticada-, objetivando estar em sintonia com as determinações da COP 21,
que definiu metas para redução do efeito estufa, as quais poderão ser atingidas
mediante a transdisciplinaridade entre arquitetura, engenharia eletrônica, engenharia
de telecomunicações e engenharia de controle e automação. A transdisciplinaridade
entre as disciplinas de projeto, tem proporcionado construção de edifícios corporativos
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
110
considerados inteligentes, salutares e sustentáveis na cidade de São Paulo, os quais
contemplam os seguintes quesitos: utilização de computação (tecnologia de
informação); segurança pessoal e patrimonial; projeto arquitetônico inteligente;
utilização de modernas ferramentas de desenvolvimento no projeto; preocupação com
a saúde de seus ocupantes; e comprometimento com a sustentabilidade. Esses
quesitos estão presentes nos empreendimentos que são estudos de casos analisados
e sinalizam que os projetos mais recentes na cidade de São Paulo estão em sintonia
com as metas da COP 21, além disso, há uma sincronicidade entre arquitetura
paulistana contemporânea e a arquitetura praticada no cenário internacional.
Assim, podemos concluir que automação predial tem uma contribuição direta e
inequívoca para inteligência, salubridade e sustentabilidade dos edifícios corporativos
contemporâneos, implementados na cidade de São Paulo, e que, tanto os dispositivos
quanto equipamentos necessários à essa automação e outros elementos utilizados
em projetos inteligentes estão disponíveis no mercado da construção civil paulistana.
Por fim, o estudo revelou ainda que a arquitetura contemporânea paulistana
está seguindo um novo e irreversível caminho, rumo à produção de Edifícios
Inteligentes e Sustentáveis.
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
111
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8 APÊNDICE A – PLANILHA GBC-BRASIL
(CERTIFICAÇÕES LEED NA CIDADE DE SÃO PAULO).
TABELA 3: EMPREENDIMENTOS CERTIFICADOS , PROJETADOS PELO ESCRITÓRIO AFLALO /GASPERINI ARQUITETOS NA CIDADE DE SÃO PAULO . FONTE: ARQ. ANDREY MARQUES (ESCRITÓRIO AFLALO /GASPERINI
ARQUITETOS).
Edifícios Inteligentes e Sustentáveis na Arquitetura Paulistana Contemporânea
127
TABELA 4: EMPREENDIMENTOS CERTIFICADOS OU EM FASE DE CERIFICAÇ ÃO NA CIDADE DE SÃO PAULO . FONTE: GBC - GREEN BUILDING COUNCIL BRASIL . DISPONÍVEL EM :
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9 ANEXO A – CERTIFICADOS ATRIBUÍDOS AOS
EMPREENDIMENTOS ESTUDOS DE CASO
FIGURA 81: CERTIFICADO LEED CS 3.0 GOLD ATRIBUÍDO AO EMPREENDIMENTO BMX – PARQUE DA CIDADE - TORRE SUCUPIRA EM 14/12/2016. FONTE: FORNECIDO PELO EMPREENDIMENTO BMX – PARQUE DA
CIDADE.