Jovens arquitetos do Estúdio 41 vencem o concurso para a Estação Antártica brasileira com um projeto que une conforto térmico com baixo consumo energético e produção de energia com sistemas limpos | aU - Arquitetura e Urbanismo

Edifícios

Estúdio 41 . Continente Antártico . 2013

Jovens arquitetos do Estúdio 41 vencem o concurso para a Estação Antártica brasileira com um projeto que une conforto térmico com baixo consumo energético e produção de energia com sistemas limpos

Por Bianca Antunes
Edição 230 - Maio/2013

Projeto vencedor de concurso faz simulações de conforto térico e busca soluções para grantir um abrigo aos cientistas em ambiente inóspito com baixo consumo energético - e inclui produção de energia com sistemas limpos

A 3.170 km do ponto mais sul do Brasil há um pedacinho brasileiro: a Estação Antártica Comandante Ferraz, no continente antártico. No inverno, a temperatura média é -9ºC. No verão, 0ºC - a mínima absoluta já registrada foi de -28,5ºC e, a máxima, de 14,4ºC. Comandada pela Marinha do Brasil, serve de apoio a estudos de meio ambiente, oceanografia, biologia e atmosfera. Cientistas passam alguns meses por ano por lá, estudando as condições ambientais, comparando com outras situações pelo mundo, produzindo conhecimento e dando renome internacional à pesquisa brasileira - a Antártica é o principal regulador térmico do planeta, influenciando o clima e as condições de vida, controlando as circulações atmosféricas e oceânicas.

No início de 2012, um incêndio destruiu a edificação que estava lá desde 1984. Em janeiro de 2013, lançou-se, então, um concurso de arquitetura para a nova estação, em busca de um projeto que pensasse no ambiente inóspito e no conforto dos usuários, no crescimento da estação ao longo dos anos, na flexibilidade de usos e na segurança. Se o local é a oportunidade de desenvolvimento científico, transformou-se em oportunidade para a arquitetura e a indústria brasileiras.

Os vencedores, anunciados dia 15 de abril, foram os jovens arquitetos do curitibano Estúdio 41, que propuseram o edifício principal em três blocos. O superior abriga os camarotes, as áreas de serviço e o jantar. No inferior, estão laboratórios e áreas de operação - este bloco recebe garagens e o paiol central, em um nível inferior. O bloco transversal reúne o uso social. Pilares reguláveis suspendem o edifício para possibilitar adaptações às mudanças provocadas pela variação de temperatura e ao degelo, e a situá-lo na topografia acidentada.
SISTEMA CONSTRUTIVO Devido às baixas temperaturas, ao ambiente inóspito e ao cuidado rigoroso com o meio ambiente, chega-se a uma necessidade primordial: o uso de pré-fabricados e a industrialização dos componentes construtivos. Para facilitar a montagem, os arquitetos apostaram em uma seção construtiva contínua em grande parte do edifício, com a repetição de componentes e sistemas que garantam a eficiência na montagem, o autodesempenho do edifício e a racionalização dos processos de fabricação.

As estruturas principais são de aço de alta resistência à corrosão e ao clima frio, tratado para minimizar a manutenção. A estrutura de suporte aos pisos é formada por treliças em grelha e modulada em painéis de 600 m x 1.200 cm. O contraventamento das estruturas das coberturas e paredes é de paredes treliçadas transversais posicionadas a cada 12 m, no máximo.

Internamente, os ambientes devem ser pré-fabricados em módulos de madeira, para transportá-los já montados do Brasil, inclusive com o mobiliário.
CONFORTO INTERNO Para garantir o conforto térmico, mas ter um consumo energético consciente, os consultores definiram perfis de temperaturas para cada ambiente, agrupando o programa de necessidades na planta e seguindo três fatores: temperatura necessária, ocupação ao longo do dia e sazonalidade de ocupação dos espaços - no verão, a base é muito mais ocupada que no restante do ano.

Com o software EnergyPlus, estudaram também o comportamento do sistema de calefação, analisando o consumo e comparando diferentes tipos de utilização. Ambientes como laboratórios e parte dos camarotes, quando não ocupados, por exemplo, podem ser mantidos durante o inverno em uma temperatura por volta de 5°C, para prevenir o congelamento de tubulações. Áreas técnicas também não precisam ter a mesma temperatura interna.

O primeiro simulado com temperatura de 21ºC em todos ambientes teve consumo de 28,009.13 kWh/ano. No segundo modelo, com temperaturas diferentes para cada ambiente, houve consumo de 14,933.6 kWh/ ano: redução de 47%. O sistema de calefação utilizado na simulação foi o aquecimento com placas radiantes.

Para a estratégia de conforto ambiental, também é essencial trabalhar o desempenho da envoltória, prevenindo a perda de calor. Para os fechamentos externos, foram utilizadas camadas de chapa metálica, painéis de PIR (poli-isocianurato) e osb. Os vidros têm tripla camada. Uma barreira de vapor está prevista entre esse sanduíche externo e os fechamentos internos dos módulos - que será de osb ou drywall recheado com isolante PIR ou lã de rocha.

Optou-se pelo PIR para uma baixa transmitância e por sua característica de prevenção contra incêndio. A espessura foi definida em 25 cm a partir de simulação e dados comparativos para chegar ao melhor custo-benefício - mais uma vez, a tecnologia dos softwares, com simulações paramétricas, ajudou a entender variáveis de comportamento da estação.

No resultado das simulações, percebeu-se que a carga térmica mais severa é o ar externo, tanto como infiltração quanto como renovação de ar. A redução das taxas de renovação de ar externo proporciona uma diminuição grande no consumo energético com aquecimento - mas, por outro lado, a renovação é necessária para a qualidade do ar. A solução foi reduzir o impacto do ar externo com seu preaquecimento, uso de materiais como forros e revestimentos que diminuem o número de partículas em suspensão, e utilização de sensor de concentração de CO2, para que haja a possibilidade de reduzir a taxa de renovação conforme a concentração de CO2 no ambiente.
ENERGIA E ÁGUA Um modelo de cogeração une energia fotovoltaica, eólica e a proveniente da queima de etanol. A automação garante o equilíbrio entre as fontes, dependendo da oferta disponível em cada sistema. O gerador de etanol entra em potência total somente se não houver oferta das energias limpas. Haverá reaproveitamento das águas servidas, com tratamento das águas cinzas e do esgoto.
COMBATE A INCÊNDIO O edifício está organizado em unidades autônomas com sistemas individualizados de combate a incêndio. O principal é composto pelos sprinklers. Em casos específicos (motores, caldeiras, geradores e controle), entram sistemas do tipo watermist, de aspersão com água atomizada. Como complemento, serão especificados agentes que não deixam resíduos, como o gás FM-200. Para o isolamento dos setores da estação, são previstas paredes pré-fabricadas de concreto celular com 10 cm de espessura, que resistem a até 380 minutos de fogo. Nesses pontos, estão as principais saídas de emergência, com antecâmaras com portas corta-fogo.

FEET IN THE SNOW, BODY PROTECTED
In the beginning of 2012, a fire destroyed the Comandante Ferraz Brazilian Station in the Antarctic. On January 28, 2013, an architecture contest was held for building the new station. The idea was to find a project reflecting the inhospitable environment and comfort for the users, the growth needed for the next few years, the flexibility of uses and safety. Winners were the young men from Estúdio 41, who proposed the building consisting of three blocks set according to the topography. Due to local conditions, the use of pre-fabricated materials and the industrialization of the building components are essential. To make assembly easy, architects bet on a continuous constructive section, with the repetition of components and systems. The main structures are made of steel, highly resistant to corrosion and to the cold weather. In order to guarantee thermal comfort, but to have a moderate consumption of energy, the consultants chose temperature profiles in each ambiance. For the external enclosures, layers of metallic plates, panels of PIR (polyisocyanurate) and OSB were utilized.



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