Arquitetura solar melhora conforto térmico das edificações

Como a arquitetura solar pode melhorar o conforto térmico das edificações?

Em tempos de calor extremo, como a arquitetura solar pode melhorar o conforto térmico das edificações?

Conforto Térmico na Arquitetura: Principais Estratégias

A arquitetura solar pode melhorar o conforto térmico em edifícios em tempos de calor extremo através do uso de painéis fotovoltaicos, tintas refletivas e elementos como brises solares.

Painéis fotovoltaicos

Reduzem a absorção de calor do telhado, criando uma camada extra que bloqueia parte da radiação solar

Vidros fotovoltaicos semitransparentes reduzem a entrada de calor e filtram a passagem de luz natural

Tintas refletivas

Refletem mais luz solar do que as tintas comuns, reduzindo a quantidade de calor que é absorvido pela edificação

Brises solares e toldos

Controlam a quantidade de luz solar direta que atinge o interior dos edifícios

Cores claras

Refletem uma maior quantidade de luz solar e calor, ajudando a reduzir a absorção de energia térmica pelo edifício

Orientação solar

A compreensão cuidadosa da orientação solar permite que arquitetos e designers criem espaços que sejam visualmente atraentes, confortáveis e energeticamente eficientes

Arquitetura bioclimática

Adapta-se às características de cada local, desde as regiões quentes e úmidas da Amazônia até as áreas mais frias do sul.

Muito além da geração de energia, a arquitetura solar pode ser a chave para manter edifícios mais frescos em meio ao calor extremo. Descubra como os sistemas fotovoltaicos integrados atuam no conforto térmico das construções.

Cobertura fotovoltaica solta no Laboratório Fotovoltaica UFSC.

Se tem uma coisa que todo mundo está sentindo na pele ultimamente é o calor. Ondas de calor estão cada vez mais frequentes e a sensação térmica em muitas cidades bate recordes históricos. O ar-condicionado, que já foi luxo, virou item de sobrevivência. Mas e se existisse uma maneira de aliviar esse calor sem depender tanto de eletricidade cara e de um consumo energético insustentável?

É aqui que entra a energia solar, mais especificamente, a arquitetura solar BIPV (Building-Integrated Photovoltaics), ou, em bom português, Energia Solar Fotovoltaica Integrada à Edificação. Além de gerar energia limpa, essa tecnologia pode contribuir – e muito – para o conforto térmico das construções. Vamos entender melhor como isso funciona e por que pode ser uma solução interessante para o futuro das cidades.

O que é o BIPV e como ele funciona em relação ao calor?

Conceito do BIPV é simples: em vez de instalar módulos solares apenas sobre telhados e lajes usando estruturas adicionais, o sistema fotovoltaico é integrado diretamente à construção, seja como revestimentos de fachadas e coberturas ou como elementos sombreadores, como brises e pérgolas. Módulos solares deixam de ser apenas fontes de energia, mas também participam da arquitetura do prédio.

A forma de fixação dos módulos em coberturas e fachadas pode proporcionar redução da entrada de calor, melhorando o desempenho energético do edifício. Ao invés de deixar que o sol bata diretamente nas superfícies, os módulos funcionam como uma barreira entre o sol e a edificação, absorvendo essa radiação e a convertendo em eletricidade. O resultado? Menos calor entrando no ambiente e mais energia para alimentar sistemas de refrigeração, iluminação e outros aparelhos.

Agora que sabemos o básico do BIPV, vamos direto ao ponto: como ele pode ajudar a manter os edifícios mais frescos em tempos de calor extremo? Aqui estão alguns exemplos:

Uso de módulos fotovoltaicos em fachadas ventiladas para redução da absorção de calor nas fachadas

Edifícios tradicionais costumam ser verdadeiras “esponjas térmicas”. O sol bate na fachada e o calor é absorvido pelas paredes, que depois irradiam esse calor para dentro da construção. Isso é especialmente problemático em grandes cidades, onde o fenômeno das ilhas de calor urbano torna o ambiente ainda mais quente.

Com o BIPV instalado em fachadas ventiladas, essa radiação solar é capturada pelos módulos fotovoltaicos e parte dela é transformada em eletricidade e parte é dissipada pelas costas dos módulos, no colchão de ar presente nas fachadas ventiladas. Isso significa menos calor entrando e, consequentemente, um ambiente interno mais fresco.

Uso de módulos fotovoltaicos em brises e pérgolas que barram a irradiação indesejada

A função primordial de um brise ou de um pergolado é justamente barrar uma irradiação indesejável. Se aliarmos a estrutura de brises e pergolados elementos fotovoltaicos, temos um equipamento com múltiplas funções. Eles geram energia, evitam a entrada de calor e luz excessiva, reduzem a carga térmica, reduzem a necessidade de condicionamento de ar e aumentam a eficiência energética da edificação.

Brises fotovoltaicos do Instituto Germinare em São Paulo.

Uso de módulos fotovoltaicos como coberturas soltas, elevadas em relação à edificação

Os telhados são uma das maiores fontes de ganho térmico em uma construção. Se o telhado esquenta demais, o calor se transfere para dentro e os sistemas de resfriamento precisam trabalhar dobrado.

Módulos solares instalados sobre telhados já ajudam a reduzir essa absorção de calor, pois criam uma camada extra que bloqueia parte da radiação solar, principalmente devido a camada de ar entre módulos e telhado. Mas quando esses módulos criam uma cobertura solta elevada, o efeito do sombreamento é ainda mais significativo. Esta é uma estratégia que pode ficar muito interessante esteticamente, mas é altamente recomendável contar sempre com um arquiteto para garantir o sucesso deste tipo de integração.

Cobertura fotovoltaica solta no Laboratório Fotovoltaica UFSC.

Uso de módulos semitransparentes ou vidros fotovoltaicos para controle de entrada de luz

Outro ponto crítico em prédios e casas são as janelas. Vidros comuns deixam a luz (e o calor) entrar sem restrições, criando aquele efeito de estufa.

Os módulos fotovoltaicos semitransparentes e os vidros fotovoltaicos do BIPV funcionam de maneira diferente. Além de gerar energia, eles podem reduzir a entrada de calor e filtrando a passagem de luz natural. Isso significa redução dos ganhos térmicos, menor necessidade de ar-condicionado durante o dia e um ambiente mais agradável, tanto em projetos residenciais quanto comerciais.

Módulo semitransparente e vidros fotovoltaicos.

Energia solar para alimentar sistemas de resfriamento e simultaneidade

Mesmo com todas essas estratégias para reduzir o calor, alguns dias são tão quentes que o ar-condicionado acaba sendo indispensável. A boa notícia é que o BIPV não só ajuda a diminuir o ganho térmico, como também gera energia para alimentar esses sistemas de resfriamento.

Em vez de utilizar eletricidade da rede (que muitas vezes vem de fontes poluentes e não renováveis), o próprio prédio pode produzir sua própria energia para manter o ambiente fresco. Isso representa economia na conta de luz e um impacto ambiental muito menor.

Além disso, a coincidência temporal entre a maior necessidade de ar-condicionado e a geração energética é extremamente favorável diante da regulamentação da ANEEL para sistemas de geração distribuída. A energia gerada será utilizada de forma instantânea, não acarretando cobrança de tarifa para compensação energética.

BIPV e a sustentabilidade urbana

Além de melhorar o conforto térmico, o BIPV tem um papel fundamental na sustentabilidade das cidades. Com o crescimento populacional e a urbanização acelerada, os centros urbanos estão sofrendo cada vez mais com o calor, ao passo que a demanda por energia elétrica só aumenta.

Integrar a geração de energia diretamente nas construções reduz a necessidade de grandes usinas e redes de transmissão sobrecarregadas. Pela simultaneidade entre geração e consumo, evita picos de consumo na rede. Além disso, diminui as emissões de carbono associadas ao uso de eletricidade, contribuindo com a transição energética.

Vale ressaltar que o BIPV pode ser aplicado tanto em novas construções quanto em retrofit de edifícios antigos, tornando-se uma solução viável para qualquer tipo de projeto. Aliás, não faz mais sentido projetar novas edificações que não gerem sua própria energia.

Reciclagem do lixo, consumo consciente, reaproveitamento de materiais e recursos naturais são algumas das ações amigas da natureza. Porém, é possível ir muito mais além com a ajuda da arquitetura sustentável.

Desafios e futuro do BIPV

Claro, como toda tecnologia emergente, o BIPV ainda enfrenta desafios. O custo inicial pode ser mais alto do que o de módulos solares convencionais, e a implementação requer planejamento específico para cada projeto. Além disso, a disseminação dessa tecnologia se daria de forma muito mais acelerada se houvesse incentivos governamentais e políticas públicas favoráveis.

Mas a boa notícia é que os avanços tecnológicos estão tornando os materiais mais acessíveis e eficientes. Empresas ao redor do mundo já estão investindo pesado nessa área, e à medida que a demanda cresce, os preços devem cair. Além disso, empresas nacionais, como a Garantia Solar BIPV, Eternit, Sengi, entre outras, já estão nacionalizando produtos exclusivamente para este nicho de mercado.

A tendência é que os edifícios sejam projetados já levando em conta a integração dos sistemas fotovoltaicos, e o BIPV se torne um padrão na construção civil sustentável.

Conclusão: o BIPV como solução para as ondas de calor

Diante das ondas de calor cada vez mais intensas e frequentes, buscar soluções inovadoras para manter os edifícios frescos e sustentáveis é essencial. O BIPV surge como uma alternativa poderosa, unindo eficiência energética, conforto térmico e sustentabilidade.

Ao reduzir a absorção de calor, melhorar o isolamento dos telhados, controlar a entrada de luz e gerar eletricidade limpa, essa tecnologia pode transformar como projetamos e vivemos nas cidades.

Para projetos de Arquitetura Solar BIPV com eficiência e qualidade, entre em contato (clarissa@arquitetandoenergiasolar.com.br). Juntos podemos transformar ideias em projetos sustentáveis e inovadores.

Arquiteta Clarissa Zomer é doutora em Engenharia Civil, especialista em sistemas fotovoltaicos integrados à arquitetura. (pv-magazine-brasil)