Medição e planejamento cuidadoso é essencial na produção de qualquer produto de qualidade, e quando se trata de indústria da construção, uma grande quantidade de tempo e esforço é gasto na medição e análise de como o projeto de um edifício irá interagir com os materiais e as condições ambientais, como vento, sol , água e gravidade.
Nas últimas décadas a indústria da construção civil tem sido digital e ferramentas de medição e análise de construção tornaram-se cada vez mais high tech. Os softwares Building Information Modeling (BIM) são uma promissora ferramenta que permite que os arquitetos e engenheiros modelem digitalmente os diferentes elementos de um edifício (forma, estrutura, aquecimento/arrefecimento, custos, materiais, etc) em tempo real e rapidamente compreendam como mudanças específicas em modelos de projeto ou de construção terão impacto sobre outras variáveis como a estrutura, cargas, eficiência energética e orçamento final. Arquitetos e engenheiros usam o BIM pois ele ajuda a economizar tempo no processo de projeto e desenvolvedores e empresas de construção apreciam como ele pode economizar custos em materiais e mão de obra. Building Information Modeling é melhor utilizado quando se analisa como um monte de variáveis complexas trabalham juntas e agiliza o processo de comunicação entre as várias partes envolvidas no projeto de um edifício, tornando-o mais fácil para projetar melhores edifícios. Da forma que o BIM aumenta a eficiência no processo de projeto ele é uma bênção para o projeto sustentável.
Museu de Ciência de Miami
Um grande exemplo de como BIM pode ajudar arquitetos projetar edifícios verdes pode ser visto no Museu de Ciência de Miami (MiaSci), que está sendo construído na orla marítima de Miami. Como uma instituição cultural, educacional e de pesquisa científica dinâmica, o MiaSci está focado em operar com os mais altos padrões ambientais, contribuindo para a criação de uma comunidade com uma economia regional saudável. O MiaSci criou uma Plataforma de Sustentabilidade que alinha missão, programas e operações com as pessoas, o planeta e a prosperidade da organização. A criação de um edifício que iria refletir e criar um espaço propício para a sua missão era essencial. Desenhado por Grimshaw Architects, MiaSci ganhou uma concessão do Departamento de Energia dos EUA em 2009 para incorporar o BIM no processo de projeto, a fim de explorar as diferentes questões ambientais durante a fase de concepção e finalmente produzir um edifício mais verde.O grupo Case Building + Technology liderou a consultoria BIM no projeto do MiaSci e ajudou Grimshaw modelar especificamente como as estratégias solares, sistemas de água, bem como a forma do edifício impactaria na ventilação e como esses elementos poderiam, por sua vez serem maximizados para não só reduzir a sua energia e as necessidades de recursos externos, mas como eles poderiam preencher esses vazios no local, independente da rede ou outras partes.
O Museu da Ciência de Miami integrou cuidadosamente a direção e localização do sol em seu projeto, engajando-se em estratégias passivas e ativas de projetos de insolação. O BIM foi usado para modelar a variação das condições solares ao longo do dia e do ano para ajudar a projetar a forma de construção, saliências e instalações fotovoltaicas. Os painéis solares cobrem áreas de tanto telhado do museu como a fachada para captação de energia do sol. Painéis Fotovoltaícos altamente eficientes de película fina também foram usados em áreas como o átrio e claraboias para ligar o prédio, mas nunca à custa de iluminação natural. Estratégias solares passivas estão bem integradas no projeto e fornecem uma forma tanto para aquecimento como arrefecimento. De fato, em muitos casos, os painéis fotovoltaicos oferecem sombreamento direto para o edifício e do interior.
Estratégias de Água
MiaSci é uma esponja virtual quando se trata de captação de água. Um mirante é projetado no telhado do edifício e usa a bio filtragem natural da água da chuva através de manguezais e outros elementos. O telhado verde do museu e a parede verde interna fornece mais bio filtragem, bem como um meio temporário de retenção de água da chuva para irrigação mais tarde. O aproveitamento de águas pluviais também é feito na superfície do telhado e toda a água captada é armazenada na área do parque de estacionamento. Toda a água em excesso é direcionada para áreas úmidas ou para poços. Além disso, os banheiros do museu são eficientes usando águas tratadas capturadas das bacias, chuveiros e sistemas de drenagem.
Modelagem do Fluxo de Ar e Ventilação
A forma da construção MiaSci não é acidental. A forma de construção foi deliberadamente concebida de uma maneira específica para trabalhar com o padrão de fluxo de vento no local e, dessa forma, a ventilação e o fluxo de ar em relação à forma de construção foram cuidadosamente estudados com o uso do BIM. O edifício MiaSci foi concebido como um bloco sólido nos limites norte e oeste do terreno e a orientação sudoeste foi escolhida para aproveitar os ventos predominantes. Entendia-se logo no início do processo do projeto que o tamanho e as aberturas do museu seriam primordiais para uma ventilação cruzada eficaz. Para encontrar um equilíbrio criou-se uma análise detalhada das velocidades de vento e potencial acúmulo de pressão no BIM abrindo caminho para a criação de um “canyon” através da cobertura acima da cripta do museu para aliviar a pressão positiva. Várias simulações através do BIM mostrou que, embora o canyon desse lugar a um fluxo de ar de força significativa, o efeito foi restrito ao teto da cripta, e as condições do ar no nível do solo manteve-se agradável e confortável. Numerosas interações foram modeladas para determinar a forma ideal telhado e a altura que vemos hoje.
Abrindo para o sudoeste, o museu tem a vantagem de ventos predominantes do terreno para ventilação cruzada ideal e conforto dentro do espaço. Espaços de administração e galeria ficam no extremo leste do museu, e a troca de ar dentro desses espaços é maximizada através de um átrio adjacente. Enquanto áreas galeria estão totalmente condicionadas mecanicamente, o ar que se esgota nestes espaços é reciclado para pré-resfriar o ar fresco do átrio, que então, flui para resfriar o chão da parte administrativa, eventualmente, esgotado por uma pele dupla acústica. Folhas Fotovoltaicas de vento no topo do telhado na extremidade ocidental da estrutura, e o calor radiante absorvido pela parte de trás dos painéis induzem a circulação do ar por convecção. As medidas de ventilação criadas para o museu é um sistema cuidadosamente calculado e sucinto que se chegou através de uma série de análises de BIM.
Integrando BIM como uma ferramenta fundamental no processo de projeto, deu lugar a uma troca simplificada de modelos de informação e dados analíticos entre Case, Grimshaw e sua equipe de consultores, que inclui engenheiros da Arup e arquitetos da Rodriguez & Quiroga. Usando o BIM, Grimshaw foi capaz de integrar qualquer feedback que recebeu logo no início e refinar seu projeto de acordo para melhor atingir seus objetivos, as metas de seus clientes, e criar uma estrutura verdadeiramente sustentável que iria fornecer um precedente para futuras iniciativas de construção verde.
Tradução e adaptação:
Arq. José Eduardo Rendeiro
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