Aplicabilidade do bambu em zona bioclimática 1 como alternativa construtiva: proposição de painel, sistema construtivo modular e simulação do desempenho térmico

Abstract

Esta pesquisa assume como tema principal o estudo do bambu como elemento construtivo, reconhecendo-se este material como uma alternativa de construção mais sustentável. O estudo teve como objetivo avaliar a aplicabilidade do bambu como material construtivo em região de zona bioclimática 1, através da proposição de um sistema construtivo modular e da simulação do desempenho térmico de painéis verticais de bambu. Avaliando-se os fatores e requisitos de desempenho optou-se por pesquisar questões relativas à habitabilidade, através do estudo do desempenho térmico de painéis de bambu de uma edificação residencial. Após a delimitação da área para pesquisa, a escolha da edificação partiu de um estudo das construções locais através de um levantamento fotográfico, com a verificação de alguns padrões construtivos de caráter evolutivo. Optou-se por uma arquitetura modular, respeitando as características estéticas encontradas no levantamento inicial, resultando em uma edificação residencial de um pavimento, com a possibilidade de pré-fabricação dos elementos construtivos. A avaliação do desempenho térmico foi feita através de simulações computacionais da edificação proposta e de medições da resistência térmica de colmos de bambu e de chapas de bambu. Os resultados encontrados com as simulações, utilizando-se painéis de bambu nas paredes internas e externas, apresentaram uma redução do consumo total de energia na edificação, para simulações com o arquivo climático de São Joaquim/SC. Foram feitas outras simulações com arquivos climáticos de outras cidades de Santa Catarina, que também obtiveram resultados satisfatórios, no sentido de contribuir para a utilização de um menor número de horas com climatização mecânica nos ambientes, reduzindo, assim, o consumo total de energia da edificação. Quanto às medições dos colmos e chapas de bambu, ficou evidenciado as diferenças nos valores da resistência térmica dos colmos para as duas espécies de bambu pesquisadas, devendo-se levar em consideração a variação dimensional dos diâmetros internos e da espessura do bambu, apesar da medida dos diâmetros externos serem próximos, em torno de 6 cm. As chapas de bambu obtiveram um resultado para o valor da resistência térmica/condutividade, mais próximo do valor utilizado nas simulações, que os colmos de bambu. Além do estudo do bambu, também foram feitas simulações com materiais utilizados na região de estudo (madeira e alvenaria de tijolos cerâmicos), e comparados os resultados de cada material com os resultados obtidos para o bambu. Dessa forma, verificou-se que o bambu obteve resultados melhores que os outros materiais, com sua utilização nas paredes da edificação, externas e internas. Apenas a alvenaria de tijolos cerâmicos com argamassa obteve um resultado melhor em uma das simulações. Avaliando o desempenho do bambu como material construtivo, em regiões de zona bioclimática brasileira 1, sob o ponto de vista do desempenho térmico, através das simulações e medições feitas nesta pesquisa, pode-se dizer que o bambu contribui para a diminuição do consumo total de energia na edificação. No caso desta pesquisa, uma edificação residencial de um pavimento, com as características específicas do estudo.

Abstract: The main theme of this research is the study of bamboo as a constructive element, recognizing this material as a more sustainable construction alternative. The objective of this study was to evaluate the applicability of bamboo as a construction material in a bioclimatic zone 1 region, through the proposition of a modular construction system and the simulation of the thermal performance of vertical bamboo panels. Evaluating the performance factors and requirements, it was decided to research issues related to habitability, through the study of the thermal performance of bamboo panels of a residential building. After the delimitation of the area for research, the choice of the building was based on a study of the local constructions through a photographic survey, with the verification of some construction patterns of an evolutionary nature. We opted for a modular architecture, respecting the aesthetic characteristics found in the initial survey, resulting in a one floor residential building, with the possibility of prefabrication of the construction elements. The evaluation of the thermal performance was done through computer simulations of the proposed building and measurements of the thermal resistance of bamboo culms and bamboo sheets. The results found with the simulations, using bamboo panels on the internal and external walls, showed a reduction in the total energy consumption in the building, for simulations with the climatic archive of São Joaquim/SC. Other simulations were carried out with climatic files from other cities in Santa Catarina, which also obtained satisfactory results, to contribute to the use of a smaller number of hours with mechanical air conditioning in the environments, thus reducing the total energy consumption of the building. As for the measurements of the bamboo stalks and sheets, the differences in the values of the thermal resistance of the stalks for the two species of bamboo studied were evidenced, considering the dimensional variation of the internal diameters and thickness of the bamboo, although the measurement of the external diameters is close, around 6 cm. The bamboo sheets obtained a result for the value of thermal resistance/conductivity, closer to the value used in the simulations, than the bamboo stalks. In addition to the study of bamboo, simulations were also made with materials used in the study region (wood and ceramic brick masonry), and the results of each material were compared with the results obtained for bamboo. Thus, it was found that bamboo obtained better results than the other materials, with its use in the walls of the building, external and internal. Only ceramic brick masonry with mortar obtained a better result in one of the simulations. Evaluating the performance of bamboo as a construction material, in regions of Brazilian bioclimatic zone 1, from the point of view of thermal performance, through the simulations and measurements made in this research, it can be said that bamboo contributes to the reduction of total energy consumption in the building. In the case of this research, a one-story residential building, with the specific characteristics of the study.