Arquitetura sustentável
A arquitetura sustentável, também conhecida como arquitetura verde e ecoarquitetura, é uma maneira de conceber o projeto arquitetônico de forma sustentável, procurando otimizar recursos naturais e sistemas de edificação que, de tal modo, minimizem o impacto ambiental dos edifícios sobre o meio ambiente e seus habitantes, por meio da melhoria da eficiência e da moderação no uso de materiais, energia, espaço e do ecossistema como um todo. A arquitetura sustentável utiliza uma abordagem consciente para a conservação de energia e recursos ecológicos no design do ambiente construído.
De uma perspectiva restrita para uma mais ampla
O termo "sustentabilidade" em relação à arquitetura tem sido, até hoje, considerado principalmente através da perspectiva da tecnologia arquitetônica e suas transformações. Indo além da esfera técnica do "design verde", invenção e especialização, alguns estudiosos estão começando a posicionar a arquitetura dentro de um quadro cultural muito mais amplo da inter-relação humana com a natureza. Adotar esse quadro permite traçar uma rica história de debates culturais sobre a relação da humanidade com a natureza e o meio ambiente, a partir do ponto de vista de diferentes contextos históricos e geográficos.
Carbono operacional e carbono incorporado
A construção de edifícios representa 38% das emissões totais globais de carbono. Enquanto a arquitetura sustentável e os padrões de construção têm tradicionalmente focado na redução das emissões de carbono operacional, até o momento há poucos padrões ou sistemas em vigor para rastrear e reduzir o carbono incorporado. Embora o aço e outros materiais sejam responsáveis por emissões em grande escala, o cimento sozinho é responsável por 8% de todas as emissões.
Mudanças pedagógicas
Críticos modernistas do reducionismo frequentemente apontaram o abandono do ensino da história da arquitetura como um fator causal. O fato de que vários dos principais protagonistas do modernismo foram treinados na Escola de Arquitetura da Universidade de Princeton, onde o ensino da história continuava a fazer parte da formação em design nas décadas de 1940 e 1950, foi significativo. O crescente interesse pela história teve um impacto profundo na educação arquitetônica. Cursos de história se tornaram mais típicos e regularizados. Com a demanda por professores com conhecimento na história da arquitetura, surgiram vários programas de doutorado em escolas de arquitetura, a fim de se diferenciar dos programas de doutorado em história da arte, onde historiadores da arquitetura haviam sido treinados anteriormente. Nos Estados Unidos, o Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e a Universidade Cornell foram os primeiros, criados em meados da década de 1970, seguidos pelas Universidades Columbia, Berkeley e Princeton. Entre os fundadores de novos programas de história da arquitetura estavam Bruno Zevi, no Instituto de História da Arquitetura em Veneza, Stanford Anderson e Henry Millon no MIT, Alexander Tzonis na Architectural Association, Anthony Vidler em Princeton, Manfredo Tafuri na Universidade de Veneza, Kenneth Frampton na Universidade de Columbia, e Werner Oechslin e Kurt Forster no Instituto Federal de Tecnologia de Zurique.
A eficiência energética ao longo de todo o ciclo de vida de um edifício é o objetivo mais importante da arquitetura sustentável. Arquitetos utilizam diversas técnicas passivas e ativas para reduzir as necessidades energéticas dos edifícios e aumentar sua capacidade de captar ou gerar sua própria energia. Para minimizar custos e complexidade, a arquitetura sustentável prioriza sistemas passivos que aproveitam a localização do edifício com elementos arquitetônicos incorporados, complementando com fontes de energia renovável e, em seguida, utilizando recursos de combustíveis fósseis apenas quando necessário. A análise do local pode ser empregada para otimizar o uso de recursos ambientais locais, como luz natural e vento do ambiente, para aquecimento e ventilação. O uso de energia muitas vezes depende de o edifício obter sua energia da rede elétrica ou de forma independente. Estes edifícios que obtêm energia de forma independente, utilizam armazenamento de eletricidade no local, enquanto os edifícios conectados à rede alimentam a eletricidade excedente de volta para a rede.
Eficiência dos sistemas de climatização
Numerosas estratégias arquitetônicas passivas foram desenvolvidas ao longo do tempo. Exemplos dessas estratégias incluem o arranjo dos cômodos ou o dimensionamento e a orientação das janelas em um edifício, além da orientação das fachadas e ruas ou a proporção entre alturas dos edifícios e larguras das ruas no planejamento urbano. Um elemento importante e econômico de um sistema eficiente de aquecimento, ventilação e ar condicionado (AVAC) é um edifício com bom isolamento térmico. Um edifício mais eficiente requer menos potência para gerar ou dissipar calor, mas pode exigir mais capacidade de ventilação para expulsar o ar interno poluído. Quantidades significativas de energia são desperdiçadas nos edifícios através de águas residuais, ar e resíduos compostáveis. Tecnologias de reciclagem de energia disponíveis no mercado podem efetivamente recapturar energia de águas quentes residuais e ar estagnado, transferindo essa energia para a água fria ou ar fresco que entra no edifício. A recaptura de energia para usos que não sejam jardinagem, a partir de resíduos compostáveis que saem dos edifícios, requer digestores anaeróbicos centralizados.
Geração de energia renovável
Dispositivos solares ativos, como painéis solares fotovoltaicos, ajudam a fornecer eletricidade sustentável para qualquer uso. A produção elétrica de um painel solar depende da orientação, eficiência, latitude e clima — o ganho solar varia mesmo na mesma latitude. As eficiências típicas para painéis fotovoltaicos comercialmente disponíveis variam de 4% a 28%. A baixa eficiência de certos painéis fotovoltaicos pode afetar significativamente o período de retorno sobre o investimento de sua instalação. Essa baixa eficiência não significa que os painéis solares não sejam uma alternativa energética viável. Na Alemanha, por exemplo, os painéis solares são comumente instalados na construção de residências.
Alguns exemplos de materiais de construção sustentáveis incluem denim reciclado ou isolamento de fibra de vidro soprada, madeira de origem sustentável, trass, linóleo, lã de ovelha, concreto de cânhamo, concreto romano, painéis feitos de flocos de papel, terra cozida, terra comprimida, argila, vermiculita, linho, sisal, erva-marinha, grãos de argila expandida, coco, placas de fibra de madeira, arenito calcário, pedras e rochas obtidas localmente e bambu, que é uma das plantas lenhosas mais fortes e de crescimento mais rápido, além de colas e tintas de baixo COV e não-tóxicas. O piso de bambu pode ser útil em espaços ecológicos, pois ajuda a reduzir as partículas de poluição no ar. A cobertura vegetativa ou escudo sobre a parte externa dos edifícios também contribui para isso. O papel fabricado a partir da madeira florestal é supostamente 100% reciclável, regenerando e economizando quase toda a madeira utilizada em seu processo de fabricação. Há um potencial subutilizado para armazenar carbono de forma sistemática no ambiente construído.
Produtos naturais
O uso de materiais de construção naturais por suas qualidades sustentáveis é uma prática observada na arquitetura vernacular. Estilos arquitetônicos regionais se desenvolvem ao longo de gerações, utilizando materiais locais. Essa prática reduz as emissões de transporte e produção. Fontes regenerativas, uso de materiais de desperdício e a capacidade de reutilização são qualidades sustentáveis da madeira, telhados de palha, pedra e argila. Produtos de madeira laminada, palha e pedra são materiais de construção de baixo carbono com grande potencial para escalabilidade. Os produtos de madeira podem sequestrar carbono, enquanto a pedra tem uma baixa energia de extração. A palha, incluindo a construção com fardos de palha, sequestra carbono enquanto proporciona um alto nível de isolamento. O alto desempenho térmico dos materiais naturais contribui para regular as condições internas sem o uso de tecnologias modernas.
Materiais reciclados
A arquitetura sustentável frequentemente incorpora o uso de materiais reciclados ou de segunda mão, como madeira recuperada e cobre reciclado. A redução no uso de novos materiais cria uma correspondente diminuição na energia incorporada (energia utilizada na produção de materiais). Muitas vezes, arquitetos sustentáveis tentam adaptar estruturas antigas para atender novas necessidades, a fim de evitar desenvolvimentos desnecessários. Objetos arquitetônicos e materiais recuperados são utilizados quando apropriado. Quando edifícios antigos são demolidos, frequentemente qualquer boa madeira é recuperada, renovada e vendida como piso. Qualquer pedra de boas dimensões é igualmente recuperada. Muitas outras partes também são reutilizadas, como portas, janelas, peitoris e ferragens, reduzindo assim o consumo de novos produtos. Quando novos materiais são empregados, os designers sustentáveis buscam materiais que se regenerem rapidamente, como o bambu, que pode ser colhido para uso comercial após apenas seis anos de crescimento, sorgo ou trigo, ambos considerados resíduos que podem ser prensados em painéis, ou cortiça, da qual apenas a casca externa é removida, preservando assim a árvore. Quando possível, materiais de construção podem ser obtidos do próprio local; por exemplo, se uma nova estrutura estiver sendo construída em uma área florestal, a madeira das árvores cortadas para abrir espaço para o edifício pode ser reutilizada como parte da própria construção. Para isolamento na parte externa dos edifícios, materiais mais experimentais, como "lã de ovelha descartada", juntamente com outras fibras de resíduos originadas de operações têxteis e agroindustriais, estão sendo pesquisados para uso, com estudos recentes sugerindo que o isolamento reciclado é eficaz para fins arquitetônicos.
Compostos orgânicos voláteis
Materiais de construção de baixo impacto são utilizados sempre que possível: por exemplo, o isolamento pode ser feito a partir de materiais com baixa emissão de compostos orgânicos voláteis, como denim reciclado ou isolamento de celulose, em vez de materiais de isolamento que podem conter substâncias cancerígenas ou tóxicas, como o formaldeído. Para desencorajar danos causados por insetos, esses materiais alternativos de isolamento podem ser tratados com ácido bórico. Tintas orgânicas ou à base de leite podem ser utilizadas. No entanto, uma falácia comum é que materiais "verdes" são sempre melhores para a saúde dos ocupantes ou para o meio ambiente. Muitas substâncias nocivas (incluindo formaldeído, arsênico e amianto) ocorrem naturalmente e não estão isentas de histórias de uso com as melhores intenções. Um estudo sobre emissões de materiais realizado pelo Estado da Califórnia mostrou que há alguns materiais verdes que apresentam emissões substanciais, enquanto alguns materiais mais "tradicionais" na verdade emitem menos. Assim, o tema das emissões deve ser cuidadosamente investigado antes de concluir que materiais naturais são sempre as alternativas mais saudáveis para os ocupantes e para o planeta.
Materiais orgânicos cultivados em laboratório
Materiais de construção comumente utilizados, como a madeira, requerem desmatamento, o que, sem o cuidado adequado, se torna insustentável. Em outubro de 2022, pesquisadores do MIT fizeram avanços em células de Zinnia elegans cultivadas em laboratório, que crescem com características específicas sob condições controladas. Essas características incluem "forma, espessura e rigidez", além de propriedades mecânicas que podem imitar a madeira. David N. Bengston, do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, sugere que essa alternativa seria mais eficiente do que a colheita tradicional de madeira, com desenvolvimentos futuros potencialmente economizando energia de transporte e conservando florestas. No entanto, Bengston observa que essa inovação mudaria paradigmas e levanta novas questões econômicas e ambientais, como os empregos em comunidades dependentes da madeira ou como a conservação impactaria os incêndios florestais.
Padrões de sustentabilidade de materiais
Apesar da importância dos materiais para a sustentabilidade geral dos edifícios, quantificar e avaliar a sustentabilidade dos materiais de construção tem se mostrado difícil. Há pouca coerência na medição e na avaliação das características de sustentabilidade dos materiais, resultando em um cenário atualmente repleto de centenas de rótulos ecológicos, padrões e certificações competindo entre si, muitas vezes de forma inconsistente e imprecisa. Essa discordância gerou confusão entre os consumidores e compradores comerciais, além de resultar na incorporação de critérios de sustentabilidade inconsistentes em programas maiores de certificação de edifícios, como o LEED. Várias propostas foram feitas para a racionalização do cenário de padronização para materiais de construção sustentáveis.
Edifícios
A modelagem da informação da construção é utilizada para facilitar o design sustentável, permitindo que arquitetos e engenheiros integrem e analisem o desempenho dos edifícios. Os serviços de modelagem, incluindo modelagem conceitual e topográfica, oferecem um novo canal para a construção verde, com a disponibilidade sucessiva e imediata de informações de projeto internas coerentes e confiáveis. A modelagem permite que os arquitetos quantifiquem os impactos ambientais de sistemas e materiais, apoiando as decisões necessárias para projetar edifícios sustentáveis. Um consultor em construção sustentável pode ser envolvido desde o início do processo de design, para prever as implicações de sustentabilidade dos materiais de construção, orientação, envidraçamento e outros fatores físicos, a fim de identificar uma abordagem sustentável que atenda aos requisitos específicos de um projeto.
Urbanismo
O urbanismo sustentável vai além da arquitetura sustentável, oferecendo uma visão mais ampla da sustentabilidade. Soluções típicas incluem parques eco-industriais, agricultura urbana, entre outros. Programas internacionais que estão sendo apoiados incluem a Rede para o Desenvolvimento Urbano Sustentável (ReDUS), apoiada pelo Programa das Nações Unidas para os Assentamentos Humanos, e o Eco2 Cities, apoiado pelo Banco Mundial. Paralelamente, os movimentos recentes de Novo Urbanismo, Nova Arquitetura Clássica e Arquitetura Complementar promovem uma abordagem sustentável em relação à construção, valorizando e desenvolvendo o crescimento inteligente, a tradição arquitetônica e o design clássico. Isso contrasta com a arquitetura modernista e globalmente uniforme, além de se opor a empreendimentos habitacionais isolados e à expansão suburbana. Ambas as tendências começaram na década de 1980. O Prêmio Driehaus de Arquitetura é uma premiação que reconhece esforços no Novo Urbanismo e na Nova Arquitetura Clássica, sendo dotado de um valor em prêmio duas vezes maior que o do análogo modernista Prêmio Pritzker.
Gestão de resíduos
Os resíduos assumem a forma de materiais gastos gerados a partir de residências e empresas, processos de construção e demolição, e indústrias de manufatura e agricultura. Esses materiais são classificados de maneira ampla como resíduos sólidos urbanos, detritos de construção ou demolição (entulhos), e subprodutos industriais ou agrícolas. A arquitetura sustentável foca na gestão de resíduos no local, incorporando sistemas como sistemas de água cinza para uso em canteiros de jardim e vasos sanitários de compostagem para reduzir o esgoto. Esses métodos, quando combinados com a compostagem de resíduos alimentares no local e a reciclagem fora do local, podem reduzir os resíduos de uma casa a uma quantidade mínima de resíduos de embalagem.
