Resistência dos edifícios às alterações climáticas contra o calor excessivo

Várias abordagens podem ser usadas para proteger os edifícios contra temperaturas excessivamente altas. Essas opções dizem respeito à conceção dos edifícios (incluindo a utilização de tecnologias informáticas para otimizar o conforto térmico) e às envolventes dos edifícios (telhado, tetos, paredes externas, portas, janelas – incluindo vidros de controlo solar que reduzem a radiação solar que entra na habitação – e fundações).

As soluções de projeto de edifícios incluem características tradicionais comumente encontradas em regiões com climas quentes, como:

• Relação de aspeto do edifício: A relação entre o espaço interior e a superfície externa do edifício, que otimiza a dispersão interna de calor enquanto minimiza a absorção de calor solar.
• Elementos arquitetónicos: Características como toldos, saliências, persianas, pórticos, paredes externas brancas ou ligeiramente coloridas e telhados para refletir o calor.
• Orientação solar: Posicionar o edifício para minimizar a exposição diária à luz solar direta.

Soluções de alta tecnologia também podem desempenhar um papel muito importante. Estes incluem sensores que monitorizam as condições térmicas, permitindo ajustes precisos do ar condicionado e da ventilação, bem como a orientação em tempo real dos painéis de sombreamento com base nas condições de isolamento. Os sensores e os dispositivos digitais de regulação térmica podem ser integrados com medidas de gestão do lado da procura, ajudando a reduzir o impacto da procura de arrefecimento nas cargas máximas durante os períodos de tensão do sistema elétrico (ver também a opção de adaptação sobre alterações no comportamento individual no setor da energia). Um exemplo famoso de um edifício em que foi aplicado um pacote completo de soluções de ponta é o edifício de escritórios The Edge, em Amesterdão, concluído em 2014. A sua envolvente inclui janelas dinâmicas, tonalidades automáticas e ventilação por deslocamento. Com 28 000 sensores que monitorizam o movimento, os níveis de iluminação, a humidade e a temperatura, o edifício pode ajustar-se imediatamente às necessidades de energia, como desligar automaticamente o aquecimento, o ar condicionado e a iluminação em áreas não utilizadas. Além disso, os funcionários podem utilizar uma aplicação para ajustar os níveis de temperatura e iluminação no seu espaço de trabalho. Além disso, o arrefecimento e o aquecimento são otimizados por transferências de calor entre o edifício e um aquífero abaixo dele.

As características técnicas da envolvente do edifício são cruciais para a sua capacidade de controlar as temperaturas interiores. Os materiais utilizados no envelope e a sua massa desempenham um papel fundamental na rapidez com que as diferenças de temperatura entre interiores e exteriores são compensadas. Por exemplo, os edifícios tradicionais de paredes grossas no Mediterrâneo exigem muito menos ar condicionado do que as estruturas modernas. Alternativamente, o uso de materiais com alta resistência térmica pode ajudar a minimizar o calor que entra no edifício. Esta opção é particularmente interessante para a adaptação de edifícios existentes com camadas de isolamento que compensam as más propriedades térmicas dos materiais de construção originais.

Além disso, a utilização de ventilação mecânica ou natural, ou o armazenamento de frio em materiais com elevada massa térmica, como telhas ou pedras, reduz a necessidade de ar condicionado. O armazenamento a frio pode ser acoplado a uma bomba de calor (possivelmente baseada num sistema geotérmico, explorando o diferencial entre as temperaturas subterrâneas e superficiais) para aumentar a flexibilidade na utilização de ar frio. Ajustar a umidade interior pode ter um forte impacto nas temperaturas percebidas e, finalmente, no conforto térmico dos ocupantes de um edifício.

Os telhados são também superfícies importantes de troca de calor e a sua conceção (por exemplo, telhados brancos, telhados verdes) pode ajudar a reduzir significativamente as necessidades energéticas de um edifício. Por exemplo, a presença de árvores aumenta o fluxo de ar, reduz o impacto da radiação solar e também ajuda a neutralizar o efeito de ilha de calor urbana. Ao implementar medidas para lidar com o calor extremo, é de facto importante considerar o impacto dos materiais de construção e estilos de construção no microclima das áreas urbanas. A pesquisa de mitigação do calor urbano promove o uso de superfícies reflexivas para neutralizar os efeitos negativos do calor extremo. A refletância superficial é um parâmetro fundamental para compreender, modelar e modificar o equilíbrio energético da superfície urbana, para arrefecer as cidades e melhorar o conforto térmico exterior (Fox et al., 2018). As soluções para reduzir o efeito de ilha de calor urbana, ao mesmo tempo que melhoram as condições interiores através da envolvente do edifício, podem ser abordadas de duas formas: aumentar a reflexão solar e aumentar a evaporação e a transpiração. A refletância solar (albedo) dos exteriores dos edifícios e a pavimentação urbana podem ajudar a mitigar o efeito da ilha de calor. Isto pode ser conseguido através da utilização de revestimentos de cores frias e revestimentos reflexivos, tais como materiais retrorrefletores. Além disso, o aumento da evaporação e da transpiração pode ser facilitado por superfícies e árvores verdes, como greeneries verticais, fachadas verdes e telhados verdes.

Para mais informações sobre a utilização de infraestruturas verdes para melhorar a habitabilidade das cidades no contexto das alterações climáticas, consultar a opção de adaptação Climate-ADAPT às infraestruturas verdes e azuis urbanas.

Deve ser dada especial atenção aos edifícios históricos, uma vez que muitas das medidas descritas podem não ser aplicáveis devido às disposições legislativas e regulamentares em vigor destinadas a preservar os materiais originais e as técnicas de construção utilizadas. É necessário identificar, planear e executar diferentes intervenções específicas, tendo cuidadosamente em conta as características dos edifícios históricos e o seu significado cultural. É altamente recomendável consultar especialistas em preservação histórica e engenharia de edifícios para desenvolver um plano de refrigeração personalizado para edifícios específicos. No entanto, já estão disponíveis soluções de resistência às alterações climáticas que preservam o significado histórico dos edifícios, mantendo simultaneamente o seu valor arquitetónico e cultural. O projeto RIBuild apresenta alguns exemplos.

A Diretiva Desempenho Energético dos Edifícios (DDEE) permite que os Estados-Membros adaptem os requisitos mínimos de desempenho energético tanto para edifícios residenciais (artigo 5.o, n.o 2) como para edifícios não residenciais (artigo 9.o, n.o 6-A).

As características de um edifício, incluindo a forma como evita o aquecimento interior excessivo, são geralmente uma questão contratual privada entre o construtor e os compradores do edifício. A participação das partes interessadas pode ser relevante no caso de grandes edifícios públicos, caso os custos da conceção proposta sejam significativamente mais elevados do que os de um edifício normalizado, o que pode suscitar preocupações quanto ao impacto nos orçamentos públicos e/ou quanto à capacidade do proponente para encontrar financiamento adequado para o projeto. Entre as opções mencionadas, a criação de áreas verdes em torno de edifícios para sombreamento está sujeita ao processo de autorização padrão. Também requer consulta com as comunidades locais para avaliar sua preferência por esta solução em relação a usos alternativos do espaço. A participação das organizações e autoridades responsáveis pelo património cultural é necessária para a renovação de edifícios históricos, especialmente quando é necessário seguir procedimentos de licenciamento específicos.

Os principais obstáculos à conceção de edifícios resistentes às alterações climáticas são económicos e culturais. Algumas das opções propostas (material de maior qualidade para as envolventes dos edifícios, telhados verdes, sombreamento automático das janelas) são mais dispendiosas e mais difíceis de aplicar e manter do que as práticas habituais de construção. Culturalmente, os arquitetos podem perceber sua criatividade reduzida pela complexidade de algumas dessas soluções. Projetar um edifício com total liberdade de escolha quanto a formas e materiais, enquanto confia no ar condicionado para cuidar do conforto térmico interior é uma perspetiva tentadora que reduz os desafios técnicos, os custos de construção e aumenta a gama estética para as opções de design. Este aspeto é particularmente relevante para as grandes frações autónomas, como arranha-céus, centros comerciais, campi, etc. A relevância deste obstáculo deverá diminuir nos próximos anos, uma vez que as soluções de resistência às alterações climáticas atingem a maturidade tecnológica e a inovação tecnológica fará baixar os seus custos. No entanto, não há garantia de que a flexibilidade na concepção dos edifícios actualmente oferecida pelo ar condicionado nunca será igualada por estas soluções.

Por outro lado, em especial para as unidades mais pequenas, como as habitações unifamiliares ou os bairros residenciais de pequena e média dimensão, a resistência às alterações climáticas pode revelar-se um desafio de conceção muito estimulante. Existem várias iniciativas na UE que aplicam soluções ecológicas para os edifícios residenciais e o planeamento urbano, incluindo a ecologização das paisagens urbanas, campanhas de sensibilização e incentivos financeiros. Entre outros, podem encontrar-se exemplos de incentivos financeiros em Roterdão (Subvenção para a Adaptação às Alterações Climáticas), em Hamburgo (Estratégia para os Telhados Verdes de Hamburgo) e em Itália (bónus verde).  

Além disso, a resistência às alterações climáticas nos edifícios existentes, especialmente os do património cultural, coloca desafios específicos, devido à regulamentação e aos paradigmas de conservação. O desafio é encontrar um equilíbrio entre a adaptação às alterações climáticas e a salvaguarda da autenticidade e integridade destes locais históricos.

Os custos variam de acordo com a solução aplicada e o local onde são implementados devido à diferente maturidade da indústria e às características locais da construção. De acordo com o estudo de caso da Estratégia Verde para os Telhados de Hamburgo, os telhados verdes são um investimento com retornos futuros claros. Os custos para a maioria dos telhados verdes extensos estão na faixa de 40-45 € /m2, enquanto os telhados verdes intensivos podem custar cerca de 58 € /m2.

Os telhados brancos são significativamente menos caros. Os preços de isolamento de paredes e telhados variam muito de acordo com o material isolante, mas normalmente variam entre 40 e 100 EUR por metro quadrado. Os preços dos óculos de controlo solar são comparáveis ou ligeiramente superiores aos dos óculos de isolamento normais normalmente instalados nas janelas das casas europeias. Embalar um menu completo de soluções de resistência ao clima de última geração num edifício pode ser dispendioso, e é mais fácil fazê-lo do zero através da conceção de um novo edifício para esse efeito. Os 39 673 m2 ^{de espaço de escritórios (mais 11 558 m2} de espaço de estacionamento interior) ^{extremamente eficientes do ponto de} vista energético e termicamente confortáveis do edifício The Edge exigiram um investimento de 74 milhões de EUR (custos totais do edifício).

Estes custos devem ser ponderados com os impactos benéficos nos orçamentos dos agregados familiares, das empresas e das administrações públicas em termos de poupança de energia, o que, para soluções de ponta, pode ser muito substancial e resultar mesmo numa utilização líquida de energia quase nula. O aumento dos espaços verdes num contexto urbano traz também uma série de benefícios conexos em termos de melhoria da saúde, biodiversidade urbana, interações sociais e melhorias estéticas.

A nível regulamentar, as soluções técnicas acima referidas podem ser incorporadas nos códigos de construção. Quando tal ainda não é aplicado, é aconselhável um movimento regulamentar nesse sentido para os países da UE com um clima quente.

A Diretiva Desempenho Energético dos Edifícios revista (UE/2024/1275) reforça os requisitos de desempenho energético dos edifícios novos. Exige que todos os edifícios residenciais e não residenciais novos sejam edifícios com emissões nulas a partir de 1 de janeiro de 2028 para os edifícios detidos por organismos públicos e de 1 de janeiro de 2030 para todos os outros edifícios novos, com a possibilidade de isenções específicas. De acordo com a diretiva revista, um edifício com emissões nulas não tem emissões de carbono no local provenientes de combustíveis fósseis e um desempenho energético muito elevado .  Embora não visem diretamente a adaptação a altas temperaturas, estes requisitos exigirão uma aplicação generalizada das medidas aqui descritas.

O tempo de implementação varia de acordo com o tipo de intervenção, variando de algumas horas para instalar cortinas e sombras a vários meses ou mesmo anos para projetar e construir um edifício à prova de clima a partir do zero.

O tempo de vida varia de acordo com o tipo de intervenção, variando de alguns anos ao tempo de vida residual do edifício.