A casa-laboratório de Lisboa que gasta um décimo da energia

Todos os anúncios de venda e arrendamento trazem hoje uma letra: a classe energética do imóvel. Habituámo-nos a olhar para ela como formalidade, quando resume algo muito concreto, o quanto vais gastar para manter aquela casa quente no inverno e fresca no verão. 

Essa letra decide-se cedo, na orientação, nas paredes e nas janelas, muito antes de qualquer equipamento entrar em cena. O Solar XXI, no campus do LNEG em Lisboa, concluído em 2006 como projeto de demonstração, continua a ser uma das referências nacionais em eficiência energética, e a mostrar que boa parte do conforto de uma casa se decide muito antes de se ligar qualquer equipamento.

Vale a pena conhecê-lo por uma razão simples. Aquilo que era experimental em meados da década de 2000 é hoje, em grande medida, aquilo que a legislação europeia passou a exigir aos edifícios novos. O que ali se testou primeiro, tu podes hoje procurar quando compras, arrendas ou reabilitas.

Um edifício pensado como um caso de estudo

Pedro Cabrito + Isabel Diniz arquitectura & design

O Solar XXI nasceu de um projeto de investigação do então Departamento de Energias Renováveis, na altura ainda sob a alçada do INETI, o instituto que mais tarde deu origem ao atual LNEG. A ideia era ambiciosa para a época: projetar e construir de raiz um edifício de serviços que servisse de montra à eficiência energética e às renováveis, e que ao mesmo tempo funcionasse como local de trabalho, com gabinetes, laboratórios e instalações de ensaio.

O projeto de arquitetura é da dupla lisboeta Pedro Cabrito e Isabel Diniz, com coordenação científica de Helder Gonçalves. Uma equipa alargada de investigadores do laboratório tratou da modelação, do sistema fotovoltaico e da experimentação dos sistemas.

O resultado é um edifício de cerca de 1500 metros quadrados, dos quais aproximadamente 1200 são aquecidos, distribuídos por três pisos.

Segundo o próprio laboratório, o edifício apresenta uma diferença de desempenho energético na ordem de um para dez face a um edifício de escritórios português corrente, o que o coloca muito perto do patamar hoje designado por edifício de necessidades quase nulas de energia, o famoso NZEB da sigla inglesa.

O truque não é a tecnologia, é a orientação

A primeira coisa a reter sobre o Solar XXI é que grande parte da poupança não vem de máquinas, mas de decisões de desenho tomadas no papel. A fachada principal está virada a sul. 

Nessa fachada, os envidraçados e os módulos fotovoltaicos ocupam proporções equivalentes, e o vidro representa cerca de 46% da fachada sul e à volta de 12% da área de pavimento útil do edifício. 

A lógica é a que qualquer manual de arquitetura bioclimática recomenda para o clima português: no inverno, o sol baixo entra pelos vidros virados a sul e aquece os espaços de trabalho ocupados durante o dia. É energia gratuita a fazer trabalho que, noutro edifício, sairia caro.

A envolvente foi tratada com igual cuidado. Todo o edifício tem isolamento pelo exterior, o que reduziu de forma significativa as pontes térmicas e preservou a inércia térmica da construção. 

Traduzindo para linguagem de quem vive numa casa: o isolamento por fora impede que o calor fuja pelas zonas críticas, como cunhais e lajes, e a massa das paredes funciona como um volante de inércia, que segura a temperatura e amortece as oscilações entre o dia e a noite.

Pedro Cabrito + Isabel Diniz arquitectura & design

Junta-se a isto o sombreamento. As janelas têm proteção solar exterior por estores de lâminas, para travar o excesso de sol no verão sem escurecer o interior. É a mesma hierarquia que faz sentido em casa: primeiro barra-se o calor antes de ele entrar, só depois se pensa em arrefecer o que já entrou.

Aquecer com painéis, arrefecer com a terra

A fachada fotovoltaica não se limita a produzir eletricidade. O sistema fotovoltaico da fachada principal integra recuperação de calor que ajuda no aquecimento durante o inverno. Os módulos, afastados alguns centímetros da parede, aquecem com o sol, e esse ar quente que se forma atrás deles é reaproveitado para o interior. O painel produz corrente e, ao mesmo tempo, pré-aquece o edifício.

Para o verão, a resposta vem do subsolo. O edifício usa um sistema de arrefecimento pelo solo com tubos enterrados, os chamados earth tubes. O ar exterior é captado, percorre uma rede de tubagem enterrada e chega ao interior já refrescado pela temperatura estável do solo. 

Pedro Cabrito + Isabel Diniz arquitectura & design

Os ensaios feitos no edifício mostraram que este ar arrefecido pelo solo baixava a temperatura entre 5 e 8 graus, um alívio considerável nos dias mais quentes de Lisboa, obtido sem compressores nem gás refrigerante.

A ventilação natural completa o conjunto. O edifício aproveita a ventilação cruzada e o efeito de chaminé, com aberturas na fachada e ao nível da cobertura, além de um vazio central e de iluminação zenital que leva luz natural até ao piso de cave. 

Há ainda um pormenor que revela o nível de detalhe do projeto: por cima das portas dos gabinetes existem grelhas translúcidas reguláveis que permitem a passagem de ar entre o gabinete e o resto do edifício, e que também servem para gerir a qualidade do ar, abrindo quando a concentração de dióxido de carbono no gabinete atinge um valor de referência.

O que podes trazer disto para tua casa

A tentação, perante um edifício destes, é arrumá-lo na gaveta dos casos especiais, feitos por especialistas com orçamento de investigação. Seria um erro. Muitas das decisões que tornam o Solar XXI eficiente não dependem de tecnologia de ponta e traduzem-se em princípios que podes aplicar quando escolhes ou melhoras uma casa:

• Olha primeiro para a orientação: uma casa com as divisões de estar viradas a sul aproveita melhor o sol de inverno. Uma casa virada a norte ou a nascente pode depender mais de aquecimento, consoante o isolamento e as restantes características. Quando visitas um imóvel, a orientação solar diz muito sobre a fatura futura.
• Valoriza o isolamento pelo exterior: é a solução que o Solar XXI adotou para reduzir as pontes térmicas e manter a inércia das paredes. Em reabilitação, isolar pelo exterior pode melhorar significativamente o conforto da casa.
• Trata o sombreamento como prioridade de verão: estores e portadas exteriores travam o calor antes de ele atravessar o vidro e podem reduzir a necessidade de ar condicionado. É uma das intervenções mais acessíveis e subestimadas.
• Aposta na ventilação natural: uma casa que permite a passagem de ar de um lado ao outro e a saída do ar quente por cima pode arrefecer mais facilmente. A ventilação cruzada e o efeito de chaminé são princípios simples de aplicar no dia a dia.
• Deixa entrar luz natural onde passas o dia: no Solar XXI, a luz chega até à cave por clarabóias. Em casa, organizar as divisões de maior permanência diurna junto à melhor luz pode reduzir o consumo elétrico e melhorar o bem-estar.