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O caso de estudo apresentado resulta do trabalho realizado no âmbito do projeto EcoGreenRoof (POCI-01-0247-FEDER-033728) em copromoção com a Neoturf (Promotor líder), W2V, CVR e o Itecons.

ENQUADRAMENTO/DESCRIÇÃO DA SOLUÇÃO

Numa solução de cobertura verde a camada de substrato é, sem dúvida, uma das mais importantes, uma vez que é decisiva para o crescimento saudável da vegetação. Além disso, o substrato juntamente com a camada de drenagem, contribui para a capacidade de retenção e para o atraso na drenagem das águas pluviais, bem como para o comportamento térmico da solução final. Esta solução de cobertura é constituída por isolamento térmico, camada drenante, filtro e o substrato técnico. Para este caso de estudo foram desenvolvidos diferentes substratos ecológicos para utilização em sistemas de coberturas verdes, e realizados estudos higrotérmicos com o objetivo de obter parâmetros relevantes que permitam demonstrar as vantagens da sua aplicação em soluções de construção. A utilização destes substratos ecológicos compostos por resíduos orgânicos e inorgânicos poderá contribuir para a gestão de resíduos, com a vantagem adicional de trazer benefícios para o ambiente.

METODOLOGIAS

Como parâmetros térmicos, foram determinadas a condutibilidade térmica (capacidade de um material conduzir energia térmica) e o calor específico (capacidade de um material armazenar energia térmica). Estes parâmetros permitem avaliar a contribuição dos substratos no isolamento térmico dos edifícios. A condutibilidade térmica foi avaliada tendo em conta diferentes temperaturas e teores em humidade.

Quando falamos de benefícios ambientais e energéticos de um material, a emissividade é um dos parâmetros essenciais, estando diretamente relacionado à temperatura superficial dos materiais e à sua capacidade de emitir energia. Foi também analisada a influência da humidade na emissividade dos vários substratos ecológicos.

A passagem de água no estado de vapor através dos substratos também foi avaliada. Pretendeu-se com este estudo determinar a velocidade de transmissão de vapor de água através dos substratos, isto é a quantidade de vapor de água transmitida, por unidade de superfície, durante a unidade de tempo, em condições definidas de temperatura, humidade e pressão.

Os resultados dos estudos acima descritos foram úteis para selecionar quatro substratos ecológicos, e avaliar o comportamento hídrico e o comportamento térmico em câmara bioclimática, aproximando-se assim de um contexto real. Para o comportamento hídrico foi determinada a capacidade de drenagem e retenção de água dos substratos, que permite avaliar o contributo deste material na redução do escoamento de águas pluviais e no atraso do pico de cheia. Quanto ao comportamento térmico em câmara bioclimática, foram monitorizadas as temperaturas e fluxos de calor, para diferentes condições ambientais, em sistemas de cobertura verde (excluindo a vegetação).

PRINCIPAIS RESULTADOS

• Em relação à condutibilidade térmica, calor específico e à emissividade destaca-se a influência do teor de humidade no comportamento dos substratos. Como esperado, a condutividade térmica aumentou com o aumento do teor em água e da temperatura. Para o calor específico foram obtidos valores mais elevados nos substratos com maior teor em humidade -1658 J/(kg ^oC) e 2069 J/(kg ^oC), em relação aos substratos em estado seco – 536 J/(kg ^oC) e 1413 J/(kg ^oC). Os maiores valores de emissividade foram encontrados para os substratos no estado saturado com valores próximos a 1.
• Relativamente à permeabilidade ao vapor de água os substratos estudados, em geral, apresentaram resultados próximos. O valor mais alto de permeabilidade ao vapor de água foi de 0.28 mg/(m.h.Pa) e o mais baixo de 0.12 mg/(m.h.Pa).
• De um modo geral, a capacidade de drenagem e retenção dos quatro substratos selecionados apresentaram valores entre 1500 g/(min∙m²) e 2500 g/(min∙m²).
• Tanto para uma situação de inverno como de verão, foi registada uma diferença de temperaturas entre a superfície do isolamento e o ambiente exterior de cerca de 4^oC, concluindo-se que os substratos oferecem uma resistência térmica apreciável. Perante o gradiente de temperatura entre a superfície superior da laje de betão e o ambiente exterior, de cerca de 14°C no inverno e de 9°C no verão, verifica-se que as soluções só com o substrato conferem uma elevada proteção térmica.
• Na situação de inverno, num regime variável de temperatura, verificou-se que a camada de substrato permite um atraso térmico de aproximadamente 10 horas, e para o verão, de cerca de 6 horas.
• Em geral, com a simulação de chuva, houveram variações de temperatura significativas abaixo dos isolamentos ampliando-se a diferença de temperatura em relação ao interior. Mesmo assim, os sistemas recuperaram após o período de precipitação em cerca de 48 horas, isto é, alcançam as temperaturas iniciais registadas antes da chuva.

BENEFÍCIOS ESTUDADOS

✔ Melhoria do isolamento térmico/ aumento da eficiência energética do edifício

✔ Mitigação da ilha de calor

✘   Melhoria da qualidade do ar

✔ Atenuação dos picos de cheia

✘ Aumento da biodiversidade urbana