Aumentar o conforto dos alunos e dos professores ao mesmo tempo em que se diminui o consumo de energia e de água potável. Essas foram as premissas de Michael Laar e Jaime Kuck, sócios da Intelarc/Arquilogic Projetos & Consultorias, na concepção da escola Mínima Energia, no Rio de Janeiro. Para atender cerca de 1.200 alunos, o programa inclui um prédio administrativo, salas de aula na ala norte e na ala sul, um centro de laboratórios, uma biblioteca e um auditório, em aproximadamente 11 mil m² de área construída.

Laar e Kuck partiram de uma abordagem integrada que envolveu a melhoria do microclima, a otimização da ventilação, do sombreamento e da iluminação natural. A redução da massa térmica do envelope do prédio, a utilização de isolamento térmico, de iluminação artificial otimizada, de água da chuva também foram consideradas, assim como a instalação de telhados verdes, de energia solar e sistema de monitoramento.

A melhoria do microclima é um dos principais pontos do projeto, e foi alcançada pela redução da temperatura do ar por meio da evapotranspiração (processo pelo qual a vegetação e o solo enviam umidade para a atmosfera, aumentando a umidade do ar) e de espaços externos sombreados naturalmente, reduzindo consideravelmente o nível de radiação solar. Para isso, optou-se pela verticalização do projeto, buscando aproveitar o espaço e otimizar o terreno com a criação de grandes espaços verdes, tanto no entorno quanto no centro da obra. "Com uma vegetação adequada, o terreno, anteriormente usado para o plantio de aipim e hoje praticamente estéril, voltará próximo ao seu estado original de mata atlântica", explica Michael Laar. O resultado é a diminuição do calor liberado e sistemas de sombreamento naturais. "Cálculos mostram um potencial anual de resfriamento natural de até 12.350 MWh por meio da evapotranspiração da água da chuva no próprio terreno", garante. Implantaram-se, ainda, telhados verdes com poder de isolamento térmico no inverno e resfriamento por evapotranspiração das plantas no verão, diminuindo os gastos com energia para aquecimento e resfriamento dos ambientes, além de ser uma forma natural de isolamento acústico.

As áreas semi-abertas também contam com um sistema de nebulização e de chafarizes, além de cascatas artificiais para reduzir a temperatura nas horas mais quentes do dia. Os fluxos da ventilação natural foram calculados levando em conta a ventilação cruzada e o distanciamento dos prédios.

Para a diminuição do consumo de energia – um dos conceitos principais do projeto – foram estipuladas duas metas: a redução ou eliminação do sistema de ar-condicionado e a redução do uso de iluminação artificial. Para atender a primeira meta, investiu-se no melhoramento do microclima (que reduz a diferença de temperatura entre o espaço externo e interno), na ventilação natural, nos sistemas de sombreamento externo (que bloqueiam a incidência solar direita e reduzem a difusa), na redução da massa térmica do prédio (pois nos trópicos quente-úmidos, a massa térmica armazena o calor do dia e não consegue resfriar de forma significativa durante a noite) e no uso de isolantes térmicos no contorno dos prédios (para diminuir a transmissão de calor de fora para dentro).

Para reduzir o uso de iluminação artificial, a idéia foi trabalhar o equilíbrio entre o sombreamento e a iluminação natural. Para isso, softwares aliados a uma metodologia desenvolvida por Laar em seu doutorado na Universidade de Bauhaus, na Alemanha (e que está sendo patenteada no Brasil), detectaram que é possível chegar a uma autonomia anual de iluminação natural de 86% entre 8 h e 18 h. A mesma tecnologia definiu a geometria da iluminação no interior do edifício e identificou as melhores luminárias e lâmpadas para cada espaço físico.

Com a redução do consumo da energia, abriu-se a possibilidade de cobrir o restante necessário com energia fotovoltaica. "Cálculos mostram a possibilidade de produzir a energia necessária para a iluminação artificial de uma sala de aula de 60 m² com uma placa fotovoltaica (PV) de 1 m²", explica Laar. A mesma abordagem pode ser aplicada para garantir a energia necessária de equipamentos diversos, como computadores e datashow e outros. "Com esse investimento, a escola torna-se auto-sustentável em relação à energia", conclui.

Para a redução do consumo de água potável foi implementado o mesmo conceito utilizado para o consumo de energia: primeiro a redução por meio de equipamentos eficientes, como torneiras automáticas e bacias sanitárias com descargas reduzidas. Em uma segunda etapa, a água potável é substituída por água da chuva para fins de limpeza, de descarga e de jardinagem. Como a água de chuva não terá fins potáveis, a simples filtragem, que separa folhas e outros elementos orgânicos, é suficiente. Os telhados verdes retêm uma parte da carga pluvial, e a água da chuva dos telhados convencionais da vizinhança também será aproveitada. Calcula-se uma redução no consumo de água potável em aproximadamente 80% a 90%.

O projeto da escola Mínima Energia foi finalista do Prêmio Holcim Global 2006 e ganhou o primeiro lugar no prêmio Procel (Programa de Eficiência Energética em Edificações). O escritório DDG Arquitetura participou da fase inicial do projeto.