Sobre este plano
Este slide não deve ser apresentado para os alunos, ele apenas resume o conteúdo da aula para que você, professor, possa se planejar.
Sobre esta aula: Para aplicação e pleno desenvolvimento deste plano, é necessário que os alunos tenham construído e desenvolvido habilidades sobre calor, temperatura e formas de propagação do calor (condução, convecção e irradiação), trabalhado nos planos anteriores desta unidade.
Neste plano, os alunos serão desafiados a pensarem como arquitetos, designers e engenheiros, pois deverão propor estratégias que permitam a circulação natural do vento em cômodos e salas presentes na própria escola. A proposta é que eles pensem alternativas ecossustentáveis para a promoção do conforto térmico para o ambiente interno da escola, em substituição ao uso de ventiladores e aparelhos de ar condicionado. Será abordado, por meio de um estudo de texto, a chamada Arquitetura Bioclimática, responsável por utilizar e se beneficiar das condições climáticas e geográficas de uma região, para garantir o conforto térmico de uma residência e a consequente redução no consumo de energia elétrica. Cabe lembrar que a geração de energia elétrica, qualquer que seja a fonte, é uma atividade de grande impacto socioambiental e, por isso, soluções que visem sua economia são urgentes de serem implantadas. Além disso, pensar o conforto térmico da escola é também pensar no bem-estar de toda a comunidade escolar assim como no ensino-aprendizagem, isso sem falar na economia, gerando verba que pode ser aplicada em outras atividades dentro da própria escola.
Para mais informações sobre o tema, você pode acessar as seguintes referências:
SANTA, Fabiana. Arquitetura bioclimática: Projetos que trabalham com a natureza. Habitare. Disponível em: <https://www.revistahabitare.com.br/ecologia/arquitetura-bioclimatica-projetos-que-trabalham-com-a-natureza/>. Acesso em 1 de Agosto de 2018.
PROJETEE. Estratégias Bioclimáticas. Disponível em: <http://projeteee.mma.gov.br/estrategias-bioclimaticas/>. Acesso em 30 de Julho de 2018
PEREIRA, Matheus. Ventilação cruzada? Efeito chaminé? Entenda alguns conceitos de ventilação natural. Arch Daily. Disponível em: <https://www.archdaily.com.br/br/886541/ventilacao-cruzada-efeito-chamine-entenda-alguns-conceitos-de-ventilacao-natural>. Acesso em 30 de Julho de 2018
LENGEN, Johan Van. Manual do arquiteto descalço. UFRGS - Faculdade de arquitetura. Disponível em <https://copyfight.noblogs.org/gallery/5220/manual_arquiteto_descalco_pt_1.pdf>. Acesso em 30 de Julho de 2018.
Material necessário: Materiais para impressão (links nos slides 5, 6 e 7) e sala de informática (opcional).
Título da aula
Tempo sugerido: 2 minutos
Orientações: Projete o slide e leia o título da aula para a turma.
Relembre, rapidamente, sobre as formas de propagação do calor (estudadas no plano 3 desta unidade), fazendo as seguintes perguntas para os alunos:
- De que formas o calor se propaga?
- O que é convecção térmica mesmo?
- Citem exemplos de propagação por convecção térmica.
Nesse momento, você deve analisar os conhecimentos construídos pelos alunos durante o decorrer dessa unidade, além de observar se as habilidades preteridas foram desenvolvidas e assimiladas, a partir do planos trabalhados até esse momento. Os alunos devem relembrar que o calor pode se propagar de três formas distintas (condução, convecção e irradiação), sendo que a convecção térmica é uma forma de propagação que ocorre, principalmente, entre fluidos (gases e/ou líquidos), tendo relação com suas densidades. Entre os exemplos que podem aparecer, os alunos podem comentar sobre o balão de ar quente, onde o ar frio (mais denso) permanece perto da chama do acendedor, e ao se aquecer torna-se menos denso, ocupando mais espaço nas extremidades superiores do balão, formando dessa forma, uma corrente de convecção. Após os alunos desenvolverem suas considerações sobre esses conceitos (já trabalhados), você pode finalizar com a seguinte pergunta:
- A convecção térmica pode ser aplicada para resfriar ambientes?
Contexto
Tempo sugerido: 4 minutos
Orientações: Divida os alunos em pequenos grupos e leia a reportagem para a turma e faça as seguintes perguntas:
- O que vocês costumam fazer para se refrescar no verão?
- Usam ventiladores? Ar condicionado em casa? Se sim, por quanto tempo ele ficam ligados?
- Acham que a conta de luz sai mais cara no verão em comparação ao inverno (se houver na sua cidade)?
Você pode auxiliar na mediação das respostas dos alunos, através de questões balizadoras do tipo:
- Por que o ar condicionado é sempre instalado no alto? O ar frio que sai do ar condicionado (mais denso) tende a subir ou a descer?
- Quando o ar frio se movimenta, o que acontece com o ar quente?
A eficiência do ar condicionado depende, deste modo, da potência e da altura em que foi instalado.
Após os alunos responderem e analisarem o conteúdo da reportagem, comente que o ar condicionado, apesar de ser uma alternativa eficiente para climatizar ambientes e cômodos da casa, também é responsável pelo alto consumo de energia elétrica de uma residência, Segundo a reportagem, o ar condicionado corresponde a cerca de 60% do consumo de energia de uma família (durante o verão). Além disso, a conta de luz subiu aproximadamente em 70% para os gaúchos no ano de 2016 (também durante o verão). Levando em consideração que a cada ano uma determinada porcentagem de pessoas no Brasil acabam por adquirir aparelhos de ar condicionado, ventiladores, aquecedores, umidificadores, por exemplo. É de se esperar que o consumo excessivo de energia aumente cada vez mais, trazendo sérios problemas econômicos, sociais e, principalmente, para o meio ambiente. Para mais informações sobre a reportagem, é possível acessar o link a seguir: <https://gauchazh.clicrbs.com.br/economia/dicas-de-economia/noticia/2016/10/como-evitar-o-peso-do-ar-condicionado-na-conta-de-luz-7865168.html>. Acesso em 01 de agosto de 2018.
Finalize essa etapa fazendo a seguinte pergunta:
- É possível deixar uma casa, ou um cômodo, com sensação térmica agradável, durante o verão, sem o uso de ar condicionado ou ventiladores?
Permita que os alunos expressem suas opiniões e desenvolvam sua considerações sobre a pergunta.
Questão disparadora
Tempo sugerido: 2 minutos
Orientações: Leia a questão disparadora para os grupos e complemente fazendo as seguintes perguntas:
- Como é a casa de vocês no verão e no inverno? Existe conforto térmico?
- A sensação térmica difere entre os cômodos? Algum é mais quente e outro mais fresco?
- Que tipo de estratégias vocês usariam para permitir a ventilação natural nesses locais?
Enfatize que não é necessário pensar somente na ventilação natural, pois devido a alguns fatores externos (urbanos e/ou regionais), a presença do vento pode não ser algo constante ou viável. Neste momento, eles podem citar o uso de ventiladores, por exemplo.
Mão na massa
Tempo sugerido: 30 minutos
Orientações: Projete o slide ou escreva o título e as perguntas no quadro. Nesta etapa, você deve fornecer aos grupos um pequeno texto falando sobre Arquitetura Bioclimática, disponível no link a seguir .
Faça a leitura do texto junto com a turma, solicitando a participação de alguns alunos para ler os parágrafos em voz alta. Após a leitura, realize uma discussão do texto com a turma, fazendo, e reiterando, as seguintes perguntas (sugerido realizar essa etapa em 5 minutos):
- O que é a Arquitetura Bioclimática?
- Onde ela é utilizada?
- O que vocês gostaram no texto? O que chamou mais a atenção?
- Qual a importância desse tipo de projeto para a sociedade?
Você pode complementar a resposta dos alunos, comentando que a arquitetura bioclimática representa a combinação entre a arquitetura e a natureza, ou seja, consiste na construção de estruturas que se beneficiam dos fatores climáticos ao seu redor, de forma gratuita e sustentável, garantindo o conforto térmico e sem causar consequências socioambientais.
Dessa forma, sempre ao iniciar um projeto de arquitetura bioclimática, é necessário analisar e estudar as características climáticas e geográficas do local (direção do vento, umidade, percurso do rio, condições do solo), para dessa forma, o morador se beneficiar dessas características e promover uma maior eficiência energética e sustentável da sua residência.
Além disso, esse tipo de projeto torna-se uma alternativa sócio sustentável, pois além de permitir a diminuição do consumo excessivo de energia elétrica, causado pelo constante uso de ventiladores, ar condicionado, aquecedores, umidificadores, uso de lâmpadas durante o dia (importância da iluminação natural) causando, portanto, menos prejuízos ambientais, também melhora as condições de vida humana, propiciando maior conforto e racionalização do consumo de energia.
Material necessário: Materiais para impressão (link nos slides 5, 6 e 7) e sala de informática (opcional).
Mão na massa
Tempo sugerido:
Orientações: Imprima uma cópia da reportagem (na íntegra) para cada grupo. Ou se possível, acesse o link na sala de informática com a turma, caso haja na escola. A reportagem pode ser acessada através do link: <https://www.archdaily.com.br/br/886541/ventilacao-cruzada-efeito-chamine-entenda-alguns-conceitos-de-ventilacao-natural>.
Faça a leitura junto com os alunos, ou forneça 2 minutos para lerem em grupo. Faça a análise do texto com as seguintes perguntas:
- Qual obra do artigo lhe chamou mais a atenção? Por quê?
- Onde está sendo aplicado o conceito de Bioclimática?
- Você imaginava que poderia existir esse tipo de estudo e preocupação sustentável na arquitetura?
- Você entendeu os conceitos de ventilação natural cruzada, ventilação natural cruzada induzida, efeito chaminé e resfriamento evaporativo?
- O que você tem a dizer sobre o artigo em geral? Qual o seu impacto para a sociedade?
Forneça cinco minutos para os alunos analisarem e desenvolverem suas considerações iniciais sobre a importância e aplicações da arquitetura bioclimática.
Depois disso, você pode complementar a análise dos alunos, comentando que o exemplo do slide, é baseado em um projeto de Oscar Niemeyer, famoso arquiteto brasileiro, onde ocorre o resfriamento evaporativo.
Nesse projeto, a construção da obra foi estrategicamente posicionada após analisar a posição e direção do vento, assim como o fluxo da corrente do lago (estudo das condições geográficas e climáticas ao redor do terreno). Dessa forma, o vento passa entre as colunas do prédio com determinada umidade, deixando o ambiente fresco e agradável em climas áridos. E ao mesmo tempo, as curvaturas na obra, possuem a função de facilitar a saída do ar quente, criando dessa forma uma corrente de convecção térmica, onde o ar frio e úmido entra pelas aberturas dos pilares e o ar quente é liberado pelo teto curvado, criando-se um ciclo.
Mão na massa
Tempo sugerido:
Orientações: Faça o sorteio dos cômodos e forneça uma cópia do roteiro da atividade para cada grupo, através do link .
Nessa etapa (sugerida a realização em 20 minutos), você pode alterar ou acrescentar cômodos da escola para os alunos realizarem o mão na massa, cabe à você decidir o número de grupos e ambientes que podem ser explorados no local. Cada grupo será responsável em propor estratégias que possibilitem as correntes de convecção por ventilação natural. Ou então, propor meios para que haja maior circulação do ar no ambiente selecionado.
Além disso, você também pode dar liberdade aos alunos para que proponham outros tipos de mudanças no ambiente, como por exemplo, colocar lâmpadas de LED, otimizar o espaço, garantir iluminação natural, mecanismos que tornem a sala fresca no verão e agradável no inverno. Após o sorteio, os grupos podem se dirigir até os seus cômodos de estudo para analisarem o ambiente e seus arredores. Se não for possível que os grupos estejam separados, faça um pequeno tour pela escola com a turma, de modo que os alunos possam caminhar pelos cômodos, tirar fotos, fazer anotações e desenhar um esboço de um planta do local. Cada grupo deverá, então, preencher o roteiro da atividade, respondendo às questões e esboçando os seus projetos.
Sistematização
Tempo sugerido: 12 minutos
Orientações: Desenhe o diagrama do slide no quadro. Peça então para que um integrante de cada grupo (ou todos) se levante e escreva, embaixo das setas indicativas, as principais ideias e estratégias pensadas (em seus projetos) para permitir a circulação natural do ar. Para auxiliar nessa etapa, exemplifique da seguinte maneira:
Grupo 1
- Revitalizar o ambiente (quebrar paredes e aproveitar melhor o espaço)
- Reforma geral
- Troca do telhado
- Aberturas externas para a circulação do ar
- Colocar vegetação aos arredores
- Troca das lâmpadas incandescentes
- Colocar lâmpadas de LED ou luz natural
Após todos os grupos escreverem seus tópicos da reforma dos ambientes, proponha uma conversa aberta com a turma, e peça para que os grupos analisem as estratégias dos colegas, fazendo as seguintes perguntas:
- Comente as propostas apresentadas pelos seus colegas, no que elas diferem das suas?
- Como vocês acham que a escola seria se suas propostas fossem aceitas?
- O que é preciso fazer para saber se as mudanças propostas são viáveis economicamente?
- Como vocês podem levar as propostas adiante e fazê-las acontecer? Para quem elas precisam ser apresentadas?
Se você desejar, o trabalho pode ser desenvolvido a longo prazo, seguindo as sugestões a seguir:
- Os alunos devem pesquisar sobre medidas de segurança em obras
- Determinar se o seu projeto atende a essas medidas
- Determinar os materiais utilizados para a realização da obra
- Pesquisar sobre conforto térmico em ambientes
- Fazer uma estimativa de orçamento (materiais e mão de obra)
- Desenvolver um projeto completo, incluindo materiais, valores e prazos
- Apresentar uma exposição dos projetos
Sistematização
Tempo sugerido:
Orientações: Peça para os alunos tentarem desvendar o que está acontecendo nessa figura.
Siga as instruções a seguir para mediar a análise dos alunos:
- Não existe nenhum equipamento elétrico levando ou colocando ar para dentro do ambiente.
- Existem saídas e fendas, localizadas, para o ambiente externo
- Qual a relação entre essa figura e o tema da aula de hoje? (convecção térmica)
Os alunos devem chegar a conclusão de que as setas indicam o caminho percorrido pelo ar, sendo que, o ar quente (menos denso) sobe e passa pelas fendas e aberturas da chaminé, sendo liberado para o ambiente externo, enquanto que o ar frio (mais denso) permanece no cômodo, ocasionando dessa forma uma corrente de convecção de forma natural (ventilação natural). Tornando o ambiente mais agradável, fresco e arejado, necessitando de uma menor utilização do ar condicionado e ventiladores (economia de energia e sustentabilidade). Você pode complementar ao dizer que essa estrutura de design para manter uma ventilação natural, é chamada de efeito chaminé, sendo aplicada justamente para promover uma maior circulação do ar no ambiente. Para maiores informações, acesse o seguinte link para estudo (http://projeteee.mma.gov.br/implementacao/efeito-chamine-fluxo-acelerado/?cod=vn)
