Casa passiva: o que é, como funciona e 7 princípios básicos

Todos os projetos de novas construções ou de renovação do patrimônio edificado existente são movidos por uma busca constante de economia de energia e sustentabilidade ambiental: otimizar o consumo de energia de uma construção permite reduzir seu impacto no ambiente circundante e garantir um ambiente mais saudável para as gerações futuras.

Entre as ações projetuais movidas pela sensibilidade ambiental, encontramos a casa passiva, um tipo de construção muito comum na Europa e também em expansão na Itália.
Você já ouviu falar disso? Sabe do que se trata? Descubra neste artigo o que é e como funciona.

O que é uma casa passiva?

Uma casa passiva, também conhecida como “Passive House” ou “Passivhaus“, é um edifício tecnologicamente avançado, de baixo consumo energético e alta eficiência.
Ela tem a capacidade de garantir um conforto térmico adequado sem recorrer aos tradicionais sistemas de aquecimento ou refrigeração e com baixos ou até mesmo nulos aportes energéticos externos.
Com um invólucro constituído por materiais isolantes, ela não necessita de caldeiras ou bombas de calor, mas utiliza o aquecimento passivo, que é obtido a partir da radiação solar transmitida pelas janelas, pelos eletrodomésticos usados dentro da residência ou pelas pessoas que vivem lá.

Casa passiva com alta eficiência energética

Como funciona?

Uma casa passiva funciona graças à combinação de vários elementos:

• o isolamento térmico, que garante a manutenção no interior da residência de uma temperatura constante e homogênea, com consequente melhoria do conforto habitacional e da salubridade dos espaços, reduzindo o risco de formação de umidade e mofo;
• o uso de esquadrias térmicas, que têm uma dupla função importante: por um lado, contribuem para aumentar o isolamento do edifício passivo, reduzindo a dispersão de calor, por outro, são fundamentais para absorver o calor e transmiti-lo para o interior, aumentando assim a sensação de calor na estação fria;
• o calor corporal das pessoas que habitam a casa ou o calor gerado pelos eletrodomésticos.

A esses elementos se somam a ventilação controlada e o uso de energias renováveis.

Com a ventilação controlada, o ar exaurido do interior do edifício é extraído e é introduzido ar rico em oxigênio vindo do exterior. Dessa forma, é garantida uma renovação contínua do ar, sem perda de calor ou frescor, com o bem-estar total dos habitantes devido à obtenção de uma qualidade ótima do ar.

Os sistemas de fontes renováveis utilizam as energias provenientes do sol, da terra, do vento ou da água. Em uma casa passiva, é possível captar energia solar por meio dos coletores solares térmicos e painéis fotovoltaicos e transformá-la em energia térmica ou recuperar energia geotérmica por meio de bombas de calor ou realizar paredes ou telhados verdes para isolamento térmico.

Como surgiu a ideia da casa passiva?

A ideia da casa passiva surgiu no final da década de 1980, especificamente em 1988 na Alemanha com o Protocolo Passivhaus, graças à colaboração entre dois professores universitários, o físico alemão Wolfgang Feist e o pesquisador sueco Bo Adamson.
O que os unia era uma paixão pela arquitetura sustentável e essa paixão os levou a trabalhar em um projeto ambicioso: criar a chamada “Passive House” ou “Passivhaus“, um edifício inovador tecnologicamente avançado e de baixo consumo energético para o qual não era necessário o uso de sistemas de aquecimento.
Seu projeto não ficou incompleto, pois a partir de sua ideia, em 1991, foi criado um complexo de 4 casas geminadas em Darmstadt com alto desempenho energético em comparação com os edifícios da época.
Posteriormente, em 1996, foi fundado o Passivhaus Institut em Darmstadt, onde os estudos e a disseminação dos padrões construtivos das casas passivas continuaram.
A partir desse momento, esse novo movimento de sustentabilidade se espalhou cada vez mais, o fenômeno da casa passiva se espalhou como fogo do norte da Europa para o resto do continente.

Quais suas vantagens?

Viver em uma casa passiva traz importantes vantagens, vejamos as principais:

1. estrutura de qualidade: a casa passiva construída de acordo com regras projetuais rígidas é muito mais sólida e durável do que as casas tradicionais, mantendo um desempenho ótimo por muito tempo e reduzindo a necessidade de manutenção.
2. Projeto e realização de acordo com padrões: tendo que garantir um certo nível de qualidade, tanto a fase de projeto quanto a de execução são controladas nos mínimos detalhes, cuidando da escolha dos materiais certos e da instalação ideal.
3. Diminuição do impacto ambiental: a eficiência energética de uma casa passiva reduz seu impacto ambiental, muito alto para todas as outras habitações não eficientes.
4. Alto conforto térmico: a temperatura dentro da casa é sempre agradável, quente no inverno e fresca no verão, graças ao isolamento térmico das paredes externas e à inserção de esquadrias térmicas. O isolamento também elimina a formação de pontes térmicas, eliminando assim a presença de umidade e mofo.
5. Ar filtrado e limpo: a inserção da ventilação mecânica permite filtrar o ar de entrada da poluição externa e absorver, ao mesmo tempo, o ar interno saturado.

O custo de construção de uma casa passiva será maior do que o de uma residência tradicional e varia geralmente de acordo com o material em que será construída. No entanto, esse modelo se mostra vantajoso a longo prazo: sendo um edifício NZEB, ou seja, de impacto zero e de altíssima eficiência energética, ele permite reduzir o consumo de energia em até 90% em comparação a um edifício tradicional e garante um retorno do investimento em poucos anos graças à economia na conta de energia.

Como se pode perceber, a casa passiva é sinônimo de qualidade, pois é construída de acordo com regras e padrões precisos. Para alcançar esses padrões de qualidade, também é necessária uma aceleração na implementação de novas tecnologias nos processos de construção. O projeto de casas passivas por meio de gêmeos digitais pode ser um recurso importante para todos os profissionais. O gêmeo digital oferece uma visão completa e detalhada do desempenho dos edifícios, portanto, o futuro do projeto de casas passivas eficientes e altamente confortáveis reside, sem dúvida, no uso dessa tecnologia.

7 princípios para projetar e realizar uma casa passiva

Para projetar e realizar uma casa passiva, é importante seguir 7 princípios básicos:

1. a orientação, para aproveitar ao máximo a irradiação solar é importante organizar da melhor forma a disposição das aberturas externas. Orientar a fachada principal para o sul, por exemplo, permite absorver mais radiação solar e obter um aquecimento maior e gratuito nos períodos de inverno. Sejam as janelas de um edifício de múltiplos andares ou as vitrines de uma loja, posicionar bem as aberturas e prever sistemas adequados de sombreamento, como cortinas ou brises, contribuem para a redução de eventual superaquecimento no verão;
2. a relação de forma, definido como a relação entre a superfície dissipadora do edifício (paredes externas, coberturas, lajes contra o solo) e o volume aquecido, mede a compacidade de um edifício. Essa relação influencia o desempenho energético do edifício, de fato, a baixos valores da relação de forma corresponde um edifício compacto com, proporcionalmente, menores superfícies dissipadoras para o exterior, enquanto a altos valores correspondem edifícios que apresentam formas mais movimentadas e, portanto, mais dissipadoras com maior penetração e comunicação com o ambiente externo;
3. o uso do isolamento térmico, realizado com uma camada de material isolante disposta nas paredes externas do edifício, garante menores dissipações para o exterior e uma temperatura agradável dentro do ambiente em todas as estações. O isolamento térmico é uma ótima ferramenta tanto para edifícios residenciais quanto comerciais: reduz as dissipações de calor e a necessidade energética para a manutenção da temperatura desejada;
4. o uso de esquadrias térmicas, que realizadas com vidro triplo limitam ao máximo a dissipação de calor. Além disso, prioriza-se a realização de esquadrias amplas, para aproveitar ao máximo o calor solar;
5. a ausência de pontes térmicas, na realização da camada de isolamento térmico é bom ter cuidado para não criar pontos de descontinuidade, instalando-o de maneira contínua. Esses pontos se criam quando ocorre uma mudança na resistência à passagem do calor e são causa da formação de umidade e mofo;
6. o uso de sistemas de ventilação, as máquinas VMC são capazes de fornecer de maneira constante ar limpo, livre de poeira e smog, eliminando umidade e ar saturado. Especialmente em edifícios comerciais, os sistemas de ventilação são muito importantes para extrair o ar viciado e introduzir ar fresco e filtrado, mantendo o ambiente saudável;
7. a atenção à vedação ao ar, para garantir o máximo conforto térmico é oportuno, de fato, evitar a formação de infiltrações de ar, que geram, consequentemente, condensações intersticiais, causa de danos às estruturas do edifício. Nos edifícios residenciais, a vedação ao ar permite prevenir infiltrações que podem comprometer a eficiência do apartamento, enquanto nos edifícios comerciais permite prevenir variações de temperatura que poderiam prejudicar trabalhadores ou clientes.

7 princípios da projeção de casas passivas

Como integrar os princípios da casa passiva nos fluxos de trabalho de reforma

Para aplicar os princípios da casa passiva também nas intervenções de reforma de edifícios, é fundamental começar pela modelagem do edifício existente com o auxílio de um software para certificação energética.

De fato, para entender quais intervenções vale a pena desenvolver em um edifício para torná-lo de alta eficiência energética, é bom modelar a casa levando em conta todos os fatores que influenciam seu comportamento térmico.

Você deve proceder a modelar:

• envelope opaco: paredes externas, internas, lajes, coberturas;
• envelope transparente: janelas, bow-window, claraboias;
• central térmica: caldeira, ar-condicionado, bombas de calor, aquecedor;
• pontes térmicas.

Definido o estado atual do edifício, você não deve fazer nada além de desenvolver a projetação guiada do sistema edifício-instalação, com a definição guiada das intervenções de melhoria energética como isolamento térmico, substituição de janelas, substituição da central térmica, etc.

Se necessário, para melhorar parâmetros como a orientação, você pode prever o deslocamento dos elementos transparentes ou a inserção de sistemas de sombreamento.

A seguir, podem ser executadas automaticamente as verificações legais segundo o padrão nZEB e pode-se visualizar graficamente o comportamento energético do edifício: assim, você pode facilmente compreender se as intervenções que está inserindo são adequadas para transformar o edifício em uma casa passiva!

Pontes térmicas, sombreamento, relação de forma, sistemas de ventilação ou isolamento, tudo é gerido e verificado automaticamente, permitindo que você identifique a solução ideal para realizar uma casa passiva com impacto zero! O que você está esperando? Experimente grátis por um mês.

Os princípios da casa passiva e seu impacto nos custos de gestão e manutenção a longo prazo

Dar vida a construções passivas permite reduzir ao mínimo os custos de gestão e manutenção a longo prazo, pois significa criar um sistema capaz de controlar o uso da energia, o estado das estruturas e das instalações.

Criando um gêmeo digital da casa passiva e combinando-o com sistemas de monitoramento baseados em dados, é possível o rastreamento em tempo real de cada dispositivo. Imagine poder rastrear os consumos energéticos do edifício, isso permitirá corrigir imediatamente anomalias ou identificar desperdícios e ineficiências.

Intervir imediatamente significa otimizar os custos de gestão e manutenção, maximizando a eficiência energética da habitação.

Os sistemas de monitoramento também permitem fornecer feedback constantes sobre o desempenho da estrutura em tempo real: hábitos, necessidades, tudo é medido e é útil para tomar decisões conscientes.

Equilíbrio entre forma e função: estratégias de projetação alinhadas aos padrões Passivhaus

O equilíbrio entre a forma e a função é um aspecto muito relevante para os padrões Passivhaus.

Se a forma de um edifício é definida por todos os elementos do envelope edilício que separam os espaços fechados do ambiente externo, a função representa o propósito final para o qual o mesmo é realizado.

Em relação à forma, na projetação térmica de um edifício, é importante ter em mente que:

• à medida que a superfície exposta aumenta, aumentam as perdas de energia para o exterior no inverno e os ganhos térmicos indesejados no verão;
• à medida que o volume aumenta, aumentam a massa e a energia acumulável, que ajudam a amortecer as oscilações térmicas.

É importante, portanto, que, em relação à mencionada relação de forma, sejam preferidas formas compactas e regulares, com estruturas que possuam massa térmica significativa.

Quanto à função de um edifício, é certamente garantir o máximo conforto habitacional para seus usuários: eficiência energética, isolamento térmico, estanqueidade ao ar, ventilação adequada são os elementos-chave.

Além do isolamento: a importância da estanqueidade ao ar

O isolamento térmico é fundamental porque reduz as perdas e assegura conforto em todas as estações. No entanto, na projetação de uma casa passiva, há muito mais a considerar.

Além da isolação térmica, um aspecto bastante relevante é a estanqueidade ao ar.

Prevenir os pontes térmicas nas juntas, arestas e nós é uma das medidas mais eficientes de economia de energia.

Imaginemos, por exemplo, uma laje de um balcão diretamente conectada a uma laje de concreto, ela inevitavelmente produz perdas térmicas adicionais porque interrompe a isolação térmica externa, transportando assim o calor para o exterior.

Uma boa técnica para contornar o problema poderia ser posicionar o balcão a uma certa distância da fachada, prevendo suportes separados da estrutura, de modo a criar uma camada de isolamento contínua e, ao mesmo tempo, uma camada de estanqueidade ao ar contínua.

Uma construção impermeável ao ar, além disso, pode ser efetivamente obtida, por exemplo, rebocando completamente o edifício do lado interno ou utilizando membranas, papel reforçado ou painéis de madeira.

O clima regional e como influencia as prioridades de projetação da casa passiva

A localização de um edifício influencia suas condições de conforto ambiental devido ao clima e, portanto, a linha de projetação de uma casa passiva mudará.

Nos climas temperados, as necessidades de resfriamento e redução da carga térmica solar referem-se apenas ao período de verão.

O critério de projetação, neste caso, deve ser subordinado à necessidade de não comprometer a possibilidade de uso da radiação solar durante o período frio, que é muito mais longo.

As superfícies envidraçadas, que representam um elemento importante para os ganhos solares, e as superfícies opacas, que, ao absorver radiação solar, determinam um aumento da temperatura superficial, devem ser bem posicionadas.

As aberturas devem ser colocadas principalmente ao Sul, pois no inverno captam a maior quantidade de radiação (quando o sol está baixo no horizonte), enquanto no verão a radiação pode ser facilmente sombreadas com um estudo cuidadoso das saliências e com o uso de sombreamentos.

Nos climas mediterrâneos, por outro lado, é importante empregar superfícies de baixa temperatura para reduzir o acúmulo de calor ao redor.

As superfícies transparentes requerem um cuidadoso equilíbrio entre transmitância térmica, fator solar e aporte de luz natural; além disso, dispor as fachadas principais voltadas para o Sul e Norte, com o eixo maior Leste-Oeste, permite um controle mais eficaz da radiação solar e da ventilação natural.

Ferramentas digitais que simplificam o respeito aos princípios da casa passiva

Como se pode bem intuir, a casa passiva, portanto, é sinônimo de qualidade, pois é realizada segundo regras e padrões precisos. Para alcançar tais padrões de qualidade, é necessária também uma aceleração na implementação de novas tecnologias nos processos construtivos.

A projetação de casas passivas por meio de gêmeo digital pode ser um importante recurso para todos os profissionais. O gêmeo digital oferece uma visão completa e detalhada das performances dos edifícios, portanto, o futuro da projetação de casas passivas eficientes e altamente confortáveis reside sem dúvida na utilização dessa tecnologia.

O gêmeo digital oferece uma ampla gama de aplicações práticas no âmbito da projetação de casas passivas, como:

• a possibilidade de simular e otimizar o comportamento do edifício em diferentes cenários;
• o gerenciamento avançado dos sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC);
• a criação de modelos de simulação interativos;
• o desenvolvimento de análises de dados históricos e em tempo real sobre o uso da energia.

Os softwares de projetação térmica são também uma ótima ferramenta de simulação energética dinâmica dos edifícios, capazes de garantir o desenvolvimento de projetação orientadas ao alcance dos princípios de Passivhaus, o conforto ambiental, a eficiência energética, a sustentabilidade ambiental.

Erros comuns na implementação dos princípios da casa passiva no local

Entre os erros mais comuns na implementação dos princípios da casa passiva, estão certamente:

• o uso de materiais inadequados: materiais para isolamento térmico não adequados e janelas de baixa qualidade influenciam enormemente a eficiência de um edifício;
• a má execução das intervenções: a qualidade das equipes e uma instalação correta de todos os materiais e produtos de construção utilizados influenciam enormemente;
• o desenvolvimento de uma projetação superficial: o desenvolvimento de uma projetação não detalhada, que leve em conta as reais condições do edifício e que não simule seu comportamento ao variar a forma, as dimensões, o posicionamento dos elementos opacos e transparentes, a inserção dos sistemas de isolamento, de estanqueidade e das instalações, influencia negativamente a realização de uma casa passiva.

FAQ – Casa Passiva

O que é uma casa passiva?

É um edifício projetado para garantir conforto térmico sem a necessidade de sistemas de aquecimento ou resfriamento tradicionais. Aproveita isolamento, janelas de alto desempenho, ventilação controlada e energias renováveis.

De onde vem o conceito de casa passiva?

A ideia foi desenvolvida na Alemanha no final dos anos 80, com o protocolo Passivhaus, graças aos pesquisadores Wolfgang Feist e Bo Adamson.

Quais são as principais vantagens de viver em uma casa passiva?

Uma maior durabilidade da estrutura, consumo reduzido, menor impacto ambiental, conforto térmico constante e qualidade do ar mais elevada.

Quais são os princípios fundamentais para projetar uma casa passiva?

Orientação correta, forma compacta, isolamento contínuo, janelas eficientes, ausência de pontes térmicas, ventilação mecânica controlada e atenção à estanqueidade ao ar.

É possível aplicar o modelo de casa passiva também nas reformas?

Sim. Partindo de uma modelagem energética do edifício existente, podem ser planejadas intervenções direcionadas como isolamento, substituição de janelas ou otimização das instalações.

O clima influencia a projetação de uma casa passiva?

Sim. Em áreas temperadas ou mediterrâneas, as prioridades mudam: por exemplo, a gestão da radiação solar, a orientação das fachadas e as estratégias de sombreamento.

Quais tecnologias digitais ajudam na projetação de uma casa passiva?

Ferramentas como gêmeos digitais e softwares de simulação energética permitem prever desempenhos, otimizar consumos e monitorar o edifício em tempo real.

Quais são os erros mais comuns na realização de uma casa passiva?

Uso de materiais inadequados, instalação incorreta, projetação superficiais e falta de simulações energéticas precisas.