O desempenho de telhados verdes intensivos em termos de controle de temperaturas superficiais e retenção de águas pluviais na cidade de Curitiba - PR

Abstract

Resumo: A utilização de telhados verdes pode promover diversos benefícios, como a redução da temperatura interna das edificações, a contenção de enchentes, a mitigação de ilhas de calor e a melhoria da qualidade do ar. A literatura existente comprova estes benefícios, mas grande parte dos estudos engloba apenas o uso de telhados verdes extensivos, deixando de aprofundar-se no uso de telhados verdes intensivos. Isto se deve ao fato de que os extensivos exercem menor carga sobre a edificação, além de possuir menores custos de implantação e manutenção, sendo seu uso considerado mais acessível. Desta forma, houve menor investigação no uso de telhados verdes intensivos, porém, as pesquisas existentes sobre o assunto demonstram que telhados verdes com uma camada de substrato mais profunda possuem maior percentual de retenção de águas pluviais, isolamento térmico e grau de cobertura vegetal. Para a realização desta pesquisa, foi levantado o estado da arte do assunto por meio de uma revisão sistemática de literatura, em que se verificou a inexistência de pesquisas no Brasil que analisassem o uso de telhados verdes intensivos. Levando em conta este panorama, a pesquisa tem como objetivo explorar o efeito que a espessura da camada de substrato pode surtir no desempenho de telhados verdes em relação à retenção de águas pluviais, controle de temperatura e grau de cobertura vegetal de suculentas herbáceas na cidade de Curitiba – PR. Para alcançar o objetivo proposto, foram conduzidos um experimento e um estudo de caso. O experimento consistiu no monitoramento de seis protótipos de telhado verde, sendo três intensivos e três extensivos, de modo que todos possuíssem o mesmo sistema de montagem, variando apenas na espessura da camada do substrato. Os protótipos foram monitorados durante oito meses avaliando as variáveis de temperatura superficial superior e inferior, percentual de retenção de águas pluviais e grau de cobertura das espécies Sedum acre e Lampranthus productus. O estudo de caso foi conduzido em um terraço jardim em que foi comparado o desempenho de um telhado verde intensivo, um extensivo e uma laje de concreto. A geração de dados ocorreu por meio da criação de uma rede de sensores sem fio que possibilitou o acompanhamento dos dados em tempo real, mediante um projeto desenvolvido a partir do conceito de internet das coisas. O monitoramento ocorreu durante quatro meses, avaliando as variáveis de temperatura da camada do substrato, temperatura dos ambientes localizados abaixo do terraço, percentual de retenção de águas pluviais e atraso de pico. O desenvolvimento dos dois estudos assegurou concluir que o desempenho de telhados verdes intensivos é superior aos extensivos para as variáveis analisadas, sendo possível reter até 38% a mais de água da chuva, com retardo de escoamento em quase três horas e a temperatura da camada do substrato mostrou-se constante por mais tempo, mostrando uma diferença de até 16°C em relação ao extensivo no dia mais quente. Além disso, foi possível verificar maior grau de cobertura vegetal nos intensivos, cobrindo até 17% mais do que os extensivos.

Abstract: The use of green roofs can promote several benefits, such as reducing the internal temperature of buildings, containing floods, mitigating heat islands and improving air quality. The existing literature proves these benefits, but most studies only cover the use of extensive green roofs, failing to deepen the use of intensive green roofs. This is because the extensive ones have less load on the building, in addition to lower implementation and maintenance costs, and its use is considered more accessible. Thus, there was less search with the use of intensive green roofs, however, the existing research on the subject demonstrates that green roofs with a deeper substrate layer have a higher percentage of rainwater retention, greater thermal insulation and higher vegetal coverage rate. To carry out this research, the state of the art of the subject was raised by means of a systematic literature review, which verified the need of research in Brazil that analyzed the use of intensive green roofs. Taking this scenario into account, the research aims to explore the effect that the substrate layer thickness can have on the performance of green roofs in relation to rainwater retention, surface temperature control and vegetation cover ratio in the city of Curitiba - PR. To achieve the proposed objective, an experiment and a case study were conducted. The experiment consisted of monitoring six green roof prototypes, three intensive and three extensive, so that all had the same assembly system, varying only in the thickness of the substrate layer. The prototypes were monitored for eight months, evaluating the variables of upper and lower surface temperature, percentage of rainwater retention and coverage rate of the species Sedum acre and Lampranthus productus. The case study was carried out on a garden terrace which the performance of an intensive green roof, an extensive one and a concrete slab was compared. The generation of data occurred through the creation of a wireless sensor network that enabled the monitoring of data in real time, through a project developed based on the concept of internet of things. The monitoring took place for four months, evaluating the variables of temperature of the substrate layer, temperature of the rooms located below the terrace, percentage of rainwater retention and peak delay. The development of these two studies made it possible to conclude that the performance of intensive green roofs is superior than the extensive ones for the analyzed variables, being possible to retain up to 38% more rainwater, with peak delay in almost three hours and the temperature of the substrate layer was constant for a longer time, showing a difference of up to 16 °C in compared to the extensive one on the hottest day. Besides, it was possible to verify a higher vegetation coverage rate in the intensive ones, covering up to 17% more than the extensive ones.