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Informação profissional sobre a Envolvente do Edifício

Uma Janela para Hoje

Carlos Machado e Moura1,2 Pedro Borges de Araújo1

28/02/2020
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Figura 1. Diferentes tipos de janelas vernaculares e tradicionais

Resumo

As janelas sempre estiveram na interseção de várias tecnologias e processos arquitetónicos que evoluíram em paralelo, entrecruzando-se diversas vezes. Os progressos do último século nos domínios do vidro e dos caixilhos permitiram que o vidro fosse progressivamente absorvendo funções tradicionalmente presentes noutros dispositivos, conduzindo à dissolução da janela em paredes transparentes. 
Atualmente, as smart windows cruzam tecnologias anteriores com materiais eletricamente ativáveis, com propriedades dinâmicas que aumentam a sua capacidade. Neste artigo, especulamos sobre a ideia de uma janela do futuro, de acordo com o estado da arte do vidro e caixilharias de abrir e correr. Argumentamos que um possível resultado da combinação de diferentes tecnologias – levitação magnética e dinâmica, vidro fotovoltaico transparente, vidro de vácuo, vidro com propriedades controláveis, superfícies piezoelétricas sensíveis ao toque ou vidro ultrafino – poderá, em última instância, alterar a abordagem arquitetónica às janelas.

Palavras-chave

1=Janelas 2=Smart glass 3=Soluções inteligentes 4=Janelas funcionais 5=Ventilação natural 6=Ecrãs

1Jofebar / panoramah!®

2Centro de Estudos de Arquitetura e Urbanismo, Faculdade de Arquitetura da Universidade do Porto

1. Mais vidro, menos janelas: o que é uma janela?

Imaginar o futuro da janela não é uma tarefa fácil. Nem sequer é claro se as janelas, enquanto dispositivos funcionais individualmente reconhecíveis, ainda existirão. Emergindo na arquitetura ocidental como aberturas em paredes externas [1], para introduzir luz nos edifícios, admitir ar e proporcionar vistas enquadradas para o exterior, são mediadoras espaciais da relação entre o interior e o exterior, tal como as portas de vidro, que, adicionalmente, permitem movimento. Desta forma, funcionam como filtros, sendo historicamente acompanhadas por uma série de dispositivos que regulam a luz, a ventilação, a privacidade e as condições atmosféricas. Alguns proporcionam sombra — persianas, portadas, venezianas, gelosias, estores e cortinas —, outros segurança — barras, grades, dispositivos antitempestade, puxadores e fechos —, enquanto outros — bancos, peitoris, janelas salientes, redes — exprimem diferentes abordagens arquitetónicas, variando de acordo com as condições climáticas, raízes culturais e questões sociais [2]. [Figura 1]

Ao longo do tempo, os projetistas idealizaram novas possibilidades arquitetónicas para portas e janelas de vidro, que evoluíram em paralelo e frequentemente se entrecruzaram com diferentes tecnologias de vidro e de caixilho. A janela como orifício desvaneceu-se progressivamente à medida que os progressos do último século permitiram que o tamanho dos painéis de vidro aumentasse, indiferenciando janelas e portas de vidro, o que culminou na parede cortina de vidro, que simultaneamente expandiu a janela abrangendo toda a fachada e a dissolveu numa pele totalmente envidraçada.
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Figura 2. Envidraçados na Maison La Roche Jeanneret, obra de Le Corbusier em Paris, 1925.

Além disso, durante o século XX, as fachadas herméticas tornaram-se predominantes, especialmente em edifícios empresariais, com janelas que proporcionam vistas desafogadas para o exterior, mas que impedem qualquer contacto físico com este, uma vez que os sistemas de ventilação absorveram a função de renovação de ar. A industrialização, por outro lado, sacrificou a genealogia da janela e as respetivas especificidades locais, e foi institucionalizando práticas globais e requisitos normalizados de eficiência térmica, resistência ignífuga, estanqueidade ao ar e à água. O vidro temperado também desempenhou um papel essencial nesta evolução, permitindo ao envidraçado desempenhar uma função estrutural, que lhe era, até então, proibida. Com todas estas alterações, as janelas perderam a sua autonomia enquanto elementos isolados e o seu papel como agentes de enquadramento visual. O vidro como elemento de revestimento (de parte) da fachada substituiu a metáfora antropomórfica das janelas como “olhos” do edifício, desafiando o conceito tradicional de janela [3]. De facto, embora historicamente haja a tendência para associar as janelas às partes transparentes de uma determinada fachada, o advento de grandes paredes de vidro desafiou a identificação da janela e do seu perfil. Ainda é possível reconhecer a sua essência nas partes operáveis – de abrir e correr – de um invólucro transparente, aquelas que proporcionam não só vistas para fora, mas também possibilidades práticas de contacto físico com o exterior. [Figura 3]

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Figura 3.  Grandes envidraçados de correr: solução em canto na Kaufmann Desert House, do arq. Richard Neutra. foto de Julius Shulman, 1947 © J. Paul Getty Trust. Getty Research Institute, LA (2004.R.10).

2. Smart materials, smart glass: janelas inteligentes?

Os progressos tecnológicos mais recentes tornaram o vidro verdadeiramente dinâmico, congregando eficientemente as diferentes características e possibilidades presentes num sistema tradicional com múltiplas camadas de dispositivos filtrantes, num único elemento arquitetónico (quase) sem espessura. Trata-se de uma mutação radical na abordagem à escala das paredes e aberturas. De facto, o vidro pode agora, isoladamente, controlar ganhos solares e a radiação através de capas, incorporar redes ou estores na sua cavidade, proporcionar um isolamento incomparável com vidro triplo ou vidro de vácuo, alterar dinamicamente a sua opacidade e temperatura e, em última instância, gerar energia e transmitir informações digitais, convertendo as janelas em ecrãs eletrónicos.
Esta mudança é exequível principalmente através do potencial de materiais programáveis e métodos de inteligência artificial que prometem melhorar a utilização dos nossos objetos e dispositivos quotidianos, associando-os e interligando-os para formar dispositivos “mestres” com utilizações e aplicações nunca antes imaginadas. Apesar de ser um material antigo, o vidro assume um papel predominante nesta revolução, com aplicações arquitetónicas crescentes – em janelas e fachadas e também em dispositivos e diferentes partes da estrutura do edifício –, uma vez que muitos materiais e tecnologias inovadores são desenvolvidos em combinação com o vidro. Portanto, o vidro funciona tanto como material estrutural, com propriedades mecânicas personalizáveis graças às melhorias do próprio material, quer como base para a gestão energética e a instalação de sistemas interativos, através de tecnologias de revestimento e impressão que permitem implementar características que o funcionalizam ativa e passivamente.

Além de laminagem para prevenção de intrusão, revestimentos de alta seletividade para controlo da radiação, camadas para vidro aquecido ou ecrã digital, a incorporação de funcionalidades interativas através de sensores, ecrãs e capacidades de atuação, tornam o vidro e as janelas num elemento vital do conceito da “Internet das coisas”. Os materiais que permitem estas características são os chamados “smart materials”, geralmente agrupados por alteração de propriedades, trocas energéticas e trocas de matéria [4]. Muitos estão prontos para implementação, enquanto outros ainda se encontram em curso de desenvolvimento ou de aplicabilidade comercial. Acionados pela luz, temperatura, pressão, campos elétricos e magnéticos ou pelo ambiente químico, proporcionam funções que são aplicadas ao vidro, resultando em “smart glasses“ e ”smart windows”, intersectando tecnologias anteriores com materiais ativados eletricamente e proporcionando interatividade ou propriedades de comutação. Exemplos relevantes de soluções dinâmicas para vidro e janelas incluem:

1. controlo da transmitância ótica, introduzindo variações na transmitância da luz no espectro visível para gerir a radiação solar e a privacidade, bem como aspetos decorativos, graças a materiais com cor e propriedades oticamente variáveis sob estímulos luminosos, térmicos ou elétricos de forma passiva (fotocrómicos ou termocrómicos) ou ativa (eletrocrómicos).

2. controlo da transmitância térmica, através da gestão dos comprimentos de onda até à região infravermelha do espectro eletromagnético; o controlo adequado da transmissão de radiação e absorção térmica permitirá a implementação de estratégias de poupança energética para aquecimento e arrefecimento de edifícios.

3. propriedades de memória e de mudança de forma (ou dimensão) sob estímulos térmicos, elétricos ou magnéticos que podem ser aplicados em janelas no desenvolvimento de juntas e componentes de vedação reguláveis com materiais expansivos.

4. materiais com aderência regulável, permitindo o controlo ativo ou passivo da hidrofobicidade da superfície, possibilitando a implementação de vidro e perfis de alumínio de auto-limpeza ou com agentes antibacterianos.

5. smart materials fotoluminescentes, fluorescentes, fosforescentes e eletroluminescentes, permitindo várias possibilidades de iluminação específica;

6. materiais piezoelétricos e magnetoelétricos, permitindo a implementação de sensores e atuadores cerâmicos ou poliméricos no vidro;

7. smart materials fotoluminescentes, incluindo vidro autoluminescente para janelas e claraboias;

8. materiais fotoelétricos e termoelétricos, permitindo a aplicação da geração, armazenamento e gestão de energia, nomeadamente com células solares para vidro fotovoltaico ou geradores termoelétricos.

9. materiais de armazenamento de calor, contribuindo para a gestão da eficiência energética.

10. implementação de componentes eletrónicos transparentes, com sensores, atuadores e capacidades de visualização, permitindo os mais altos níveis de interatividade e gestão de energia.

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Figura 4. Vidro electrocrómico, com controlo ativo da transmita^ncia ótica.

Assim, o vidro consegue “sozinho" determinar ativamente o controlo visual, luminoso, térmico e acústico de ambientes. No entanto, a grande maioria das soluções disponíveis com propriedades dinâmicas ainda está longe de ser verdadeiramente interessante de um ponto de vista arquitetónico. Os vidros com propriedades controláveis ou os vidros fotovoltaicos disponíveis, por exemplo, são ainda soluções intermédias, impondo a renúncia a algumas características: opacidade total para vidro eletrocrómico [Figura 4], transparência total para envidraçamento fotovoltaico (semitransparente). [Figura 5].

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Figura 5. Vidro fotovoltaico semitransparente.

Indubitavelmente, estas e as outras soluções "smart" referidas são desenvolvimentos promissores e terão um lugar específico no futuro.

Contudo, acreditamos que o atual estado da arte não é satisfatório, dado que na maioria dos casos o ruído visual que introduzem faz com que as vantagens não sejam evidentes, exceto de um ponto de vista exclusivamente económico, quando o cliente não é o utilizador. Também vale a pena notar que muitas destas propriedades ativas são estimuladas eletronicamente ou requerem a implementação de um sistema de leitura e comunicação. Assim, o caixilho torna-se particularmente relevante – garantindo uma integração completa entre componentes eletrónicos e peças mecânicas. O papel da moldura na arte é bastante conhecido e George Teyssot observa, de forma interessante, citando o ensaio de 1902 de George Simmel The Picture Frame: An Aesthetic Study, que “a moldura, pela própria materialidade do seu limite, [...] ajuda a obra de arte a excluir tudo o que lhe seja exterior, ao mesmo tempo que proporciona a concentração no seu interior. A moldura garante a possibilidade de uma existência autónoma para uma obra de arte.“De forma semelhante, com janelas e "smart windows" ativadas principalmente de forma elétrica, o caixilho não só constitui a definição do limite como também garante as condições reais para o seu desempenho dinâmico.

Outra ideia que vale a pena trazer à discussão é a diferença entre os conceitos de "smart" e "inteligente". Enquanto “smart” é utilizado para se referir a materiais e dispositivos que mudam de estado ou de propriedade, num princípio de estímulo e reação, “inteligente“deve consistir, de acordo com a definição do dicionário Webster, no "poder de enfrentar uma situação nova com sucesso, ajustando o próprio comportamento a qualquer situação”. Nos padrões atuais, existe a tendência para entender isto como a integração de vários sistemas numa arquitetura totalmente automatizada, com produtos domóticos eletronicamente melhorados e soluções baseadas em TI, com sistemas capazes de receber e processar grandes quantidades de dados, como uma capacidade quase humana de responder a diferentes situações. No entanto, devemos ver também esta capacidade de auto-adaptação numa perspetiva mais ampla, verdadeiramente adequada à sua época, não apenas capaz de responder a uma condição temporal momentânea. Os edifícios inteligentes não só devem possuir componentes tecnológicos “inteligentes” – que provavelmente tornar-se-ão obsoletos a curto prazo – mas também ser concebidos para não prejudicar o ambiente natural, causar doenças ao utilizador [5] e, idealmente, responder a mudanças culturais, questões de recursos e necessidades humanas em constante mudança.

Nesta perspetiva mais holística, as janelas inteligentes [6] apresentam oportunidades notáveis para responder às necessidades dos utilizadores e reduzir o consumo energético de um edifício, respondendo dinamicamente aos ganhos de calor solar e às condições ambientais e, eventualmente, produzir energia. Esta capacidade para contribuir para reduzir a nossa dependência de recursos externos e as ineficiências na utilização energética é, sem dúvida, um dos vetores de desenvolvimento mais promissores. No entanto, o vidro fotovoltaico semitransparente comercialmente disponível, apesar de ser suficiente para aplicações em coberturas, claraboias, barreiras de proteção e revestimentos exteriores, não é ainda adequado para janelas, dado que as superfícies fotovoltaicas transparentes de produção de energia proporcionam apenas 4-5% de eficiência. Para obter 9% de eficiência, o vidro tem de reduzir a sua transparência para cerca de 30-39% [7], o limiar do vidro “transparente”. Portanto, ainda é cedo para converter as janelas em geradores de potência verticais. Mas os novos concentradores solares luminescentes transparentes (TSLC) quase-infravermelhos (NIR) da Universidade do Estado do Michigan, testados com alta transparência (86% de transmitância visível) e coloração mínima (94% de índice de reprodução cromática), obtêm rendimentos >20% [8], uma quantidade de energia que, em muitos países, seria mais do que suficiente para tornar a motorização da janela completamente autónoma.

3. A janela virtual: da metáfora à realidade

Uma visão recorrente para a “janela do futuro” é a capacidade emergente do envidraçado transmitir informação digital, por vezes como o análogo virtual de uma janela. No entanto, as características oferecidas pelos ecrãs OLED parecem mais adequadas a elementos interiores – TV ou computadores, mesas interativas, divisórias de vidro, ecrãs – ou dispositivos móveis do que ao revestimento exterior dos edifícios. As aplicações que prometem – ativação de componentes eletrónicos, sensível ao toque, ultraleve, flexível e com funcionalidades avançadas, como projeção 3D ou realidade aumentada [9] – podem ser decisivamente mais úteis no design automóvel ou em dispositivos de visualização portáteis do que em fachadas.

Curiosamente, em 1435, o famoso tratado De picture, de Leon Battista Alberti, considerava a pintura como “uma janela aberta [finestra aperta] através da qual a história é vista” [10], a metáfora comummente referida como a origem da comparação entre a janela e a pintura que moldou o pensamento moderno ocidental sobre as imagens e a forma de ver o mundo [11]. As janelas são certamente uma metáfora convincente, tanto para pinturas como para ecrãs, mas a capacidade real dos painéis de vidro das janelas em exibirem informações digitais parece levar a metáfora de Alberti demasiado longe.

Muitas antigas previsões do futuro exploraram esta ideia, além de especularem sobre cidades de vidro, personagens invisíveis compostos de vidro [12], óculos e proteções oculares eletrónicos, ou implantes de vidro para visão noturna [13]. Um exemplo curioso é o Vidro Lento [14], uma substância semelhante ao vidro com um índice refrativo de tal forma elevado que a luz demora um tempo significativo, inclusivamente vários anos, para o atravessar. Funciona, assim, como um ecrã para o passado, ou, mais precisamente, como um visualizador de tempo limitado. No romance de 1966 que o apresenta [15], as pessoas utilizariam painéis compostos por vidro lento, colocados em paisagens pitorescas, como “scenedows”, janelas panorâmicas que permitiam que os blocos urbanos olhassem para as paisagens conservadas no vidro. Os preços variariam de acordo com a sua “espessura”, o número de anos de vista paisagística que continham. Apesar do quão interessantes estas ideias e metáforas possam ser, a sua aplicação útil em edifícios continua a ser muito limitada. Em 1958, a animação da Walt Disney Magic Highway U.S.A. [16], sobre o futuro das autoestradas e dos automóveis, apresentava para-brisas com radares. [Figura 6].

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Figura 6. Magic Highway U.S.A. (1958), da Walt Disney, prefigurava para-brisas com radares.

Sessenta anos mais tarde, os carros utilizam cada vez mais câmaras instaladas na traseira para substituir os retrovisores e os primeiros sistemas de visão noturna proporcionam uma visão melhorada através de câmaras de infravermelhos, para detetar pessoas e objetos, disponibilizando uma realidade ainda mais objetiva do que aquela que o condutor consegue ver na estrada em frente, com os seus próprios olhos. [Figura 7].
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Figura 7. Sistema de “night vision” incorporado no para-brisas. © Siemens.

Enquanto em 1936, o filme 'A Vida Futura', de Cameron Menzies, apresentava uma colónia imaginária de 2054 sem janelas, com ecrãs planos flutuantes de alta resolução semelhantes a janelas [Figura 8], atualmente as superfícies digitais imitam a realidade com tal qualidade que estão a ser utilizados ecrãs para substituir aberturas, como na proposta de avião sem janelas [17]. [Figura 9].

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Figura 8. Janelas como ecrãs, no filme “Things to Come” (1936) de Cameron Menzies.

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Figura 9. Aviões sem janelas, uma ideia com futuro?

Contudo, independentemente do quão pertinentes essas soluções possam ser para permitir voar mais rápido, consumir menos combustível e proporcionar estruturas mais sólidas e aerodinâmicas [18], nenhuma razão com base no utilizador pode aceitavelmente justificar essa escolha [19]. O mesmo se aplica aos edifícios onde, para além das montras, pouca vantagem se vê na substituição das janelas reais pelo respetivo análogo virtual. No entanto, soluções integradas, como os ecrãs OLED transparentes com capacidades táteis, certamente poderão estabelecer-se como dispositivos valiosos para uma janela, não em substituição de um monitor de computador, mas como controladores que proporcionam um acesso direto e intuitivo às funcionalidades das janelas.

4. Abrir ou não abrir: as coisas que uma janela consegue fazer

Um aspeto final, mas fundamental, sobre “a janela do futuro” permanece a questão de abrir ou não abrir. Ao longo do século XX, a eliminação total de componentes operáveis foi empreendida em muitos edifícios, especialmente em grandes edifícios empresariais envidraçados. A solução mais económica demonstrou ser a parede cortina fixa, fachadas não passíveis de abertura, que não permitem escolha nem controlo individual, com a função de abastecimento de ar completamente assumida e regulada por um sistema descentralizado de ventilação mecânica – refrigerando o edifício no Verão devido aos ganhos solares e aquecendo o edifício no inverno para minimizar o efeito das perdas térmicas. Esta equação ambientalmente irresponsável e absurda criou edifícios ineficientes que absorvem enormes quantidades de calor, requerendo elevados níveis de refrigeração para o remover, representando uma parte significativa das emissões de gases com efeito de estufa, e que está agora a ser enfrentada em cidades como Nova Iorque e Londres que preveem a proibição de arranha-céus com vidro ineficiente [20].
No entanto, além desta opção pouco inteligente e economicamente orientada, outras circunstâncias técnicas e arquitetónicas conduziram à não abertura das janelas. Assim, funções que eram historicamente combinadas num único elemento – admitir luz natural, proporcionar contacto visual, ventilar e estabelecer uma ligação espacial com o exterior – foram separadas [21]. Nesses casos, apesar da ligação visual que as janelas podem proporcionar, todos os outros sentidos permanecem desligados do exterior, dado que o vidro bloqueia o ar, o som e o espaço. Entre as razões que estão na origem deste facto, a elevada eficiência e o elevado desempenho também pesaram para os invólucros fechados, inclusivamente em soluções de fachada inteligente. De facto, inúmeras normas restritivas impõem que os edifícios funcionem como caixas perfeitamente seladas – com vidros muito eficientes, caixilhos isolados e construções completamente herméticas – para cumprirem os rígidos requisitos de isolamento e enfrentarem as condições do exterior, enquanto a ventilação natural é muitas vezes descartada enquanto solução pouco fiável, colocando os edifícios em risco de excesso ou falta de ventilação sob diferentes condições [22].

Mas apesar da crença generalizada de que a construção hermética significa fachadas fechadas, Passivhaus – o padrão líder mundial em design de eficiência energética – não exige que as janelas não abram, apenas que a estrutura do edifício tenha um bom isolamento e seja totalmente hermética, evitando o desperdício energético e o desconforto quando o edifício está em utilização [23]. Assim, paredes, pisos, telhados, caixilharias de portas e janelas devem ser isentos de correntes de ar e pontos frios (assim como de sobreaquecimento), mas as janelas e as portas podem ser utilizadas quando for necessário ou desejável, enquanto um sistema de ventilação assegurará o abastecimento constante de ar limpo e fresco para o interior e a expulsão de ar viciado. Este sistema de ventilação poderá até ser evitado em alguns casos, utilizando exclusivamente ventilação natural – especialmente em climas temperados, durante os meses de verão –, mas para conforto em climas frios e por motivos de eficiência energética, a ventilação mecânica com recuperação de calor é quase sempre necessária para cumprir o padrão Passivhaus [24].

No entanto, com ou sem sistemas de ventilação, as janelas podem – e devem – abrir, não obliterando a ligação física do interior ao exterior. Entradas de ar alternativas – aberturas em montantes, grelhas reguláveis em caixilhos, abas motorizadas ou aberturas de ventilação inteligente com filtro de pólen, silenciador, fluxo de ar e controlo de humidade – foram sendo melhoradas e podem garantir alguma ventilação natural, permitindo eventualmente a brisa e o ruído, sem alterar o aspeto dos edifícios desde o exterior. Mas a ligação física/espacial é ainda ignorada nesses casos. A ventilação e o funcionamento das janelas podem, de facto, criar problemas com a acústica e algumas normas europeias podem não permitir que as janelas abram devido a níveis excessivos de ruído. Mas a menos que o edifício se encontre em determinados locais, como um aeroporto, essas são condições temporárias.
A combinação de um vidro de alto desempenho – possivelmente de vácuo ou híbrido – com sensores e motorização para permitir que as janelas abram e fechem de forma automática e autónoma, permitiria uma ventilação natural eficaz e fiável dos edifícios, combinando ventilação cruzada e mantendo um equilíbrio da temperatura interior, reduzindo simultaneamente a necessidade de aquecimento e de ventilação mecânica em determinadas condições atmosféricas. Para este processo são vitais os sensores para medir automaticamente a temperatura interior, os níveis de oxigénio e de humidade, assim como as condições externas – temperatura, vento, chuva, ruído, odores e poluição – e os sistemas totalmente herméticos – como levitação magnética ou dinâmica [25], possivelmente combinados com smart materials com memória de forma. As poupanças em sistemas de ar condicionado, tanto em termos de custo como de impacto arquitetónico – instalações em tetos falsos, por exemplo –, poderiam ser canalizadas para investimentos para soluções de fachadas inteligentes.

5. Conclusão: janelas para o futuro?

Os avanços na tecnologia do vidro estão finalmente a possibilitar uma arquitetura totalmente envidraçada. A visão de Paul Scheerbart de uma Glass Architecture (1914) de há um século poderia tornar-se realidade à medida que o vidro se torna no material primário da arquitetura, desafiando a sua utilização atual como um elemento sobretudo funcional e invisível. Sendo um material estrutural primário – pela sua natureza compressiva – e um elemento ativo – capaz de controlar a privacidade, a visibilidade e a luz permitida num ambiente transparente – o vidro poderá desempenhar o papel que a pedra desempenhava na arquitetura da Idade Média. Embora uma “pedra” com propriedades dinâmicas, que é onde podem surgir diferentes possibilidades de desenvolvimento, tal como o betão há 150 anos. Isto comporta uma sobreposição natural entre a noção de aberturas e de paredes, um debate que deriva do Movimento Moderno. De uma perspetiva tecnológica, esta trajetória pode resultar, no futuro, numa fusão de soluções de parede e de janela. [Figura 10].

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Figura 10. Case Study House 8 (1949), de Charles e Ray Eames. Uma casa com paredes envidraçadas, oferecendo grande flexibilidade de abertura, controlo da luz e da visão.

Imaginar uma solução para uma janela para o futuro obriga-nos a concentrarmo-nos em aspetos críticos para a arquitetura dos nossos dias, particularmente no equilíbrio ambiental, conforto, flexibilidade e facilidade de utilização. Acreditamos que uma janela autossuficiente, dinâmica, altamente controlável e funcional pode ser a resposta. Não uma “smart window” convencional, mas sim uma reunião de diferentes tecnologias num dispositivo inteligente passível de abertura. O vidro é, naturalmente, a parte mais crucial do processo; entre as tecnologias de vidro promissoras à luz das perspetivas atuais, destacamos as seguintes:
  • vidro electrocrómico, que possivelmente permite o controlo da visibilidade e da reflexão em cada face.
  • vidro transparente fotovoltaico, que permite que o vidro absorva parte da radiação solar para gerar energia suficiente de modo a ser independente de outras fontes de energia, tornando assim esta janela automática numa solução neutra em carbono e energeticamente autónoma.
  • vidro de vácuo para um vidro mais fino e leve, bem como para um desempenho térmico eficiente.
  • piezoelétrico, que utiliza materiais sensíveis ao toque com indução elétrica, para que a janela seja facilmente ativada e regulada através do toque a partir do interior. Além disso, outras tecnologias podem ser decisivas para o funcionamento dos painéis:
  • levitação magnética ou dinâmica para soluções deslizantes. Proporciona um funcionamento inigualável da janela, oferecendo movimentos em três eixos isentos de fricção do painel de vidro da janela, garantindo a absoluta estanquidade ao ar e à água, algo inatingível com a solução convencional de rolamentos.
  • vidro flexível ultrafino para soluções oscilobatentes e de batente. O vidro flexível pode ser utilizado numa janela totalmente envidraçada, dispensando a necessidade de dobradiças. Embora seja ainda uma ideia especulativa, um vidro estrutural flexível e altamente resistente ao corte poderia permitir que as aberturas maiores em soluções de batente, uma vez que o seu tamanho já não estaria limitado pela resistência das ferragens coladas ou aparafusadas.
Ao combinar estas tecnologias com sensores para monitorizar o ambiente e responder em conformidade, a arquitetura da janela poderia dar um passo considerável em frente. De forma até paradoxal, o resultado poderia assemelhar-se a um regresso ao passado, simplificando os edifícios e reduzindo a nossa dependência do ar condicionado, que é atualmente responsável pelo consumo da escassa energia urbana e pela produção de uma considerável poluição atmosférica. Motorizar as janelas, mas de uma forma energeticamente autónoma, e atribuir-lhes a função de ventilar de um edifício é um regresso ao seu papel histórico, proporcionando uma utilização mais natural, com um grau de controlo e de conforto mais significativo, mas já não meramente dependente da ação do utilizador para abrir e fechar. Arquitetonicamente, constituirá certamente uma alteração radical, possivelmente conduzindo a uma forma diferente de organização dos edifícios. Mas é também um exemplo de como a inovação e a evolução tecnológica podem simplificar a arquitetura e proporcionar numa gestão mais sustentável e eficiente dos recursos.

Referências

[1] Já a natureza das portas e janelas é diferente na arquitetura oriental, em particular nos painéis deslizantes japoneses fusuma e shoji.

[2] Cf. a investigação Behaviorology, de Yoshiharu Tsukamoto e do Atelier BowWow, focada especificamente nos aspetos etnológicos relativos às janelas.

[3] Também os conceitos de “parede cortina” – que surgiu na década de 1940 para designer uma fachada não estrutural – e “fachada leve“sofreram uma crise terminológica, pois podem ser montados em suspensão materiais pesados em frente às lajes, enquanto as fachadas em vidro podem ser utilizadas estruturalmente ou como paredes de janelas, entre as lajes.

[4] A. Ritter, Smart Materials in architecture, interior architecture and design, Basileia: Birkhäuser, 2007.

[5] W.M. Kroner, ”Intelligent architecture through intelligent design”, in Futures, 21(4), 1989, p. 319-333.

[6] B.P. Jelle, A. Hynd, A. Gustavsen, D. Arasteh, H. Goudey, R. Hart, “Fenestration of Today and Tomorrow: A State-of-the-Art Review and Future Opportunities”, in Solar Energy Materials & Solar Cells, n. 96, 2012, p. 1-28.

[7] 9,8% (30 W/m2) para um nível de transparência de 38,3% (https://www.solarpowerworldonline.com/2019/05/9-8-efficient-transparent-solarglass-product-clearview-power-finds-globalglass-manufacturer/) 9,15% (28 W/m2) para um nível de transparência de 30% (https://www.onyxsolar.com/product-services/technical-specifications).

[8] Y. Zhao, G.A. Meek, B.G. Levine, R.L. Lunt, “Near-Infrared Harvesting Transparent Luminescent Solar Concentrators”, in Advanced Optical Materials, 7 de maio de 2014.

[9] O vídeo da Corning “A day made of glass” (2011) apresenta uma série de possibilidades futuras para dispositivos de vidro, mas poucas para janelas. https://www.youtube.com/watch?v=6Cf7IL_eZ38.

[10] Alberti, De pictura I, 19; Cecil Grayson (ed.), Leon Battista Alberti. On Painting and Sculpture. The Latin Texts of De Pictura and De Statua Edited with Translations, Introduction and Notes, Londres 1972, 55.

[11] Embora as janelas na época de Alberti não fossem nem retangulares, nem transparentes. Cf. Gérard Wajcman, Fenêtre. Chroniques du regard et de l’intime, Lagrasse 2004, 51–80; e Anne Friedberg, The Virtual Window. From Alberti to Microsoft, Cambridge (Mass.) 2006, 26-35.

[12] O alienígena humanoide no filme Phantom from Space (1953) supostamente é invisível devido ao seu metabolismo à base de sílica, como o vidro, em vez de carbono. http://www.sf-encyclopedia.com/entry/invisibility.

[13] O livro Signal Red (2005), de Rimi B. Chatterjee, apresenta um tipo de vidro medieval que pode ser utilizado para fabricar implantes de camadas finas de vidro no olho, o que permite aos soldados verem até mesmo no escuro. Cf. Mark Bould, Sherryl Vint, The Routledge Concise History of Science Fiction, Routledge, 2011, p. 196.

[14] O termo surgiu do conto de ficção científica Light of Other Days, do escritor irlandês Bob Shaw, publicado em agosto de 1966 na revista Analog Science Fiction and Fact, que, mais tarde, o reutilizou.

[15] Vidros com propriedades semelhantes aparecem em obras de ficção anteriores, nas décadas de 1930 e 1940, bem como especulações.

sobre a possibilidade de libertar horas de luz solar armazenada num único raio destrutivo. Cf. The Encyclopedia of Science Fiction, http://www.sfencyclopedia.com/entry/slow_glass.

[16] D. Garret, “A Visual History of the Future: Episode 4 — Animating the Future”, 2018, https://howwegettonext.com/animating-the-future-720e743df07

[17] https://www.youtube.com/watch?v=HvYsHOzWUY8.

[18] Os ecrãs são mais leves do que as janelas, que criam fragilidades estruturais na fuselagem e na resistência aerodinâmica.

[19] https://www.bbc.com/news/business-44383220.

[20] https://www.architectsjournal.co.uk/news/london-should-follow-new-york-in-banning-glasstowers/10042194.article.

[21] O arquiteto Le Corbusier focou-se na ideia de dissociar as funções da janela (le quatrième mur) durante a década de 1950, depois de lutar por janelas panorâmicas horizontais (fenêtre en longueur) e invólucros herméticos de vidro (pan de verre e mur neutralisant) nas décadas de 1920 e 1930.

[22] Exclusivamente edifícios com ventilação natural, muitas janelas e aberturas de ventilação geralmente não proporcionam ar fresco suficiente, pois as janelas não são abertas o suficiente quando o ar é necessário, devido a uma grande variedade de fatores – vento, poluição, ruído, cheiro, etc.

[23] https://elrondburrell.com/blog/passivhaushermetically-sealed/.

[24] O padrão Passivhaus requer que o sistema de ventilação proporcione 30 m3 de ar fresco por hora, por cada pessoa no edifício. Isto pode ser proporcionado durante todo o ano através de um sistema de ventilação mecânica com recuperação de calor, para que não haja correntes de ar frio desconfortáveis a partir da ventilação. Alternativamente, pode ser proporcionado por “ventilação natural” no verão e ventilação mecânica com recuperação de calor durante o resto do ano.

[25] O que proporcionará um funcionamento inigualável da janela para soluções deslizantes, com movimento em três eixos e ausência de fricção da folha da janela.

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