Uma chapa metálica perfurada pode parecer, à primeira vista, uma solução bastante simples: uma superfície com aberturas que permitem a passagem de luz e ar. Mas será que duas chapas com exatamente a mesma quantidade de área aberta apresentam necessariamente o mesmo desempenho quando utilizadas em uma fachada?
Uma pesquisa publicada em novembro de 2024 no Journal of Building Engineering, da Elsevier, aponta que não.
Pesquisadores analisaram diferentes padrões de perfuração e descobriram que a maneira como os furos são distribuídos pela superfície pode influenciar significativamente a iluminação natural e o conforto visual dentro dos ambientes.
E mais do que isso: em determinadas condições, padrões de perfuração não uniformes apresentaram desempenho superior ao de uma configuração uniforme, mesmo quando os dois sistemas possuíam a mesma proporção de área aberta.
A descoberta ajuda a colocar uma nova perspectiva sobre um elemento bastante conhecido da arquitetura contemporânea: a fachada metálica perfurada.
A questão deixa de ser simplesmente “quanto da chapa deve ser aberto?” e passa a incluir uma pergunta talvez ainda mais interessante: “Onde essas aberturas devem estar?”
E a resposta pode fazer diferença tanto para o desempenho do edifício quanto para a maneira como sua fachada é desenhada.
Quando a fachada precisa fazer mais do que proteger o edifício
Grandes superfícies envidraçadas transformaram a arquitetura contemporânea Elas permitem aproveitar a iluminação natural, ampliar a relação visual entre os ambientes internos e externos e criar fachadas visualmente leves. Ao mesmo tempo, porém, o excesso de vidro pode trazer alguns desafios.
A entrada exagerada de radiação solar pode aumentar o ganho de calor e, consequentemente, a necessidade de resfriamento dos ambientes. Já o excesso de luz pode provocar ofuscamento, desconforto visual e até dificultar a realização de determinadas tarefas.
É nesse ponto que entram as estratégias de sombreamento.
Brises, persianas, elementos horizontais e verticais e, entre outras soluções, telas solares perfuradas podem funcionar como uma camada intermediária entre o ambiente externo e o vidro.
Em vez de simplesmente impedir a entrada da luz, essas telas podem reduzir a incidência direta da radiação solar e transformar parte dela em luz difusa, contribuindo para uma distribuição mais confortável da iluminação.
Quando instaladas diante de uma fachada envidraçada, também criam uma espécie de camada de proteção entre o painel metálico e o vidro, ajudando a reduzir a exposição direta da superfície transparente ao sol.
Mas existe uma questão que durante muito tempo recebeu menos atenção: será que a distribuição das perfurações interfere nesse desempenho?
O que são as fachadas solares perfuradas?
As chamadas perforated solar screens são, basicamente, painéis relativamente finos e opacos que recebem uma série de aberturas e são instalados diante de superfícies envidraçadas.
Na prática, elas podem desempenhar simultaneamente funções que vão muito além da estética.
Uma tela perfurada pode:
- reduzir a incidência direta de radiação solar;
- criar áreas de sombra;
- favorecer a entrada de luz difusa;
- contribuir para o controle da iluminação;
- reduzir o desconforto provocado pelo excesso de brilho;
- criar privacidade;
- produzir diferentes efeitos de luz e sombra;
- acrescentar profundidade e identidade visual à fachada.
Essa combinação ajuda a explicar por que as telas perfuradas vêm ganhando espaço na arquitetura.
O próprio estudo cita projetos em diferentes países nos quais padrões não uniformes de abertura foram utilizados para combinar objetivos como sombreamento, iluminação, ventilação, privacidade e expressão estética.
Ou seja: uma fachada perfurada pode ser, ao mesmo tempo, uma solução funcional e uma ferramenta de desenho arquitetônico.
E é justamente aí que a pesquisa começa a ficar interessante.
O problema: e se os furos não estiverem distribuídos da mesma maneira?
Imagine duas chapas:
- As duas possuem a mesma dimensão;
- As duas utilizam o mesmo material;
- As duas têm exatamente a mesma porcentagem de área aberta;
- A primeira distribui seus furos de maneira uniforme por toda a superfície;
- A segunda concentra mais aberturas em determinadas regiões e menos em outras, criando um desenho gradual ou assimétrico.
Se a quantidade total de área aberta é a mesma, seria razoável imaginar que as duas se comportariam de maneira semelhante. Mas a pesquisa de Lingjiang Huang, Kai Zou, Xiaohu Zhang e Shuangping Zhao investigou justamente essa hipótese.
Publicado no Journal of Building Engineering, o estudo comparou oito diferentes padrões de perfuração não uniforme com uma configuração uniforme, procurando entender como a distribuição das aberturas poderia afetar a iluminação natural e o conforto visual.
E os resultados indicaram que o desenho da perfuração é, de fato, uma variável importante.
Isso muda bastante a maneira de pensar uma chapa perfurada.
Porque significa que não basta especificar: “Quero uma fachada com 40% de área aberta.”
É possível que duas soluções com os mesmos 40% apresentem comportamentos diferentes dependendo de como esses 40% estão distribuídos.
Como os pesquisadores descobriram se um desenho funciona melhor que outro?
É importante fazer uma ressalva antes de avançarmos. A pesquisa não consistiu em construir oito edifícios diferentes e medir seus resultados durante anos.
Os pesquisadores utilizaram simulações computacionais, organizadas em diferentes etapas de análise.
Primeiro, estabeleceram o modelo e as condições de simulação.
Depois, definiram a maneira de representar a não uniformidade das perfurações e geraram os diferentes padrões.
Por fim, utilizaram uma combinação de experimentos ortogonais e Data Envelopment Analysis (DEA) para identificar quais fatores geométricos tinham maior influência e comparar o desempenho das configurações.
Essa metodologia é importante porque permitiu aos pesquisadores não apenas perguntar qual padrão funcionava melhor, mas também tentar descobrir qual característica do padrão estava por trás da diferença.
E eles chegaram a uma conclusão bastante clara: o padrão de perfuração foi identificado como o fator geométrico mais importante para o desempenho geral relacionado à iluminação natural e ao desconforto visual.
O que exatamente os pesquisadores mediram?
Para avaliar o comportamento das diferentes configurações, o estudo utilizou cinco indicadores.
| Indicador | O que ele ajuda a entender |
| UDI | Se a iluminação natural disponível está dentro de uma faixa considerada útil |
| sDA | Quanto do ambiente recebe iluminação natural adequada durante o período analisado |
| ASE | Quanto do ambiente fica sujeito a níveis excessivos de exposição solar |
| TUF | A uniformidade temporal da iluminação |
| sDG | A probabilidade de ocorrência de desconforto visual por ofuscamento |
Esses indicadores permitiram observar a fachada por diferentes ângulos.
Não bastava, portanto, descobrir qual padrão deixava o ambiente mais iluminado.
Era necessário avaliar também se a luz estava distribuída de maneira adequada e se o excesso de luminosidade poderia gerar desconforto.
Essa distinção é fundamental.
Afinal, uma sala extremamente iluminada não é necessariamente uma sala confortável.
O resultado surpreendente: a mesma quantidade de furos pode produzir resultados diferentes
Foi aqui que a pesquisa encontrou seu principal resultado.
Os pesquisadores concluíram que determinados padrões não uniformes apresentaram desempenho superior ao padrão uniforme mesmo quando a proporção de perfuração era mantida igual.
Em outras palavras: não é apenas a quantidade de abertura que importa; a distribuição dessa abertura também importa.
A descoberta é particularmente interessante porque transforma uma característica aparentemente estética – o desenho formado pelos furos – em uma variável relacionada ao desempenho ambiental da fachada.
Uma superfície com perfurações regulares pode produzir um resultado.
Uma superfície com a mesma área aberta, mas com uma distribuição diferente, pode produzir outro.
É uma diferença que provavelmente passaria despercebida para quem observa apenas a porcentagem de abertura.
Dois padrões se destacaram na pesquisa
Entre as configurações analisadas, dois padrões não uniformes apresentaram resultados especialmente interessantes.
O primeiro foi chamado pelos pesquisadores de periphery-center, uma configuração que trabalha com uma distribuição diferenciada entre a periferia e a região central do painel.
O segundo foi o padrão bottom-top, que estabelece uma variação das perfurações entre as partes inferior e superior.
Os dois apresentaram desempenho particularmente positivo quando considerados os diferentes indicadores de iluminação natural e conforto visual.
A conclusão não significa que esses dois desenhos sejam necessariamente os melhores para qualquer fachada.
Mas mostra algo mais importante: a distribuição espacial das aberturas pode ser utilizada como uma variável de projeto.
Isso abre espaço para pensar em fachadas nas quais o desenho dos furos não é escolhido apenas pela aparência.
O desenho da perfuração foi mais importante do que parecia
Os resultados estatísticos reforçam essa conclusão.
Na análise realizada pelos pesquisadores, os indicadores ASE, UDI, TUF e sDG apresentaram diferenças altamente significativas, com p < 0,01, enquanto o sDA apresentou diferença estatisticamente significativa, com p < 0,05.
Traduzindo a linguagem estatística: os pesquisadores encontraram evidências de que as diferenças observadas entre as configurações não eram simplesmente fruto de pequenas variações aleatórias dentro da simulação.
A geometria realmente estava influenciando o resultado.
E esse é talvez o ponto mais relevante para quem trabalha com arquitetura:
o desenho da fachada pode participar da estratégia de desempenho do edifício.
Não estamos falando apenas de criar um padrão bonito.
Estamos falando de escolher uma configuração que também responda à maneira como a luz entra no ambiente.
Então basta copiar o padrão que funcionou melhor?
Não – e essa é uma ressalva importante.
O estudo não descobriu uma espécie de “formato mágico” de chapa perfurada que deveria ser aplicado em todas as fachadas.
Os próprios pesquisadores destacam que o desempenho das telas solares também está relacionado a outros fatores geométricos, como a proporção de perfuração, a profundidade da tela e a relação de aspecto das aberturas.
Além disso, o estudo foi realizado por meio de simulações em condições específicas.
Isso significa que uma configuração que apresenta bons resultados naquele cenário não necessariamente terá o mesmo comportamento em:
- outro clima;
- outra orientação solar;
- outro tipo de vidro;
- outra profundidade de fachada;
- outra dimensão de ambiente;
- outra taxa de abertura.
Bepex: do furo padrão à fachada personalizada
Essa mudança de perspectiva também ajuda a explicar por que as chapas metálicas podem oferecer tantas possibilidades para projetos contemporâneos – inclusive para aqueles já realizados pela nossa equipe.
Se a distribuição das aberturas pode influenciar o comportamento de uma tela solar, existe espaço para pensar em soluções que vão além de um único padrão repetido de maneira uniforme.
É possível, por exemplo, trabalhar conceitualmente com:
- áreas de maior abertura;
- áreas de menor abertura;
- transições graduais;
- padrões geométricos;
- módulos repetitivos;
- composições personalizadas;
- diferentes níveis de transparência;
- combinações entre estética e controle solar.
Isso não significa que todo projeto precise de uma fachada complexa. Às vezes, uma solução uniforme será exatamente a mais adequada – e o arquiteto passa a ter mais liberdade para utilizar a geometria das perfurações como ferramenta de projeto.
Essa liberdade pode ser particularmente interessante em fachadas de segunda pele, brises e revestimentos metálicos. Para o planejamento de tudo isso, você pode contar com a gente.
Converse com a equipe da Bepex para avaliar as possibilidades de aplicação de chapas perfuradas e encontrar uma solução adequada às necessidades do seu projeto. Afinal, a pesquisa pode mostrar novas possibilidades para o material – mas é no projeto que essas possibilidades ganham forma. Veja nosso portfólio de obras clicando aqui.
