CO2 is one of the main gases accountable for the increment of the greenhouse effect, of climate changes, and of environmental degradation arising from this ecological unbalance. Civil construction is one of the main sources of CO2 emissions, using construction techniques that are more sustainable can contribute to the reduction of those emissions. Furthermore, the energy content of materials must be taken into account as well due to the fact that the consumption of petroleum by-products increases the CO2 indexes in the atmosphere. It becomes then clear that the less energy is consumed, even those renewable, the less environmental impact there is. Thus, it is indispensable to analyse not only the emissions of CO2 but also the energy content of materials used in three roofing technologies under scrutiny in this research: green roofs, fibre cement, and ceramic tiles. Green roofs are a sustainable alternative to be implemented in covering the top of buildings. This research, therefore, aims to compare the CO2 emission to the energy content of two green roof solutions and of two traditional coverage solutions in the pre-operational phase in the cities of Porto Alegre and Santa Maria, both in the state of Rio Grande do Sul. The method used to identify left from the layers and constituents in each green cover, and the raw materials used in traditional roofs, measuring how much material was used for each cover, analyzing all the material traversed by the means of transport, quantifying emissions CO2 and energy consumption of materials by processes fabrication them and finally to compare all results. Common belief is that green roofs have the potential to mitigate environmental damages, especially those caused by the civil construction sector concerning CO2 emissions and energy consumption in the pre-operational phase, just as advantages in the operational phase are described. Such hypothesis was confirmed for the tested cover. However, among the possibilities discussed below for closing the top of buildings, green roofs are the only technology capable of mitigating environmental damage, in particular, the emission of carbon dioxide, and provide an environmental service to the community carbon sequestration to throughout his life . Nonetheless, amongst the building coverage possibilities herein analysed, green roofs are the only technology capable of integrally mitigating environmental damages in a few years, especially the emission of carbon dioxide, and also the only technology capable of providing an environmental service to the collectivity of carbon sequestration to throughout his life. / O CO2 é um dos principais gases responsáveis pelo incremento do efeito estufa, das mudanças climáticas e da degradação ambiental decorrente deste desequilíbrio ecológico. Sendo a construção civil uma das principais responsáveis pela emissão de CO2, o uso de técnicas construtivas mais sustentáveis pode contribuir para a redução dessas emissões. Além disso, o conteúdo energético dos materiais também é importante ser considerado, pois além de incrementar, através de consumo de derivados de petróleo, os índices de CO2 na atmosfera, o menor consumo de energia possível, mesmo as renováveis, representa menores impactos ambientais. Assim sendo, imprescindível analisar não só a emissão de CO2, como também o conteúdo energético dos materiais empregados nas três tecnologias de cobertura objetos de estudo desta pesquisa: coberturas verdes, de fibrocimento e de telhas cerâmicas. As coberturas verdes são uma possibilidade sustentável a ser implementada no fechamento de topo de edificações. A presente pesquisa visa a comparar as emissões de CO2 e o conteúdo energético de duas soluções de cobertura verdes e duas soluções de coberturas tradicionais, na fase pré-operacional, localizadas em Porto Alegre e outra em Santa Maria RS. O método utilizado partiu desde identificar as camadas e elementos constituintes em cada cobertura verde, bem como os insumos utilizados nas coberturas tradicionais, mensurar quanto material foi utilizado para cada cobertura, analisar o percorrido de todos os materiais pelos meios de transportes, quantificar as emissões de CO2 e o consumo energético dos materiais pelos processos de fabricações dos mesmos e finalmente comparar todos os resultados. O senso comum considera que as coberturas verdes têm o potencial de mitigar danos ambientais, especialmente os causados pelo setor da construção civil de emissão de CO2 e de consumo energético na fase pré-operacional, da mesma forma como são descritas as vantagens na fase operacional. Tal hipótese se confirmou para as coberturas avaliadas. Dentre as possibilidades aqui analisadas para fechamento de topo de edificações, as coberturas verdes são a única tecnologia capaz de mitigar os danos ambientais, em especial, a emissão de dióxido de carbono, e fornecer um serviço ambiental à coletividade de sequestro de carbono ao longo de sua vida útil.

A presente pesquisa teve como objetivo principal analisar experimentalmente o comportamento térmico de um sistema de cobertura verde leve (CVL) e, também, comparar o comportamento térmico entre os diferentes sistemas de cobertura, frente aos ganhos térmicos no período de transição entre as estações primavera-verão, na cidade de São Carlos-SP. Os sistemas de cobertura em análise foram: 1) aço galvanizado, 2) telha de fibrocimento, 3) laje pré-moldada cerâmica, 4) telha cerâmica e 5) cobertura verde leve (CVL). A CVL caracteriza-se por um sistema construtivo que possui laje pré-moldada cerâmica impermeabilizada com resina poliuretana vegetal, geomanta tridimensional leve e flexível para drenagem, camada reduzida de substrato e grama em sua superfície. As vantagens em relação à utilização das coberturas verdes, em geral, estão relacionadas à regulação de temperaturas, a melhora na eficiência energética das edificações, a capacidade de retenção das águas pluviais, ao aumento das áreas verdes, a atenuação dos efeitos das ilhas de calor, além da contribuição estética e social no ambiente urbano. A metodologia adotada baseou-se na definição do dia típico experimental e nos parâmetros da inércia térmica aplicados aos componentes construtivos da cobertura. As medições experimentais foram realizadas em células de teste no canteiro experimental da Universidade de São Paulo (USP), pelo grupo de ecotecnologias: novos materiais e procedimentos. Foram armazenados em um sistema de aquisição automática de dados, registros referentes às temperaturas do ar externo e interno às células de teste e da temperatura superficial interna dos sistemas de cobertura. Como resultado, a CVL apresentou um bom comportamento no que se refere à atenuação das variações de temperaturas internas à edificação, frente às temperaturas do ar externo. Obteve, também, a menor temperatura superficial na face interna do sistema de cobertura, quando comparada aos outros sistemas construtivos. Por tanto, conclui-se que a CVL constitui-se de alternativa viável para construção, devido a sua capacidade de amortecimento e atraso do fluxo térmico (inércia térmica), contribuindo com o estabelecimento de temperaturas internas mais amenas e, além disso, por fundamentar-se em preceitos de uma arquitetura de maior consonância com o ambiente natural. / The present research main objective was to experimentally analyze the thermal behavior of an extensive green roof system and also to compare different roof system thermal behavior, considering their thermal profits in the period of transition between the stations spring-summer, in the city of São Carlos-SP. The roof systems analyzed were: 1) galvanized steel, 2) earth flax, 3) paving-stone, 4) ceramic tile and 5) extensive green roof. The extensive green roof can be characterized as a constructive system that holds a waterproofed paving-stone with vegetable resin, a slight and flexible three-dimensional geomat, used for draining, a reduced layer of substratum and grass in its surface. The green roofs advantages are mainly related to temperatures regulation, improvement of energy efficiency in constructions, possibility of pluvial waters retention (runoff), increase of green areas, attenuation of heat islands effects, beyond the aesthetic and social contribution for the urban environment. The methodology used was based on the definition of the experimental typical day and the parameters of the thermal inertia applied to the constructive components of the cover. The experimental measurements had been carried in test of cells located in the experimental base of the University of São Paulo (USP), by the group of ecotecnologys: new materials and procedures. They were stored in a system of automatic acquisition of facts, records regarding the temperatures of the internal and external air in the test of cells, and the superficial temperature of the internal roof systems. As a result, the extensive green roof presented a good behavior, considering the attenuation of the construction internal temperatures variations, facing the temperatures of the external air. It presented, also, the lesser superficial temperature of the internal face of the roof system, when compared with the other constructive systems. Therefore, one concludes that the extensive green roof consists of a feasible alternative for construction, due to its capacity of damping and delaying the thermal flow (thermal inertia), contributing to the establishment of pleasant internal temperatures and, moreover, for basing its rules on architecture patterns more sensitive to environmental issues.

A presente pesquisa teve como objetivo principal analisar experimentalmente o comportamento térmico de um sistema de cobertura verde leve (CVL) e, também, comparar o comportamento térmico entre os diferentes sistemas de cobertura, frente aos ganhos térmicos no período de transição entre as estações primavera-verão, na cidade de São Carlos-SP. Os sistemas de cobertura em análise foram: 1) aço galvanizado, 2) telha de fibrocimento, 3) laje pré-moldada cerâmica, 4) telha cerâmica e 5) cobertura verde leve (CVL). A CVL caracteriza-se por um sistema construtivo que possui laje pré-moldada cerâmica impermeabilizada com resina poliuretana vegetal, geomanta tridimensional leve e flexível para drenagem, camada reduzida de substrato e grama em sua superfície. As vantagens em relação à utilização das coberturas verdes, em geral, estão relacionadas à regulação de temperaturas, a melhora na eficiência energética das edificações, a capacidade de retenção das águas pluviais, ao aumento das áreas verdes, a atenuação dos efeitos das ilhas de calor, além da contribuição estética e social no ambiente urbano. A metodologia adotada baseou-se na definição do dia típico experimental e nos parâmetros da inércia térmica aplicados aos componentes construtivos da cobertura. As medições experimentais foram realizadas em células de teste no canteiro experimental da Universidade de São Paulo (USP), pelo grupo de ecotecnologias: novos materiais e procedimentos. Foram armazenados em um sistema de aquisição automática de dados, registros referentes às temperaturas do ar externo e interno às células de teste e da temperatura superficial interna dos sistemas de cobertura. Como resultado, a CVL apresentou um bom comportamento no que se refere à atenuação das variações de temperaturas internas à edificação, frente às temperaturas do ar externo. Obteve, também, a menor temperatura superficial na face interna do sistema de cobertura, quando comparada aos outros sistemas construtivos. Por tanto, conclui-se que a CVL constitui-se de alternativa viável para construção, devido a sua capacidade de amortecimento e atraso do fluxo térmico (inércia térmica), contribuindo com o estabelecimento de temperaturas internas mais amenas e, além disso, por fundamentar-se em preceitos de uma arquitetura de maior consonância com o ambiente natural. / The present research main objective was to experimentally analyze the thermal behavior of an extensive green roof system and also to compare different roof system thermal behavior, considering their thermal profits in the period of transition between the stations spring-summer, in the city of São Carlos-SP. The roof systems analyzed were: 1) galvanized steel, 2) earth flax, 3) paving-stone, 4) ceramic tile and 5) extensive green roof. The extensive green roof can be characterized as a constructive system that holds a waterproofed paving-stone with vegetable resin, a slight and flexible three-dimensional geomat, used for draining, a reduced layer of substratum and grass in its surface. The green roofs advantages are mainly related to temperatures regulation, improvement of energy efficiency in constructions, possibility of pluvial waters retention (runoff), increase of green areas, attenuation of heat islands effects, beyond the aesthetic and social contribution for the urban environment. The methodology used was based on the definition of the experimental typical day and the parameters of the thermal inertia applied to the constructive components of the cover. The experimental measurements had been carried in test of cells located in the experimental base of the University of São Paulo (USP), by the group of ecotecnologys: new materials and procedures. They were stored in a system of automatic acquisition of facts, records regarding the temperatures of the internal and external air in the test of cells, and the superficial temperature of the internal roof systems. As a result, the extensive green roof presented a good behavior, considering the attenuation of the construction internal temperatures variations, facing the temperatures of the external air. It presented, also, the lesser superficial temperature of the internal face of the roof system, when compared with the other constructive systems. Therefore, one concludes that the extensive green roof consists of a feasible alternative for construction, due to its capacity of damping and delaying the thermal flow (thermal inertia), contributing to the establishment of pleasant internal temperatures and, moreover, for basing its rules on architecture patterns more sensitive to environmental issues.

As cortinas verdes caracterizam-se pelo plantio e desenvolvimento de uma vegetação trepadeira, com auxílio de suportes, posicionada em frente e afastada das superfícies verticais da edificação. Seu aspecto funcional mais relevante está associado à capacidade de proporcionar sombra, atuando como dispositivo de controle solar em arquitetura. Diferente dos sistemas convencionais, o uso da vegetação apresenta benefícios em termos de desempenho, na medida que responde de forma dinâmica às variações do clima e das estações, além de ser um elemento natural e de baixo impacto ambiental, o que vai ao encontro às premissas de uma arquitetura mais sustentável. Desta forma, o objetivo principal desta tese consiste no estudo da aplicabilidade das cortinas verdes como elemento de controle solar em arquitetura, com ênfase em sua contribuição para a eficiência energética de edificações, no contexto climático brasileiro. Para tanto, primeiro foi realizado o embasamento e a discussão teórica sobre o tema, reforçando sua pertinência e relevância, observando o atual estado da arte das pesquisas científicas na área e apresentando exemplares arquitetônicos executados com as cortinas verdes. A seguir, um estudo experimental foi conduzido, com vistas a gerar parâmetros médios sobre a capacidade de sombreamento de quatro diferentes espécies trepadeiras, determinando o Percentual de Transmissão Solar em cada mês, durante um ano de avaliação. Por fim, foram realizadas simulações computacionais de eficiência energética em uma edificação genérica de escritórios, utilizando os dados originados no experimento e comparando o desempenho das cortinas verdes com outros sistemas de sombreamento convencionais. Os resultados do experimento demonstraram o comportamento dinâmico e particular de cada espécie no que diz respeito à capacidade de proporcionar sombra, dependendo da época do ano e de suas características formais. Já quanto aos dados obtidos com as simulações, a maioria dos resultados foi favorável ao uso das cortinas verdes no controle solar da edificação, resultando em economia de energia para refrigeração ou aquecimento artificial, dependendo da região climática e da espécie considerada. Assim, as principais conclusões desta pesquisa estão relacionadas ao potencial positivo do uso das cortinas verdes em arquitetura, atendendo ao duplo propósito da funcionalidade e da expressão formal. As espécies de trepadeiras apropriadas dependerão de cada região, embora, de uma forma geral, as decíduas serão mais favoráveis em climas com estação quente e fria, enquanto as perenes serão mais adequadas para uso em edificações de climas com predomínio de altas temperaturas o ano todo. / Green curtains are characterized by planting and development of climbing vegetation, by the use of supports, positioned in front of vertical surfaces of a building and away from these. Its most important functional aspect is associated to the ability to provide shade, acting as a solar control device in architecture. Different from conventional systems, the use of vegetation shows benefits in terms of performance, as it responds dynamically to changes in climate and seasons, besides it is a natural and low environmental impact element, which is coherent regards to the assumptions of a more sustainable architecture. Thus, the main goal of this thesis is the analysis of the applicability of green curtains as solar control element in architecture, with emphasis on their contribution to the energy efficiency of buildings in the context of Brazilian climate. For this, first of all it has been accomplished the theoretical basement and discussion on the subject, by enhancing its relevance and pertinence, observing the current context of scientific research in the area and presenting architectural projects executed using green curtains. After, an experimental analysis was conducted in order to generate mean parameters on the ability of shading of four different species of climbing plants, determining the Solar Transmission Percentage in each month during a year of observing. Finally, computer simulations of energy efficiency were executed in a generic office building, using data derived in the experiment and comparing the performance of green curtains with other conventional shading systems. The results of the experiment demonstrated the dynamic and particular behavior of each species in relation to the ability of providing shade, depending on the season of the year and its formal characteristics. Regards to the data obtained from simulations, most of results were favorable to the use of green curtain sinthe solar control of the building, which saves energy for artificial heating or cooling, depending on the climatic region and the species concerned. Thus, the main conclusions of this research are related to the positive potential of using green curtains in architecture, serving both purposes of functionality and formal expression. The fact of one or more species of climbing plants be appropriate depend on each region, although, in general, the deciduous plants are more favorable in climates with hot and cold seasons, while perennial plants are more appropriate for the use in buildings with a predominance of high temperatures throughout the year.

As cortinas verdes caracterizam-se pelo plantio e desenvolvimento de uma vegetação trepadeira, com auxílio de suportes, posicionada em frente e afastada das superfícies verticais da edificação. Seu aspecto funcional mais relevante está associado à capacidade de proporcionar sombra, atuando como dispositivo de controle solar em arquitetura. Diferente dos sistemas convencionais, o uso da vegetação apresenta benefícios em termos de desempenho, na medida que responde de forma dinâmica às variações do clima e das estações, além de ser um elemento natural e de baixo impacto ambiental, o que vai ao encontro às premissas de uma arquitetura mais sustentável. Desta forma, o objetivo principal desta tese consiste no estudo da aplicabilidade das cortinas verdes como elemento de controle solar em arquitetura, com ênfase em sua contribuição para a eficiência energética de edificações, no contexto climático brasileiro. Para tanto, primeiro foi realizado o embasamento e a discussão teórica sobre o tema, reforçando sua pertinência e relevância, observando o atual estado da arte das pesquisas científicas na área e apresentando exemplares arquitetônicos executados com as cortinas verdes. A seguir, um estudo experimental foi conduzido, com vistas a gerar parâmetros médios sobre a capacidade de sombreamento de quatro diferentes espécies trepadeiras, determinando o Percentual de Transmissão Solar em cada mês, durante um ano de avaliação. Por fim, foram realizadas simulações computacionais de eficiência energética em uma edificação genérica de escritórios, utilizando os dados originados no experimento e comparando o desempenho das cortinas verdes com outros sistemas de sombreamento convencionais. Os resultados do experimento demonstraram o comportamento dinâmico e particular de cada espécie no que diz respeito à capacidade de proporcionar sombra, dependendo da época do ano e de suas características formais. Já quanto aos dados obtidos com as simulações, a maioria dos resultados foi favorável ao uso das cortinas verdes no controle solar da edificação, resultando em economia de energia para refrigeração ou aquecimento artificial, dependendo da região climática e da espécie considerada. Assim, as principais conclusões desta pesquisa estão relacionadas ao potencial positivo do uso das cortinas verdes em arquitetura, atendendo ao duplo propósito da funcionalidade e da expressão formal. As espécies de trepadeiras apropriadas dependerão de cada região, embora, de uma forma geral, as decíduas serão mais favoráveis em climas com estação quente e fria, enquanto as perenes serão mais adequadas para uso em edificações de climas com predomínio de altas temperaturas o ano todo. / Green curtains are characterized by planting and development of climbing vegetation, by the use of supports, positioned in front of vertical surfaces of a building and away from these. Its most important functional aspect is associated to the ability to provide shade, acting as a solar control device in architecture. Different from conventional systems, the use of vegetation shows benefits in terms of performance, as it responds dynamically to changes in climate and seasons, besides it is a natural and low environmental impact element, which is coherent regards to the assumptions of a more sustainable architecture. Thus, the main goal of this thesis is the analysis of the applicability of green curtains as solar control element in architecture, with emphasis on their contribution to the energy efficiency of buildings in the context of Brazilian climate. For this, first of all it has been accomplished the theoretical basement and discussion on the subject, by enhancing its relevance and pertinence, observing the current context of scientific research in the area and presenting architectural projects executed using green curtains. After, an experimental analysis was conducted in order to generate mean parameters on the ability of shading of four different species of climbing plants, determining the Solar Transmission Percentage in each month during a year of observing. Finally, computer simulations of energy efficiency were executed in a generic office building, using data derived in the experiment and comparing the performance of green curtains with other conventional shading systems. The results of the experiment demonstrated the dynamic and particular behavior of each species in relation to the ability of providing shade, depending on the season of the year and its formal characteristics. Regards to the data obtained from simulations, most of results were favorable to the use of green curtain sinthe solar control of the building, which saves energy for artificial heating or cooling, depending on the climatic region and the species concerned. Thus, the main conclusions of this research are related to the positive potential of using green curtains in architecture, serving both purposes of functionality and formal expression. The fact of one or more species of climbing plants be appropriate depend on each region, although, in general, the deciduous plants are more favorable in climates with hot and cold seasons, while perennial plants are more appropriate for the use in buildings with a predominance of high temperatures throughout the year.

As cortinas verdes caracterizam-se pelo plantio e desenvolvimento de uma vegetação trepadeira, com auxílio de suportes, posicionada em frente e afastada das superfícies verticais da edificação. Seu aspecto funcional mais relevante está associado à capacidade de proporcionar sombra, atuando como dispositivo de controle solar em arquitetura. Diferente dos sistemas convencionais, o uso da vegetação apresenta benefícios em termos de desempenho, na medida que responde de forma dinâmica às variações do clima e das estações, além de ser um elemento natural e de baixo impacto ambiental, o que vai ao encontro às premissas de uma arquitetura mais sustentável. Desta forma, o objetivo principal desta tese consiste no estudo da aplicabilidade das cortinas verdes como elemento de controle solar em arquitetura, com ênfase em sua contribuição para a eficiência energética de edificações, no contexto climático brasileiro. Para tanto, primeiro foi realizado o embasamento e a discussão teórica sobre o tema, reforçando sua pertinência e relevância, observando o atual estado da arte das pesquisas científicas na área e apresentando exemplares arquitetônicos executados com as cortinas verdes. A seguir, um estudo experimental foi conduzido, com vistas a gerar parâmetros médios sobre a capacidade de sombreamento de quatro diferentes espécies trepadeiras, determinando o Percentual de Transmissão Solar em cada mês, durante um ano de avaliação. Por fim, foram realizadas simulações computacionais de eficiência energética em uma edificação genérica de escritórios, utilizando os dados originados no experimento e comparando o desempenho das cortinas verdes com outros sistemas de sombreamento convencionais. Os resultados do experimento demonstraram o comportamento dinâmico e particular de cada espécie no que diz respeito à capacidade de proporcionar sombra, dependendo da época do ano e de suas características formais. Já quanto aos dados obtidos com as simulações, a maioria dos resultados foi favorável ao uso das cortinas verdes no controle solar da edificação, resultando em economia de energia para refrigeração ou aquecimento artificial, dependendo da região climática e da espécie considerada. Assim, as principais conclusões desta pesquisa estão relacionadas ao potencial positivo do uso das cortinas verdes em arquitetura, atendendo ao duplo propósito da funcionalidade e da expressão formal. As espécies de trepadeiras apropriadas dependerão de cada região, embora, de uma forma geral, as decíduas serão mais favoráveis em climas com estação quente e fria, enquanto as perenes serão mais adequadas para uso em edificações de climas com predomínio de altas temperaturas o ano todo. / Green curtains are characterized by planting and development of climbing vegetation, by the use of supports, positioned in front of vertical surfaces of a building and away from these. Its most important functional aspect is associated to the ability to provide shade, acting as a solar control device in architecture. Different from conventional systems, the use of vegetation shows benefits in terms of performance, as it responds dynamically to changes in climate and seasons, besides it is a natural and low environmental impact element, which is coherent regards to the assumptions of a more sustainable architecture. Thus, the main goal of this thesis is the analysis of the applicability of green curtains as solar control element in architecture, with emphasis on their contribution to the energy efficiency of buildings in the context of Brazilian climate. For this, first of all it has been accomplished the theoretical basement and discussion on the subject, by enhancing its relevance and pertinence, observing the current context of scientific research in the area and presenting architectural projects executed using green curtains. After, an experimental analysis was conducted in order to generate mean parameters on the ability of shading of four different species of climbing plants, determining the Solar Transmission Percentage in each month during a year of observing. Finally, computer simulations of energy efficiency were executed in a generic office building, using data derived in the experiment and comparing the performance of green curtains with other conventional shading systems. The results of the experiment demonstrated the dynamic and particular behavior of each species in relation to the ability of providing shade, depending on the season of the year and its formal characteristics. Regards to the data obtained from simulations, most of results were favorable to the use of green curtain sinthe solar control of the building, which saves energy for artificial heating or cooling, depending on the climatic region and the species concerned. Thus, the main conclusions of this research are related to the positive potential of using green curtains in architecture, serving both purposes of functionality and formal expression. The fact of one or more species of climbing plants be appropriate depend on each region, although, in general, the deciduous plants are more favorable in climates with hot and cold seasons, while perennial plants are more appropriate for the use in buildings with a predominance of high temperatures throughout the year.