thumb|Exemplo de casa sustentável no Chile feita de contêineres.|240x240px A arquitetura sustentável, também conhecida como arquitetura verde e ecoarquitetura, é uma maneira de conceber o projeto arquitetônico de forma sustentável, procurando otimizar recursos naturais e sistemas de edificação que, de tal modo, minimizem o impacto ambiental dos edifícios sobre o meio ambiente e seus habitantes, por meio da melhoria da eficiência e da moderação no uso de materiais, energia, espaço e do ecossistema como um todo. A arquitetura sustentável utiliza uma abordagem consciente para a conservação de energia e recursos ecológicos no design do ambiente construído.
A ideia de sustentabilidade, ou design ecológico, é garantir que o uso dos recursos atualmente disponíveis não acabe causando efeitos prejudiciais ao bem-estar da sociedade futura ou torne impossível a obtenção de recursos para outras aplicações a longo prazo.
Os princípios da arquitetura sustentável incluem:
A consideração das condições climáticas, da hidrografia e dos ecossistemas do entorno em que os edifícios são construídos, para obter o máximo desempenho com o menor impacto. A eficácia e moderação no uso de materiais de construção, dando prioridade ao baixo consumo de energia em comparação com os de alta energia. A redução do consumo de energia para aquecimento, refrigeração, iluminação e outros equipamentos, cobrindo o resto da demanda com fontes de energia renováveis. A minimização do balanço global de energia do edifício, que abrange a concepção, construção, utilização e seu fim. O cumprimento com os requisitos de conforto higrotérmico, salubridade, iluminação e ocupação dos edifícios.
Contexto De uma perspectiva restrita para uma mais ampla O termo "sustentabilidade" em relação à arquitetura tem sido, até hoje, considerado principalmente através da perspectiva da tecnologia arquitetônica e suas transformações. Indo além da esfera técnica do "design verde", invenção e especialização, alguns estudiosos estão começando a posicionar a arquitetura dentro de um quadro cultural muito mais amplo da inter-relação humana com a natureza. Adotar esse quadro permite traçar uma rica história de debates culturais sobre a relação da humanidade com a natureza e o meio ambiente, a partir do ponto de vista de diferentes contextos históricos e geográficos.
Carbono operacional e carbono incorporado miniaturadaimagem|291x291px|Edifício sustentável em Sydney, Austrália, integrando o ecológico ao urbano A construção de edifícios representa 38% das emissões totais globais de carbono. Enquanto a arquitetura sustentável e os padrões de construção têm tradicionalmente focado na redução das emissões de carbono operacional, até o momento há poucos padrões ou sistemas em vigor para rastrear e reduzir o carbono incorporado. Embora o aço e outros materiais sejam responsáveis por emissões em grande escala, o cimento sozinho é responsável por 8% de todas as emissões.
Mudanças pedagógicas Críticos modernistas do reducionismo frequentemente apontaram o abandono do ensino da história da arquitetura como um fator causal. O fato de que vários dos principais protagonistas do modernismo foram treinados na Escola de Arquitetura da Universidade de Princeton, onde o ensino da história continuava a fazer parte da formação em design nas décadas de 1940 e 1950, foi significativo. O crescente interesse pela história teve um impacto profundo na educação arquitetônica. Cursos de história se tornaram mais típicos e regularizados. Com a demanda por professores com conhecimento na história da arquitetura, surgiram vários programas de doutorado em escolas de arquitetura, a fim de se diferenciar dos programas de doutorado em história da arte, onde historiadores da arquitetura haviam sido treinados anteriormente. Nos Estados Unidos, o Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e a Universidade Cornell foram os primeiros, criados em meados da década de 1970, seguidos pelas Universidades Columbia, Berkeley e Princeton. Entre os fundadores de novos programas de história da arquitetura estavam Bruno Zevi, no Instituto de História da Arquitetura em Veneza, Stanford Anderson e Henry Millon no MIT, Alexander Tzonis na Architectural Association, Anthony Vidler em Princeton, Manfredo Tafuri na Universidade de Veneza, Kenneth Frampton na Universidade de Columbia, e Werner Oechslin e Kurt Forster no Instituto Federal de Tecnologia de Zurique.Mark Jarzombek, “The Disciplinary Dislocations of Architectural History,” Journal of the Society of Architectural Historians 58/3 (Setembro de 1999), p. 489.
Uso sustentável de energia A eficiência energética ao longo de todo o ciclo de vida de um edifício é o objetivo mais importante da arquitetura sustentável. Arquitetos utilizam diversas técnicas passivas e ativas para reduzir as necessidades energéticas dos edifícios e aumentar sua capacidade de captar ou gerar sua própria energia.M. DeKay & G.Z. Brown, Sun Wind & Light, architectural design strategies, 3 ed. Wiley, 2014 Para minimizar custos e complexidade, a arquitetura sustentável prioriza sistemas passivos que aproveitam a localização do edifício com elementos arquitetônicos incorporados, complementando com fontes de energia renovável e, em seguida, utilizando recursos de combustíveis fósseis apenas quando necessário. A análise do local pode ser empregada para otimizar o uso de recursos ambientais locais, como luz natural e vento do ambiente, para aquecimento e ventilação.
O uso de energia muitas vezes depende de o edifício obter sua energia da rede elétrica ou de forma independente. Estes edifícios que obtêm energia de forma independente, utilizam armazenamento de eletricidade no local, enquanto os edifícios conectados à rede alimentam a eletricidade excedente de volta para a rede.
Eficiência dos sistemas de climatização miniaturadaimagem|240x240px|Unidade de tratamento de ar do sistema de AVAC de um edifício Numerosas estratégias arquitetônicas passivas foram desenvolvidas ao longo do tempo. Exemplos dessas estratégias incluem o arranjo dos cômodos ou o dimensionamento e a orientação das janelas em um edifício, além da orientação das fachadas e ruas ou a proporção entre alturas dos edifícios e larguras das ruas no planejamento urbano.M. Montavon, Optimization of Urban Form by the Evaluation of the Solar Potential, EPFL, 2010
Um elemento importante e econômico de um sistema eficiente de aquecimento, ventilação e ar condicionado (AVAC) é um edifício com bom isolamento térmico. Um edifício mais eficiente requer menos potência para gerar ou dissipar calor, mas pode exigir mais capacidade de ventilação para expulsar o ar interno poluído.
Quantidades significativas de energia são desperdiçadas nos edifícios através de águas residuais, ar e resíduos compostáveis. Tecnologias de reciclagem de energia disponíveis no mercado podem efetivamente recapturar energia de águas quentes residuais e ar estagnado, transferindo essa energia para a água fria ou ar fresco que entra no edifício. A recaptura de energia para usos que não sejam jardinagem, a partir de resíduos compostáveis que saem dos edifícios, requer digestores anaeróbicos centralizados.
Os sistemas AVAC são acionados por motores. O cobre, em comparação com outros condutores metálicos, ajuda a melhorar a eficiência energética dos motores, aumentando assim a sustentabilidade dos componentes elétricos dos edifícios.
A orientação do local e do edifício têm efeitos significativos na eficiência de AVAC de um edifício. miniaturadaimagem|240x240px|As casas saltbox utilizam suas dimensões menores em benefício de um aquecimento centralizado e mais eficiente O design de edifícios solares passivos permite que os edifícios aproveitem a energia solar de forma eficiente, sem o uso de mecanismos solares ativos, como células fotovoltaicas ou painéis solares para aquecimento de água. Normalmente, os projetos de edifícios solares passivos incorporam materiais com alta massa térmica que retêm calor de forma eficaz e um isolamento robusto que trabalha para evitar a fuga de calor. Projetos de baixa energia também requerem o uso de sombreamento solar, por meio de toldos, persianas ou venezianas, para reduzir o ganho de calor solar no verão e diminuir a necessidade de resfriamento artificial. Além disso, edifícios de baixa energia costumam ter uma relação muito baixa entre área de superfície e volume, para minimizar a perda de calor. Isso significa que designs de edifícios espalhados em múltiplas alas (frequentemente considerados mais "orgânicos") são frequentemente evitados em favor de estruturas mais centralizadas. Edifícios tradicionais de climas frios, como os designs de casas saltbox coloniais americanas, oferecem um bom modelo histórico para eficiência de aquecimento centralizado em edifícios de pequena escala.
As janelas são posicionadas para maximizar a entrada de luz que gera calor, ao mesmo tempo em que minimizam a perda de calor através do vidro, que é um péssimo isolante. No hemisfério norte, isso geralmente envolve a instalação de um grande número de janelas voltadas para o sul para coletar a luz solar direta e restringir severamente o número de janelas voltadas para o norte. Certos tipos de janelas, como as com vidro duplo ou triplo, com espaços preenchidos com gás e revestimentos de baixa emissividade, oferecem um isolamento muito melhor do que janelas de vidro simples. Prevenir o ganho solar excessivo por meio de dispositivos de sombreamento solar nos meses de verão é importante para reduzir as necessidades de resfriamento. Árvores caducifólias são frequentemente plantadas na frente das janelas para bloquear o sol excessivo no verão com suas folhas, mas permitir a passagem da luz no inverno, quando as folhas caem. Persianas ou prateleiras de luz são instaladas para permitir a entrada da luz solar durante o inverno (quando o sol está mais baixo no céu) e mantê-la fora no verão (quando o sol está mais alto no céu). Elas são inclinadas como persianas e refletem luz e radiação para reduzir o ofuscamento no espaço interior. Sistemas avançados de persianas são automatizados para maximizar a luz do dia e monitorar a temperatura interna ajustando sua inclinação. Plantas coníferas ou perenes são frequentemente plantadas ao norte dos edifícios para proteger contra os ventos frios do norte.
Em climas mais frios, os sistemas de aquecimento são um foco primário para a arquitetura sustentável, pois normalmente são um dos maiores consumos de energia em edifícios.
Em climas mais quentes, onde o resfriamento é uma preocupação primária, os designs solares passivos também podem ser muito eficazes. Materiais de construção de alvenaria com alta massa térmica são muito valiosos para reter as temperaturas frias da noite durante o dia. Além disso, os construtores costumam optar por estruturas de um único andar e espalhadas, a fim de maximizar a área de superfície e a perda de calor. Os edifícios são frequentemente projetados para capturar e direcionar os ventos existentes, particularmente os ventos frescos que vêm de corpos de água próximos. Muitas dessas valiosas estratégias são empregadas de alguma forma pela arquitetura tradicional de regiões quentes.
Em climas com quatro estações definidas, um sistema de energia integrado aumentará sua eficiência: quando o edifício está bem isolado, quando está localizado para trabalhar com as forças da natureza, quando o calor é recapturado (para ser usado imediatamente ou armazenado), quando a planta de aquecimento que depende de combustíveis fósseis ou eletricidade é mais eficiente do que 100% e quando a energia renovável é utilizada.
Geração de energia renovável Painéis solares
miniaturadaimagem|250x250px|Painel solar fotovoltaico