aula conforto termico

Histórico

ADAPTAÇÃO DO HOMEM AO CLIMA

Adaptação biológica com variações da espécie, caracterizadas pelas diferentes raças ao redor do planeta (forma do corpo, pigmentação, pelos).

 Adaptação através de vestimenta como um processo racional visando à proteção da superfície da pele por uma camada isolante. Ampliação da capacidade de sobrevivência do Homem. Espessura, vazios, permeabilidade de vestimentas.

 A terceira pele: a adaptação através da habitação. Não necessariamente um processo puramente racional (colônias de insetos, ninhos de pássaros). Arquitetura vernacular.

Histórico

Desenvolvimento tecnológico da construção civil com industrialização e introdução de sistemas de controle de iluminação e

climatização artificiais: insumos energéticos consideráveis que proporcionem aos usuários condições necessárias à condução de suas

tarefas. Crise energética, crise ambiental, Arquitetura Bioclimática.

ESTUDOS EM CONFORTO TÉRMICO

Primeiros estudos: século XIX. Com a Revolução Industrial, aumento do número de acidentes e doenças geradas na indústria têxtil, na mineração e na metalurgia. Heberden, em 1826, e Haldane, em 1905.

Mais tarde, otimização das condições de operação de condicionadores de ar. Pesquisas analíticas de Winslow, Herrington e Gagge, em 1937.

Houghten e Yagloglou, em 1923: além da temperatura do ar, também a umidade relativa e os movimentos de ar. Curvas de temperatura efetiva (ET).

Histórico

ESTUDOS EM CONFORTO TÉRMICO (contin.)

Bedford, em 1940: temperatura efetiva corrigida (CET), um quarto aspecto determinante da sensação de conforto térmico: a radiação.

Irmãos Olgyay, anos 60 com a Carta Bioclimática, onde é mostrada a zona de conforto humano em relação a temperatura e umidade do ar, velocidade do vento, radiação solar e resfriamento por evaporação.

Em 1970, Fanger: área de investigação relacionada aos estudos fisiológicos da sensação de conforto. PMV e PPD. Temperatura de neutralidade térmica válida para todo tipo de clima, dependente apenas da vestimenta e do grau de atividade do indivíduo. 

Histórico

ESTUDOS EM CONFORTO TÉRMICO (contin.)

Humphreys, em 1978: correlação de temperaturas de neutralidade térmica com as temperaturas externas vigentes. Para edificações sem qualquer sistema de climatização artificial: 

Tn = 11.9 + 0.534 Tméd ext

onde: Tméd ext = Tmédia externa do período considerado.

Auliciems, em 1981: equação semelhante, aplicável a qualquer tipo de edificação:

  Tn = 17.6 + 0.31 Tméd ext  

Man, Climate and Architecture (Givoni, 1976), Diagrama Bioclimático da Edificação com a zona de conforto

BASE CONCEITUAL

DEFINIÇÃO 1:

American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers (ASHRAE): "Estado de espírito que reflete a satisfação com o ambiente (térmico) que envolve a pessoa" 

DEFINIÇÃO 2:

Commission for Thermal Physiology of the International Union of Physiological Sciences: ‘The range of ambient temperatures, associated with specified mean radiant temperature, humidity, and air movement, within which a human in specified clothing expresses indifference to the thermal environment for an indefinite period’.

BASE CONCEITUAL

INFLUÊNCIA DE FATORES CLIMÁTICOS SOBRE O HOMEM: VARIÁVEIS AMBIENTAIS

     temperatura do ar

       umidade do ar

       movimentos de ar

       radiação

ALÉM DISSO: VARIÁVEIS HUMANAS (SUBJETIVAS)

       Aclimatação; atividade física; vestimenta; idade e sexo; forma do corpo (razão superfície/volume); cor da pele; alimentação e

estado de saúde

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BASE CONCEITUAL

 MECANISMOS DE TROCAS TÉRMICAS COM O MEIO: FENÔMENOS FÍSICOS DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR

       CONDUÇÃO

       CONVECÇÃO

       RADIAÇÃO

       EVAPORAÇÃO

0 ERM CC dv

Equação de Balanço Térmico

Equipamentos de medição

Termômetro de Bulbo Seco (TBS)

Termômetro de Bulbo Úmido (TBU)

Armazenadores digitais (loggers)

Equipamentos de medição

Termômetro de globo (TG)

Conjunto – medidores de estresse térmico

Equipamentos de medição

Anemômetros (velocidade do ar)

Anemômetro com pá de vento/”biruta” (velocidade e direção)

Equipamentos de medição

Piranômetros (radiação solar)

Equipamentos de medição

Estações meteorológicas

Escalas, índices e zonas de conforto

Primeiras Justificativas

FIGURA 3 – Influência da temperatura ambiental sobre as pausas no trabalho e a freqüência de acidentes, em uma tarefa de carregamento de carvão, segundo Bedford e Vernon (1922)

Escalas de Conforto

Linhas de temperatura efetiva sobre diagrama psicrométrico, segundo Houghton e Yaglou (1923)

Escalas de Conforto

Índice de Temperatura Efetiva Corrigida (TEC) (1932)

Procedimento dos irmãos OLGYAY (1960)

Os irmãos Olgyay, nos Estados Unidos, na década de 1960, estabeleceram o primeiro procedimento sistemático com o objetivo de adaptação de uma edificação às condições do clima, criando a expressão “projeto bioclimático” :

·   análise dos dados climáticos anuais da região;

· avaliação biológica baseada nas sensações humanas;

·  soluções tecnológicas para reduzir os impactos do clima e usar as vantagens existentes; e

· aplicação arquitetônica das conclusões obtidas nas três primeiras fases e desenvolvimento equilibrado dos elementos conforme a necessidade.

DIAGRAMA COM ZONA DE CONFORTO DE OLGYAY

Diagrama bioclimático de victor Olgyay (1963): medidas corretivas também são propostas no gráfico

DIAGRAMA DE CONFORTO DE OLGYAY (para Arquitetos)

Estudos em câmaras climatizadas: Fanger (1970)

Objetivo: Pesquisador do Laboratório de Calefação e Condicionamento de Ar da

Universidade Técnica da Dinamarca e do Instituto de

Pesquisas Ambientais da Universidade de Kansas, nos

Estados Unidos, Fanger voltou seu trabalho à aplicação de parâmetros de conforto na

indústria de ar-condicionado.

Resultados obtidos: índices PPD e PMV e criação de um modelo

numérico para cálculo de conforto (adotado na norma ISO 7730)

Escala adotada

Dados coletados

CONFORTO

Méto

do

de cálcu

lo d

o P

MV

PMV e PPD

RELAÇÃO ENTRE O VOTO MÉDIO ESTIMADO E A PORCENTAGEM DE PESSOAS INSATISFEITAS

ISO 7730

Aplicações

Pesquisa acadêmica

Micrometeorologia humana

Planos de contingência (mudanças climáticas)

Planejamento de cidades

Projeto de ambientes

Projeto Bioclimático

Projeto de Climatização Artificial

Espaços internos (climatizados) Diagramas de Conforto

Software Analysis CST / Analysis 1.5

Espaços externos

Índice PETSoftware Rayman

Fatores de influência: fatores climáticos, geometria urbana (obstrução solar)

Diferenciações localizadas: trechos com sol ou sombreados, áreas com vegetação ou corpos d’água etc.