conforto ambiental e arquitetura bioclimática
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CONFORTO AMBIENTAL E ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA
Profa. Lucila C. Labaki Colaboração:
Cristiane Dacanal (PED)
Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, UNICAMP
Obj
etiv
os d
a A
ula:
1. Noções de Conforto Ambiental
2. O que é Conforto Térmico?
3. O que é Arquitetura Bioclimática?
4. Clima e arquitetura
5. Exemplos de edificações que empregaram conceitos da Arquitetura Bioclimática:
a. Arquitetura Vernacular;
b. Projetos contemporâneos
6. Metodologias que orientam o projeto arquitetônico visando o conforto térmico e eficiência energética
Luminoso, Acústico, Térmico, Funcional
Conforto ambiental Bem estar físico relacionado com as condições do ambiente em que o ser humano vive, seja interno ou externo às edificações.
Envolve vários aspectos: térmico, visual, acústico, ergonômico, qualidade do ar, e outros.
Objetivos da disciplina conforto ambiental: • Busca de qualidade ambiental nos edifícios e espaços abertos • Eficiência energética, máxima qualidade e mínimo consumo: ▫ uso de estratégias passivas
• Redução do impacto ambiental: ▫ gerado pela urbanização e construção das edificações.
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Conforto ambiental: Fatores de influência externos e internos
O que é?
Conforto térmico: definição
Estado de espírito que reflete a satisfação com o ambiente térmico (ASHRAE 55-64 )
Importância do conforto na arquitetura:
• satisfação ou bem estar
• desempenho das
atividades
• conservação de energia
Muito frio
Frio
Frio moderado (fresco)
Levemente frio
Confortável
Levemente aquecido
Aquecido
Quente
Muito quente
Conforto Térmico • Elemento principal do bem estar • Desconforto causa:
sonolência, alteração de batimentos cardíacos, aumento de sudação apatia e desinteresse pelo trabalho
• Elementos do desconforto: temperaturas extremas (frio ou calor) falta ou excesso de ventilação umidade excessiva com temperatura elevada radiação térmica
insolação direta superfícies aquecidas
vestimenta inadequada
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Como avaliar?
Variáveis de Conforto Térmico
• Ambiente térmico é definido pelo conjunto das variáveis ambientais ▫ Temperatura do ar; ▫ Temperatura radiante
média; ▫ Velocidade do ar; ▫ Umidade relativa do ar.
• Variáveis do indivíduo (metabolismo); ▫ sexo, idade, raça, hábitos
alimentares, peso, altura, atividade realizada
• Resistência térmica oferecida pela vestimenta
calor
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1. Materiais construtivos
2. Tamanho e posição das aberturas
3. Orientação: Sol e Vento
1. Localização (latitude): radiação solar
2. Umidade do ar
Ganho / perda de calor interno
Fonte: L’ habitat Bioclimatique
Conforto e estresse térmico: índices PET (calibrado por Monteiro e Alucci,
2007)
PET (Matzarakis et al, 1999 apud Jendritzky
et al, 1990; Matzarakis e Mayer,
1997)
Sensibilidade térmica Grau de Estresse Fisiológico
PMV (FANGER)
Muito frio Estresse por frio extremo
<4°C 4 °C -3.5 Frio Estresse por frio forte
<12°C 8 °C -2.5 Frio moderado (fresco) Estresse por frio moderado
<18°C 13 °C -1.5 Levemente frio Estresse por frio leve
18°C 18 °C -0.5 Confortável Sem Estresse
26°C 23 °C 0.5 Levemente aquecido Estresse por calor leve
>26°C 29 °C 1.5 Aquecido Estresse por calor
moderado >31°C 35 °C 2.5
Quente Estresse por calor forte
>43°C 41 °C 3.5 Muito quente Estresse por calor extremo
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O que é?
Bioclimatic design – Victor Olgyay • Assegura a existência e o bem-estar
de organismos biológicos em dadas condições climáticas
• Baseia-se na ciência da arquitetura, especialmente energética
• Rejeita ambientes desumanos e com desperdício de energia, as caixas de vidro e os arranha-céus
• Rejeita a arquitetura dominada pela moda, retorna às necessidades e valores humanos básicos, encoraja o regionalismo (Steven Szokolay, 1995)
• Concepção de edifícios adaptados ao seu próprio clima.
• Permite utilizar de forma correta os recursos que a natureza oferece: o sol,o vento, a vegetação e a temperatura ambiental.
• Possibilidade de tirar partido dos fenômenos naturais de transmissão energética para obter ganhos ou perdas de calor por meio do envoltório do edifício.
• As perdas e ganhos de calor são benéficas para os usuários do edifício, pois criam condições de conforto físico e psicológico além de limitar o uso dos sistemas mecânicos de aquecimento ou condicionamento de ar. (L’ habitat Bioclimatique)
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Busca-se evitar
Brasília
Adequações para Arquitetura Bioclimática
Projeto bioclimático
• Clima (do grego; klima)- região com certas condições de
temperatura, aridez, vento, luz, etc. - Dicionário de Oxford
Como tempo atmosférico- o estado momentâneo do ambiente atmosférico em uma certa localidade - o clima pode definir-se como “a integração no tempo das condições do ambiente atmosférico”
(L’ habitat Bioclimatique)
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Na programação arquitetônica
Dados climáticos do local:
▫ Princípios de arranjo urbano
▫ Princípios bioclimáticos para a edificação
Clima Quente e Úmido 1. Habitações leves e permeáveis aos ventos. 2. Disponibilidade de ventilação natural.
Dal Pian Arquitetos Associados
Clima Quente e Seco 1. construções compactas e impermeáveis ao vento
seco 2. paredes e telhados com alta inércia térmica 3. pequenas aberturas
Climas temperados e frios 1. Isolamento térmico 2. Captação de radiação solar para aquecimento 3. Adaptação do projeto às variações sazonais
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Clima Mediterrâneo
Arquitetura vernacular Arquitetura contemporânea
CONFORTO TÉRMICO: Arquitetura e Clima
Repensar a atualidade
Aprendendo com a Arquitetura Vernacular Observação e Experiência prática
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Botti Rubin, Ed. Francisco Mellão, Vila Olímpia, São Paulo
Arquitetura Bioclimática Adaptação ao clima: exemplos do vernáculo
Cada clima uma resposta arquitetônica
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Arq. Ken Yeang
Citê Scolaire Internationale de Lyon
Jourda e Perradiun
Lyon,França 1989/ 92
Arq. JOÃO FILGUEIRAS LIMA - Lelé
“A rigor, eu tento fazer com o edifício o que um designer faz com um automóvel”
Rede de Hospitais Sarah Kubitschek
Bed Zed - Londres
Condomínio habitacional e de escritórios:
baixo consumo de energia e auto-sustentabilidade
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AIA The American Institute of Architects Top Ten Green Projects
Charles Hostler Student Center
Location: Beirut, Lebanon Building type(s): Campus,
Recreation, Assembly, Other, Restaurant, Higher education
Estratégias: • Sombreamento das aberturas com
treliças, painéis externos • Localização e topografia para
melhorar a brisa no verão • Planos abertos para incidência de
ventos predominantes • Aquecedores de Água • Resfriamento evaporativo • Distribuição de calor proveniente
de água quente • Teto verde
Garthwaite Center for Science & Art
Diretrizes de projeto visando a Arquitetura Bioclimática
• Zonas Bioclimáticas / Zona de Conforto • Cartas Solares • Método de Mahoney • Simulação Computacional
Zonas Biclimáticas • Depende do clima • Zonas Bioclimáticas: Estratégias diferentes
Carta Bioclimática de Givoni adaptada
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Estratégias para Campinas Zona 3:
Aberturas: Médias: 15 % < Ap < 25%.
Sombreamento: Permitir sol durante o inverno.
Vedações externas: Parede leve refletora, cobertura
leve isolantes. Estratégias:
Verão: Ventilação cruzada.
Inverno: Aquecimento solar; Vedações internas pesadas
(inércia térmica).
Carta bioclimática de Olgyay • Temperatura de bulbo seco
• Umidade relativa
Cartas Solares • Representação da trajetória do Sol ao longo do ano • Varia conforme a posição no globo terrestre (latitude)
Influência da Latitude
• Determina o período de permanência do Sol acima do horizonte;
• Carta solar: projeção desta trajetória em um plano horizontal
Linha do Equador
Trópico de Capricórnio
Software: Sunpath 1.0
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Aplicações: projeto de brises, marquises, varandas, dimensionamento de aberturas, sombreamento entre edificações ...
Método de Mahoney
• Processo simples e prático • Permite uma análise rápida de parâmetros
climáticos obtidos nas estações meteorológicas • Tabelas: ▫ Registro dos dados climáticos ▫ Diagnóstico do clima ▫ Recomendações para o projeto ▫ Recomendações de desenho dos elementos de
uma edificação
Simulação Computacional
• Softwares: área urbana, arquitetura
▫ Inserção de dados climáticos ▫ Modelo tridimensional (já baseado nas estratégias
bioclimáticas) ▫ Saída de dados
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Arquitetura bioclimática
Sombreamento Segunda pele: cobertura ou paredes
Arquitetura bioclimática
Ventilação Isolamento correto:
Inércia térmica, reflexão...
Arquitetura bioclimática
Umidificação/ desumidificação
Orientação Proteção e acesso ao Sol
Arquitetura bioclimática Satisfação dos usuários e compatibilidade com conforto acústico, luminoso, visual, funcional ...
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