apostila da disciplina de conforto térmico, versão 2016

Laboratório de Eficiência Energética em

Edificações l www.labeee.ufsc.br

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA

CENTRO TECNOLÓGICO - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

CONFORTO E STRESS TÉRMICO

Atualizações: Prof. Antonio Augusto Xavier

Prof. Solange Goulart

Renata De Vecchi

Professor Roberto Lamberts, PhD

Última Atualização: Junho/2016

ECV 4200 l ARQ1303 Conforto Térmico

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Sumário

1 CONFORTO TÉRMICO ....................................................................................................................................... 3 1.1 INTRODUÇÃO AO CONFORTO TÉRMICO ................................................................................................ 3

1.1.1 Definições ...................................................................................................................................... 3 1.1.2 Termo regulação humana e balanço de calor no corpo ................................................................ 4 1.1.3 Zonas de respostas fisiológicas e comportamentais ..................................................................... 8

1.2 Avaliação de conforto térmico ............................................................................................................... 9 1.2.1 Pesquisas em câmaras climatizadas .............................................................................................. 9 1.2.2 Pesquisas de campo ..................................................................................................................... 10 1.2.3 Condições de conforto térmico ................................................................................................... 12 1.2.4 Variáveis que influenciam na sensação de conforto térmico ...................................................... 13 1.2.5 Equação do conforto térmico e carga térmica ............................................................................ 14 1.2.6 Equação do PMV .......................................................................................................................... 14 1.2.7 Porcentagem de pessoas insatisfeitas (PPD) ............................................................................... 15 1.2.8 Desconforto Localizado ............................................................................................................... 15 1.2.9 Influência do movimento do ar no conforto térmico .................................................................. 19 1.2.10 Normas de conforto térmico ....................................................................................................... 20

1.3 ISO 7730/2005 - Ambientes Térmicos Moderados - Determinação dos índices PMV e PPD e especificações das condições para conforto térmico: ..................................................................................... 22

1.3.1 Escopo .......................................................................................................................................... 22 1.3.2 Voto Médio Estimado (PMV) e Porcentagem de Pessoas Insatisfeitas (PPD) ............................. 23 1.3.3 Aceitabilidade de ambientes térmicos visando conforto ............................................................ 23 1.3.4 Anexos ......................................................................................................................................... 24 1.3.5 Intervalo de Temperatura Operativa (Anexo A da ISO 7730/2005) ............................................ 28 1.3.6 Critérios de Projeto para diferentes tipos de espaço – Exemplos. .............................................. 30 1.3.7 Desconforto Localizado ............................................................................................................... 30

1.4 ISO 7726/1998 - Ambientes térmicos - Instrumentos e métodos para a medição dos parâmetros físicos. 32

1.4.1 Introdução ................................................................................................................................... 32 1.4.2 Escopo e campo de aplicação ...................................................................................................... 32 1.4.3 Gerais ........................................................................................................................................... 32 1.4.4 Instrumentos de medição ............................................................................................................ 34 1.4.5 Exemplos de instrumentos de medição....................................................................................... 38 1.4.6 Especificações relativas aos métodos de medição ...................................................................... 40 1.4.7 Anexo A: Medição da temperatura do ar .................................................................................... 42 1.4.8 Anexo B: Medição da temperatura radiante média .................................................................... 43 1.4.9 Anexo C: Medição da temperatura radiante plana ..................................................................... 51 1.4.10 Anexo D: Medição da umidade absoluta e relativa do ar ............................................................ 56 1.4.11 Anexo E: Medição da velocidade do ar ........................................................................................ 61 1.4.12 Anexo F: Medição da temperatura superficial ............................................................................ 64

1.5 ASHRAE Standard 55/2013................................................................................................................... 65 1.6 Normas de Conforto Térmico no Brasil ................................................................................................ 66 2 ESTRESSE (STRESS) TÉRMICO. ..................................................................................................................................... 68 2.1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................................................... 68 2.2 AMBIENTES QUENTES .......................................................................................................................... 68 2.3 AMBIENTES FRIOS ................................................................................................................................ 69 2.4 NORMAS DE REFERÊNCIA..................................................................................................................... 69 2.5 ISO 7243/1989 - Ambientes quentes - Estimativa do stress por calor sobre o trabalhador, baseado no IBUTG - (bulbo úmido e temperatura de globo).............................................................................................. 70 2.6 NR 15 - Anexo 3 - Limites de tolerância de exposição ao calor ............................................................ 78 3 LEITURA SUGERIDA ............................................................................................................................................................ 83 4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................................................................. 83 5 ANEXO 1 – A nova proposta de norma brasileira de Conforto Térmico ...................................................... 84


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1 CONFORTO TÉRMICO

1.1 INTRODUÇÃO AO CONFORTO TÉRMICO

Conforto térmico é uma sensação humana fortemente relacionada à subjetividade, e depende, principalmente, de fatores físicos, fisiológicos e psicológicos. Os fatores físicos são aqueles que determinam as trocas de calor do corpo com o meio; já os fatores fisiológicos referem-se às alterações na resposta fisiológica do organismo, resultantes da exposição contínua a determinada condição térmica (aclimatação humana); e finalmente, os fatores psicológicos, que são os que se relacionam às diferenças na percepção e na resposta aos estímulos sensoriais, frutos da experiência passada e da expectativa do indivíduo.

Atualmente, os estudos de conforto térmico visam principalmente analisar e

estabelecer as condições necessárias para a concepção de um ambiente térmico adequado às atividades e ocupação humanas, bem como estabelecer métodos e princípios para uma avaliação térmica detalhada de um ambiente. A importância do estudo de conforto térmico está baseada principalmente em três fatores:

A) A satisfação do homem ou seu bem-estar em se sentir termicamente confortável; B) A performance humana, muito embora os resultados de inúmeras investigações não sejam conclusivos a esse respeito. No entanto, os alguns estudos mostram uma clara tendência a redução na performance humana quando existe desconforto térmico causado por calor ou frio em excesso. As atividades intelectuais, manuais e perceptivas, geralmente apresentam um melhor rendimento quando realizadas em conforto térmico. C) A conservação de energia, pois devido à crescente mecanização e industrialização da sociedade, as pessoas passam grande parte de suas vidas em ambientes condicionados artificialmente. Ao conhecer as condições e os parâmetros relativos ao conforto térmico dos ocupantes em seus ambientes, evitam-se desperdícios com calefação e refrigeração, muitas vezes desnecessários.

Convém ressaltar que devido à variação biológica entre as pessoas, é impossível que todos os ocupantes do ambiente se sintam confortáveis termicamente, buscando-se sempre criar condições de conforto para um grupo, ou seja, condições nas quais a maior porcentagem das pessoas se encontre em conforto térmico.

1.1.1 Definições

Para melhor entender os assuntos subsequentes a respeito de conforto térmico, é necessário apresentar alguns conceitos e definições de conforto e neutralidade térmica: Conforto térmico Segundo a ASHRAE Standard 55 conforto térmico é definido como “O estado de espirito que expressa satisfação com o ambiente térmico”.


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Neutralidade Térmica Segundo o pesquisador dinamarquês Ole Fanger (1970), neutralidade térmica é “A condição na qual uma pessoa não prefira sentir nem mais calor nem mais frio no ambiente a seu redor”. De acordo com Shin-Iche Tanabe (1984), “Neutralidade Térmica é a condição da mente que expressa satisfação com a temperatura do corpo como um todo”.

Analisando-se dentro de uma ótica física dos mecanismos de trocas de calor, sugere-se uma definição para neutralidade térmica como sendo “O estado físico no qual todo o calor gerado pelo organismo através do metabolismo seja trocado em igual proporção com o ambiente ao seu redor, não havendo nem acúmulo de calor e nem perda excessiva do mesmo, mantendo a temperatura corporal constante”.

Considerando essas definições, pode-se dizer que a neutralidade térmica é uma condição necessária, mas não suficiente, para que uma pessoa esteja em conforto térmico. Um indivíduo que estiver exposto a um campo assimétrico de radiação pode muito bem estar em neutralidade térmica, porém não estará em conforto térmico.

Como o corpo humano é um sistema termodinâmico, que produz calor e interage continuamente com o ambiente para alcançar o balanço térmico, existe uma constante troca de calor entre o corpo e o meio. Tal troca é regida pelas leis da física, e influenciada pelos mecanismos de adaptação fisiológica, condições ambientais e fatores individuais. A sensação de conforto térmico está diretamente relacionada ao esforço realizado pelo organismo para manter o balanço térmico e assim sendo, se faz necessário conhecer a termo regulação humana e o balanço térmico do corpo humano.

1.1.2 Termo regulação humana e balanço de calor no corpo

Podemos considerar o corpo humano como uma “máquina térmica” que dispõe de um mecanismo termorregulador que controla as variações térmicas do organismo. Sendo o organismo humano homeotérmico, isto é, sua temperatura deve permanecer praticamente constante, o mecanismo termorregulador cria condições para que isso ocorra. Entende-se por “máquina térmica” aquela que necessita de certa quantidade de calor para seu funcionamento. O funcionamento do corpo humano é a condição na qual o mesmo se encontra para que esteja apto a desempenhar suas atividades, que podem ser subdivididas em 2 categorias:

Atividades basais internas, que são aquelas independentes de nossa vontade e suficientes para fazer com que os órgãos de nosso corpo funcionem satisfatoriamente;

Atividades externas, que são aquelas realizadas conscientemente pelo homem através de seu trabalho ou atividade desempenhada.

Para ter condições de desempenhar qualquer uma das atividades citadas, nosso organismo necessita do calor, que é oriundo do metabolismo dos alimentos ingeridos e que também pode ser subdividido em 2 categorias: metabolismo basal, que é a taxa de calor necessária para o desempenho das atividades basais, e metabolismo devido às atividades externas, que é a taxa de calor necessária para o desempenho das demais atividades.


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O calor gerado pelo organismo pode variar de 100W a 1.000W. Uma parte desse calor gerado é necessário, como já dito, para o funcionamento fisiológico do organismo e a outra parte é gerada devido ao desempenho das atividades externas, sendo que essa geração deve ser dissipada para que não haja um superaquecimento do corpo, já que o mesmo é homeotérmico. A temperatura interna do corpo humano é praticamente constante, e varia aproximadamente de 35 a 37°C. Para que uma pessoa esteja em estado de conforto térmico no desempenho das atividades, admitem-se pequenas oscilações nessa temperatura interna, sendo que em situações mais extremas, admitem-se variações um pouco maior para se evitarem os perigos do estresse térmico. Desta maneira podemos dizer que as atividades desempenhadas pelo ser humano geram calor ao corpo, o qual deve ser dissipado ao ambiente a fim de que não se ocasione um aumento exagerado da temperatura interna, e que se mantenha o equilíbrio térmico do corpo. Essa dissipação se dá através de mecanismos de trocas térmicas, que podem ser observados na Erro! Fonte de referência não encontrada.. Através da pele: Perda sensível de calor, por convecção e radiação (C e R);

Perda latente de calor, por evaporação do suor e por dissipação da umidade da pele (Esw .e Edif).

Através da respiração: Perda sensível de calor: convecção (Cres); Perda latente de calor: evaporação (Eres).

Figura 1.1– Representação esquemática da fisiologia humana e a trocas térmicas

RadiaçãoDepende da temperatura dassuperfícies ao redor

ConvecçãoDepende da temperatura e da velocidade do ar

ConduçãoDepende da temperatura dassuperfícies onde existe um contato físico

EvaporaçãoDepende da atividade física,da umidade relativa do ar e da velocidade do ar

Metabolis

mo

O mecanismo termorregulador do organismo tem como objetivo a manutenção

da temperatura corporal, mantendo-a constante. Assim sendo, a teoria assume que um organismo exposto por longo tempo a um ambiente térmico constante, moderado, tenderá a um equilíbrio térmico de acordo com esse ambiente, isto é, a produção de calor pelo organismo através de seu metabolismo, será igual à perda de calor do mesmo para o ambiente, através das diversas formas de transferência de calor.

A maioria dos modelos de trocas térmicas entre o corpo e o ambiente, bem como as medições de sensações térmicas, está relacionada à clássica teoria de transferência de


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calor, introduzindo equações empíricas que descrevem os efeitos de conhecidos controles reguladores fisiológicos. O modelo utilizado na norma internacional ISO 7730 utiliza o “estado estacionário” ou “permanente” desenvolvido por Fanger, o qual assume que o corpo em determinado ambiente encontra-se em estado de equilíbrio, não ocorrendo, portanto, acúmulo de calor em seu interior. O corpo assim modelado encontra-se bem próximo à condição de neutralidade térmica. O ganho de calor no corpo se dá através de produção de calor pelo metabolismo, e as perdas de calor se sucedem através da respiração e pela pele. As perdas de calor, de maneira sensível e latente pela pele e pela respiração, são expressas em termos de fatores ambientais. As expressões também levam em conta a resistência térmica e a permeabilidade das roupas. Variáveis tanto ambientais tais como a temperatura do ar, temperatura radiante média, velocidade do ar e umidade do ar e variáveis pessoais, como a atividade e vestimentas, são incorporadas ao modelo. A expressão do balanço de energia entre o corpo e o ambiente pode assim ser descrita:

[Equação 1]

As perdas de calor pela pele (Qsk) e respiração (QRES) também são expressas em

forma de mecanismos de perda de calor como convecção, radiação e evaporação, e assim atinge-se a expressão dupla que representa o balanço de calor para um corpo em estado estacionário:

( ) ( )

[Equação 2]

onde: M = Taxa metabólica de produção de calor (W/m2); W = Trabalho mecânico desenvolvido pelo corpo (W/m2), sendo que para a

maioria das atividades humanas esse trabalho é nulo; Qsk = Taxa total de perda de calor pela pele (W/m2). Igual à perda de calor pela

evaporação pela pele mais a condução de calor da pele até a superfície externa das roupas, podendo ser escrita como: Qsk = Esk + KCl

QRES = Taxa total de perda de calor pela respiração (W/m2); C+R = Perda de calor sensível pela pele (W/m2) - Convecção e radiação. Seu

valor é igual à perda de calor por condução até a superfície externa das roupas; Esk = Perda de calor latente pela pele, através da evaporação (W/m2); CRES = Perda de calor sensível pela respiração, por convecção (W/m2); ERES = Perda de calor latente pela respiração, por evaporação (W/m2).

Assim, a expressão do balanço térmico pode ser reescrita:

( ) [Equação 3]


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OBS: Todos os termos da equação anterior são dados em termos de energia por unidade de área, e os mesmos referem-se à área da superfície do corpo nu. Uma expressão convencional para o cálculo dessa área é dada através da expressão da área de DuBois (AD).

[Equação 4]

onde: Adu = área superficial do corpo, ou área de DuBois (m2); m = massa do corpo (kg); l = altura do corpo (m).

As perdas parciais de calor pela pele pela respiração e por condução através das

roupas podem ser expressas pelas equações empíricas seguintes, numeradas de 5 a 10. , ( ) - ,( ) -

[Equação 5]

( )

[Equação 6]

( ) [Equação 7]

, ( )-

[Equação 8]

,( ) ( )

-

[Equação 9]

( ) [Equação 10]

Ao substituirmos essas expressões na equação dupla do balanço térmico, o

mesmo pode ser expresso em função das variáveis ambientais e pessoais, conforme a [Equação 11 a seguir:

( ) , ( ) - ,( ) -

( ) ( )

, ( )-

,( ) ( )

- ( )


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[Equação 11]

onde: M = taxa metabólica, produção orgânica de calor (W/m2); W = Trabalho ou eficiência mecânica (W/m2); pa = Pressão de vapor no ar (kPa); ta = Temperatura do ar (ºC); tcl = temperatura superficial das roupas (ºC); Icl = Isolamento térmico das roupas (Clo); fcl = Razão de área do corpo vestido e corpo nú (adimensional); tr = Temperatura radiante média (ºC); hc = Coeficiente de convecção entre ar e roupas (W/m2.ºC).

A equação apresentada acima representa o balanço de calor entre o corpo e o ambiente. Nessa equação a temperatura superficial das roupas é dada ao compararmos a parte central com a direita da equação dupla, ou seja:

*

,( ) ( )

- ( )+

[Equação 12]

onde: hc = 2,38.(tcl - ta)0,25 ou hc = 12,1. var (utilizar o maior)

sendo var = velocidade relativa do ar, em m/s, dado por: var = va + 0,0052(M-58) fcl = 1,00 + 0,2.Icl para Icl 0,5 Clo e fcl = 1,05 + 0,1.Icl para Icl > 0,5 Clo. * A [Equação 12 acima é calculada iterativamente.

1.1.3 Zonas de respostas fisiológicas e comportamentais

As pessoas apresentam zonas de respostas fisiológicas e comportamentais de acordo com as condições a que estiverem submetidas e, de acordo com a atividade que estiverem desempenhando. Como na maioria dos estudos de conforto térmico, as atividades desempenhadas são do tipo sedentárias, e o fator humano de influência sobre a determinação da zona de conforto é a vestimenta utilizada. Pode-se então apresentar duas zonas de conforto, para pessoas vestidas e pessoas nuas, em função da temperatura do ar:

Para pessoas nuas: Zona de conforto para que se mantenha o equilíbrio térmico situa-se entre 29ºC e 31ºC; Para pessoas vestidas com vestimenta normal de trabalho (Isolamento = 0,6 clo): Zona de conforto para que se mantenha o equilíbrio térmico situa-se entre 23° e 27°C.

Cada indivíduo possui uma temperatura corporal neutra, descrita como aquela

em que o mesmo não prefira sentir nem mais frio e nem mais calor no ambiente (neutralidade térmica) e nem necessite utilizar seu mecanismo de termo regulação. Ao


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compararmos a temperatura interna corporal com essa temperatura neutra, podemos apresentar as seguintes zonas de respostas fisiológicas e comportamentais:

* tcorpo < tneutra Ocorre neste caso o mecanismo de vaso constrição; * tcorpo < 35°C Ocorre perda de eficiência (habilidade); * tcorpo < 31°C Esta situação de temperatura corporal é letal. Da mesma forma: * tcorpo > tneutra Ocorre neste caso o mecanismo de vaso dilatação; * tcorpo > 37°C Inicia-se o fenômeno do suor; * tcorpo > 39°C Inicia-se a perda de eficiência; * tcorpo > 43°C Esta situação de temperatura corporal é letal.

1.2 AVALIAÇÃO DE CONFORTO TÉRMICO

Ao estudar os aspectos relativos ao conforto térmico, são encontradas duas abordagens diferentes e com prescrições distintas a respeito de como as condições microclimáticas das edificações podem ser administradas. A primeira, mais conhecida como estática, representa uma linha analítica, ou racional, da avaliação das sensações térmicas humanas e considera o homem como um simples receptor passivo do ambiente térmico. Já a segunda abordagem, conhecida como adaptativa, considera o homem como um agente ativo, que interage com o ambiente em resposta às suas sensações e preferências térmicas. Tais abordagens são resultados de dois grandes grupos de pesquisas normalmente utilizados nos estudos de conforto térmico, sendo a primeira realizada em câmaras climatizadas, chamada de modelo estático, e a segunda proveniente de estudos de campo, conhecida como modelo adaptativo.

1.2.1 Pesquisas em câmaras climatizadas

Figura 1.2– Exemplos de estudos em câmaras climatizadas. Da esquerda para a direita: experimentos com ocupantes em uma câmara climatizada (OLESEN, 1982); manequim térmico dentro de uma câmara climatizada (CIOP/PIB); medição de conforto térmico com o “dressman” dentro de um veículo (FRAUNHOFER)

Os estudos em câmaras climatizadas deram origem ao método mais conhecido para avaliação de conforto térmico, conhecido como estático (FANGER, 1970). Tais estudos foram realizados no interior de um ambiente totalmente controlados pelo pesquisador, onde tanto as variáveis ambientais, como as variáveis pessoais ou subjetivas, podem ser manipuladas a fim de se encontrar a melhor combinação possível entre elas, resultando em uma situação confortável.


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Fanger realizou diversos experimentos de conforto térmico na Dinamarca, e é o principal representante da linha analítica de avaliação das sensações térmicas humanas. Suas equações e métodos têm sido utilizados mundialmente e serviram de base para a elaboração de normas internacionais importantes, fornecendo subsídios para o equacionamento e cálculos analíticos de conforto térmico conhecidos hoje como PMV (Predicted Mean Vote) e PPD (Percentage of Dissatisfied).

Posteriormente, a utilização do modelo estático desenvolvido por Fanger se tornou discutível, já que esta analisa os limites confortáveis de temperatura como sendo “universais”, onde os efeitos de um determinado ambiente térmico ocorrem exclusivamente pelas trocas físicas de calor entre a superfície do corpo e o ambiente, enquanto a manutenção da temperatura interna de um indivíduo necessita de certa resposta fisiológica.

“... Para dado nível de atividade, a temperatura média da pele (ts) e a taxa de secreção do

suor (Esw) podem ser consideradas as únicas variáveis fisiológicas que influenciam no

equilíbrio de calor na equação do conforto térmico...”

(Fanger, 1970).

1.2.2 Pesquisas de campo

Com o avanço das pesquisas, muitos estudos foram realizados não só em câmaras climatizadas, mas também em situações reais do cotidiano, com pessoas desempenhando suas atividades rotineiras. Nestas pesquisas de campo o pesquisador não interfere nas variáveis ambientais e pessoais, e as pessoas expressam suas sensações e preferências térmicas de acordo com escalas apropriadas.

A partir desta avaliação da sensação térmica em ambientes reais, Michael Humphreys (1979) propôs o modelo adaptativo, que supõe que um grupo de pessoas pode se adaptar diferentemente quando habitam em diferentes locais geográficos, como uma forma de ajuste do corpo ao meio térmico local.

“... A temperatura de conforto não é uma constante, e sim varia de acordo com a estação e

as temperaturas as quais as pessoas estão acostumadas...”

(Humphreys, 1979).

Figura 1.3– Exemplos de estudos de campo realizados em ambientes reais

Fonte: Tecnical University of Denmark; Calvino et al., 2004).

De acordo com Humphreys, o atual interesse por parte dos pesquisadores, no

modelo adaptativo se deve por duas razões principais: a primeira por ter sido identificado que

os resultados obtidos em câmaras climatizadas divergem dos valores observados nos


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ambientes climatizados naturalmente (Figura 1.4); e a segunda pela constatação de que a

população parece aceitar um intervalo de temperaturas muito maior do que o método racional

propõe, já que um indivíduo pode se adaptar bem ao local em que ele vive.

Figura 1.4 – Comparação entre os dados reais medidos e calculados em ambientes condicionados artificialmente (esquerda), e ventilados naturalmente (direita)

A abordagem adaptativa considera fatores além dos físicos e psicológicos que interagem na percepção térmica. Estes estudos têm como base os conceitos de aclimatação, e os fatores considerados podem incluir características inerentes à demografia (gênero, idade, classe social), contexto (composição da edificação, estação, clima) e cognição (atitudes, preferências e expectativas). São três os mecanismos de adaptação utilizados pelo corpo humano para se defender dos efeitos do clima:

Ajustes comportamentais: são as modificações conscientes ou inconscientes das

pessoas; podem modificar o fluxo de calor e as massas que governam as trocas térmicas do corpo. Estes ajustes podem ainda ser divididos em subcategorias, conhecidos como os ajustes pessoais (roupa, atividade, postura), ajustes tecnológicos ou ambientais (abrir/fechar janelas, ligar ventiladores, usar óculos escuros) e os ajustes culturais.

Ajustes Fisiológicos: são aqueles que incluem todas as mudanças nas respostas fisiológicas das pessoas, que são resultado da exposição aos fatores ambientais e térmicos, conduzindo a uma diminuição gradual na tensão criada por tal exposição. As mudanças fisiológicas podem ser divididas em: adaptação genética, que são aquelas que se tornaram parte da herança genética de um indivíduo ou grupo de pessoas; e a aclimatação, que são as mudanças inerentes ao sistema termorregulador.

Ajustes Psicológicos: percepções e reações das informações sensoriais. A percepção térmica é diretamente atenuada por sensações e expectativas ao clima interno. Esta forma de adaptação pode ser comparada à noção de hábito, exposição repetida ou crônica, que conduz a uma diminuição da intensidade da sensação evocada anteriormente.

É importante frisar que para esta abordagem a sensação de conforto térmico não

deveria ser originada apenas pela temperatura do ambiente interno, mas também originada de

um valor médio mensal de temperatura externa, pois o desconforto térmico surge

principalmente da contradição entre os ambientes que as pessoas esperam e os ambientes que


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elas encontram. Este processo pressupõe uma adaptação para cada lugar, delimitando um tipo

de projeto que leva em consideração a questão social, o clima e a temperatura externa. O

desconforto pode ser causado pelo desgaste excessivo do corpo nos processos de escolha e

ajuste da temperatura própria ao clima exterior. Segundo Humphreys, “... O desconforto é

causado pela excessiva regulação necessária nos processos de ajuste ao lugar, pela

temperatura corporal...”.

Embora vários estudos defendam a abordagem adaptativa como uma ferramenta ideal para a avaliação precisa do conforto humano em relação à temperatura, as duas correntes de pesquisa acabam por possuir o mesmo objetivo final: encontrar as condições que mais satisfaçam o homem com relação às suas sensações térmicas.

1.2.3 Condições de conforto térmico

Conforme já comentado anteriormente, a condição de neutralidade térmica, ou seja, a verificação do balanço térmico apresentado, é condição necessária, mas não suficiente para que uma pessoa encontre-se em conforto térmico. A pessoa pode se encontrar em neutralidade térmica e estar sujeita a algum tipo de desconforto localizado, isto é, sujeita a alguma assimetria de radiação significativa, sujeita a alguma corrente de ar localizada, ou ainda estar sobre algum tipo de piso frio ou aquecido, e assim sendo, não estará em condição de conforto térmico.

Além disso, segundo estudos empíricos desenvolvidos por Fanger, a atividade desempenhada pela pessoa regulará a temperatura de sua pele, bem como sua taxa de secreção de suor. É o mesmo que dizermos que se uma pessoa estiver desempenhando determinada atividade, e estiver suando muito acima do que os estudos realizados mostraram que ela deveria estar ou a temperatura da sua pele estiver acima ou abaixo de valores que esses mesmos estudos demonstraram, esta pessoa certamente não estará em conforto térmico, mesmo que ela esteja em neutralidade térmica; e não esteja sujeita a algum tipo de desconforto localizado. Esses estudos mostraram que:

a tskm b

c Esw d

onde: tskm = temperatura da pele, (ºC) Esw = taxa de evaporação do suor, (W/m2) a, b, c, d = parâmetros empíricos extraídos em função da atividade da pessoa.

Segundo a ASHRAE Fundamentals, cap. 8, as correlações estatísticas utilizadas por Rohles e Nevins em aproximadamente 1.600 estudantes, apresentaram expressões para tskm e Esw, em função da atividade, que forneciam conforto térmico, quando as outras condições estivessem estabelecidas, as quais são apresentadas abaixo:

[Equação 13]

( )

[Equação 14]


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Podemos então desta forma dizer que existem três condições para que se possa atingir o conforto térmico:

a) Que a pessoa se encontre em neutralidade térmica;

b) Que a temperatura da pele e sua taxa de secreção de suor estejam dentro de certos limites compatíveis com a atividade metabólica;

c) Que a pessoa não esteja sujeita ao desconforto localizado. Podemos representar esquematicamente as condições necessárias para a

obtenção de conforto térmico, conforme a Figura 1.5.

Figura 1.5 - Representação esquemática das condições necessárias a obtenção de conforto térmico

Ambiente Real Neutralidade Térmica Temp. Pele e Suor dentro dos padrões Desconforto Localizado Conforto Térmico

1.2.4 Variáveis que influenciam na sensação de conforto térmico

Os cálculos analíticos do conforto térmico baseados em estudos realizados em câmaras

climatizadas apresentam seis variáveis que influenciam o conforto térmico:

Atividade desempenhada, M, (W/m2); Isolamento térmico das roupas utilizadas, Icl, (clo); Temperatura do ar (ºC); Temperatura radiante média, trm, (ºC); Velocidade do ar, va, (m/s); Pressão parcial do vapor de água no ar ambiente, pa, (kPa). As duas primeiras variáveis são chamadas “pessoais ou subjetivas”, por não

dependerem do ambiente, enquanto as outras são denominadas de variáveis “ambientais”. As respectivas caracterizações das variáveis ambientais, métodos e instrumentos de medição estão contidos na ISO/DIS 7726/98.

A atividade desempenhada pela pessoa determina a quantidade de calor gerado pelo organismo. As tabelas de taxas metabólicas em função da atividade e do isolamento das roupas estão na ISO 7730/2005, ASHRAE Fundamentals cap.8 - 2005 e ISO 8996/2004.

O isolamento térmico das roupas é determinado através de medições em manequins aquecidos ou determinados diretamente pelas tabelas constantes da ISO 7730/2005, ASHRAE Fundamentals cap.8 - 2005 e ISO 9920/2007.


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1.2.5 Equação do conforto térmico e carga térmica

Também oriunda da equação do balanço térmico [Equação 11], ao compararmos a parte da esquerda da equação com sua parte da direita, temos a “equação de conforto térmico” conforme conceituação de Fanger, contida na ISO 7730/94 e ASHRAE Fundamentals cap. 8. Ao nosso entender, o termo mais apropriado seria “equação de neutralidade térmica”, uma vez que essa equação apresenta um rearranjo da expressão do balanço térmico, e não uma sensação psicofisiológica de conforto. Também ao nosso entender, o termo de “equação do conforto térmico” seria mais apropriado ao que as normas citadas denominam de “equação do PMV”, conforme será apresentado no item 1.2.6. De acordo com as normas, a equação de conforto térmico é assim representada:

( ) ( ) ( ) ( )

,( ) ( )

- ( ) +

[Equação 15]

Em casos em que não se verifique a expressão de balanço térmico, isto é, em

casos em que a geração de calor orgânico não seja igual à dissipação desse calor ao ambiente, existirá um gradiente de calor, e a essa diferença entre o calor gerado pelo corpo e o trocado com o meio ambiente é denominada de “carga térmica sobre o corpo”, (L). Escrevendo sua expressão em linguagem matemática, a carga térmica é expressa por:

( ) ( ) ( )

( ) ,( )

( ) -

( ) [Equação 16]

1.2.6 Equação do PMV

A equação de conforto térmico apresentada anteriormente, foi expandida para englobar uma grande gama de sensações térmicas, para o que foi utilizado no índice PMV ou voto médio estimado, através de análises estatísticas de acordo com resultados obtidos por Fanger em estudos na Dinamarca em câmaras climatizadas, onde as pessoas registravam seus votos sobre a escala sétima da ASHRAE, que aponta desde muito frio até muito quente. A sensação real sentida pela pessoa é representada pela “equação do PMV” ou equação do voto médio estimado, que pode assim ser representada:

( )

[Equação 17]

onde: PMV = voto médio estimado, ou voto de sensação de conforto térmico M = Atividade desempenhada pelo indivíduo L = Carga Térmica atuante sobre o corpo.

A escala sétima da ASHRAE, ou escala de sete pontos, utilizada nos estudos de Fanger e empregada até hoje na determinação real das sensações térmicas das pessoas é assim representada:


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+3

Muito Quente +

2 Quente

+

1 Levemente Quente

0 Neutro -

1 Levemente Frio

-

2 Frio

-

3 Muito Frio

1.2.7 Porcentagem de pessoas insatisfeitas (PPD)

O índice PPD estabelece a quantidade estimada de pessoas insatisfeitas termicamente com o ambiente. Ele se baseia na percentagem de um grande grupo de pessoas que gostariam que o ambiente estivesse mais quente ou mais frio, votando +3, +2 ou -3 e -2, na escala sétima de sensações. O PPD pode ser determinado analiticamente conforme a [Equação 18, em função do PMV ou extraído da Figura 1.6, apresentada a seguir.

, -

[Equação 18]

Figura 1.6 – Porcentagem de pessoas insatisfeitas (PPD) em função do Voto Médio Predito (PMV)

Fonte: (ASHRAE 55/2013).

1.2.8 Desconforto Localizado

Vários são os fatores que podem causar desconforto localizado em indivíduos, estejam eles desempenhando quaisquer atividades. Esses fatores, como diz o próprio


16

nome, não atingem o corpo como um todo, apenas uma parte, e embora a pessoa possa estar satisfeita com a temperatura do corpo como um todo, normalmente está se sentindo incomodada, não estando dessa forma em conforto. Ambas as normas de conforto térmico aqui estudadas (ISO 7730/2005 e ASHRAE 55/2010) apresentam uma seção dedicada a este tema, e dentre os principais fatores que causam esse desconforto, podemos citar os 4 mais comuns: diferenças de temperatura no sentido vertical (entre os pés e a cabeça), campo assimétrico radiante, resfriamento convectivo local (draft ou correntes de ar frias), e contato com pisos frios ou quentes. Os requisitos especificados nas figuras a seguir referem-se à ASHRAE 55/2010, para usuários levemente vestidos (clo entre 0,5 e 0,7) e que desenvolvem atividades físicas leves (met entre 1,0 e 1,3).

É importante lembrar que quando a atividade metabólica é maior, e o nível de vestimenta também, as pessoas apresentam menor sensibilidade ao calor, e assim, o risco de desconforto térmico local é menor. As pessoas são mais sensíveis ao desconforto local quando o corpo como um todo está mais frio que o neutro, e são menos sensíveis quando o corpo está mais quente que o neutro. Os requisitos para as situações de desconforto local são baseados em ambientes com a temperatura próxima da região central da zona de conforto. A tabela a seguir apresenta a porcentagem esperada de pessoas que se consideram insatisfeitas para cada fonte de desconforto térmico local descrito na norma.

Tabela 1.1. Porcentagem de pessoas insatisfeitas devido ao desconforto térmico local. (ASHRAE 55/2010)

PD devido à Convecção Localizada

para Temperaturas Operativas abaixo de

22,5

PD devido ao Gradiente na Temperatura

Vertical

PD devido aos Pisos Quentes ou Frios

PD devido à Assimetria no

Campo Radiante

< 20% < 5% < 10% < 5%

1.2.8.1 Assimetria de Radiação Térmica

O campo de radiação térmica sobre o corpo pode não ser uniforme devido às superfícies quentes e frias, e à luz solar. Essa assimetria pode causar desconforto térmico local e reduzir a aceitabilidade térmica do espaço. A assimetria de radiação térmica ou radiação não uniforme pode ser causada por janelas frias, superfícies não isoladas, bocas de fornos, calor gerado por máquinas e outros. Quando expostas a alguma destas condições, uma pessoa pode ter uma parte do seu corpo atingida por radiação diferenciada das demais, e assim, quanto maior for esse diferencial, mais desgostosa com a situação ficará a pessoa. Estudos realizados nesta área tiveram a preocupação de fazer com que as pessoas se mantivessem em neutralidade térmica, para que assim analisassem apenas o fenômeno em questão. Observou-se que quanto mais acentuada era a assimetria, mais as pessoas encontravam-se insatisfeitas com o ambiente. Observou-se também, que as pessoas respondem de maneira diferenciada com relação ao que está causando essa assimetria, conforme a Figura 1.7.

A análise da assimetria de radiação é particularmente importante quando se buscam alternativas térmicas baseadas principalmente em painéis resfriados ou aquecidos para se buscar o conforto térmico. A Tabela 1.2 apresenta o limite máximo


17

permitido em porcentagem de ocupantes insatisfeitos devido ao aquecimento ou resfriamento do teto, uma parede fria ou uma parede quente.

Figura 1.7 – Desconforto térmico local causado assimetria de radiação

Fonte: ASHRAE 55 (2013).

Tabela 1.2. Assimetria de radiação permitida (ASHRAE 55/2013)

Assimetria na temperatura radiante °C

Teto quente Parede fria Teto frio Parede quente

< 5 < 10 < 14 < 23

1.2.8.2 Correntes de ar

Essa situação que acarreta um resfriamento localizado em alguma parte do corpo humano é causada pelo ar em movimento. O desconforto causado pelas correntes de ar indesejáveis prevalece quando o voto de sensação térmica acontece abaixo de neutro (levemente com frio, com frio ou com muito), sendo um problema bastante comum de ser observado não apenas em ambientes ventilados, mas também em automóveis, e outros. Essas correntes de ar têm sido identificadas como um dos fatores mais incômodos em escritórios. Normalmente quando isso ocorre, a reação natural das pessoas é aumentar a temperatura interna ou parar o sistema de ventilação, sendo que às vezes essas reações podem tender a deixar o local ainda mais desconfortável.

Notou-se em estudos reais que as pessoas suportam esses golpes de maneira diferenciada, conforme a temperatura na qual o ambiente se encontra. Na ASHRAE 55/2010, os limites de velocidade do ar são descritos conforme o item 1.4.3.3 desta apostila, e na ISO 7730/2005 é apresenta uma equação para o cálculo do desconforto localizado causado e porcentagem (DR%), representada nesta apostila pela [Equação 18].

1.2.8.3 Diferença na temperatura do ar no sentido vertical

Na maioria dos ambientes das edificações, a temperatura do ar normalmente aumenta com a altura em relação ao piso. A estratificação térmica resultante das situações onde a temperatura do ar no nível da cabeça é maior do que àquela ao nível do

ASSIMETRIA DE TEMPERATURA RADIANTE (°C)

INS

AT

ISF

EIT

OS

0 5 10 15 20 25 30 35 401

2

4

6

810

20

40

6080

%

DESCONFORTO TÉRMICO LOCAL CAUSADO PELA ASSIMETRIA DE RADIAÇÃO

PAREDES FRIAS

PAREDES QUENTES

TETOS FRIOS

TETOS QUENTES


18

tornozelo pode gerar desconforto térmico local. A Figura 1.8 prevê a porcentagem de ocupantes insatisfeitos devido à diferença de temperatura no sentido vertical, onde o nível da cabeça é mais quente que o nível do tornozelo.

Figura 1.8 – Desconforto térmico local causado pela diferença de temperatura entre a cabeça e os pés


Tabela 1.3. Diferença de temperatura permitida entre a altura da cabeça e dos pés

Gradiente de temperatura vertical, °C

< 3


1.2.8.4 Pisos aquecidos ou resfriados

Devido ao contato direto dos pés com o piso, o desconforto local nos pés pode ser verificado quando o piso estiver aquecido ou resfriado. A temperatura do piso é muito influenciada por características construtivas dos prédios (isolamento do piso, camada de contrapiso, materiais de construção etc.). Uma reação normal das pessoas em contato com piso muito frio, é aumentar a temperatura interna do ambiente, geralmente utilizando-se sistemas de calefação, o que possibilita o aumento do desconforto térmico e contribui para o aumento do consumo de energia.

Em alguns estudos referentes à resposta das pessoas com relação à temperatura do piso, Olesen (1982) encontrou que quando as pessoas encontram-se calçadas normalmente, o material de acabamento do piso não é importante, porém em locais onde normalmente as pessoas encontram-se descalças, esse item já se torna significante. Desses estudos empíricos, se extraíram as seguintes faixas recomendadas de temperaturas:

Faixas de temperatura recomendadas para pisos onde circulam pessoas descalças, conforme o revestimento do piso:

* Acabamento têxtil (carpetes ou tapetes) 21 a 28º C * Acabamento em madeira: 24 a 28º C * Acabamento em concreto: 26 a 28,5º C

INS

AT

ISF

EIT

OS

DIFERENÇA DE TEMPERATURA DO AR ENTRE A CABEÇA E OS PÉS (°C)

0 2 4 6 8 101

2

4

68

10

20

40

6080%

DESCONFORTO TÉRMICO LOCAL CAUSADO PELO GRADIENTE VERTICAL DE TEMPERATURA


19

Faixas de temperatura recomendadas para o piso, onde circulam pessoas calçadas normalmente, em função da atividade desempenhada:

* Pessoas em atividade sedentária: 25º C * Pessoas caminhando (circulações): 23º C A Figura 1.9 apresenta a porcentagem prevista de pessoas insatisfeitas em função

da temperatura do piso. Estes valores são recomendados para pessoas que vestem sapatos solados, não sendo aplicável para pessoas descalças e nem para situações onde os ocupantes estão sentados no chão.

Figura 1.9 – Desconforto térmico local causado por pisos frios ou quentes


Tabela 1.4. Intervalo permitido de temperatura na superfície do chão (ASHRAE 55/2013).

Faixa de temperaturas permitidas no piso, °C

19 – 29

1.2.9 Influência do movimento do ar no conforto térmico

O movimento do ar num ambiente interfere no conforto térmico das pessoas devido a sua influência nos processos de troca de calor do corpo com o meio por convecção e por evaporação. Essa influência pode ser benéfica, quando o aumento da velocidade do ar provoca uma desejável aceleração nos processos de perda de calor do corpo; ou prejudicial, quando a perda de calor é indesejável e provoca o resfriamento excessivo do corpo com um todo, ou de uma de suas partes, efeito internacionalmente conhecido como draft. Assim, diz-se que a sensação térmica é influenciada diretamente pela intensidade da ventilação, especialmente em climas úmidos, onde a ventilação representa um fator necessário para diminuir o desconforto causado pelo calor através do processo de evaporação do suor. A contribuição da ventilação na remoção de calor varia de acordo com a temperatura do ar e também com a umidade relativa.

A referência mais tradicional para os limites da velocidade do ar advém do conceito de desconforto por correntes de ar (draught ou draft). Tal conceito pode ser definido como um resfriamento indesejado no corpo, causado pela movimentação do ar

TEMPERATURA DO PISO (°C)

INS

AT

ISF

EIT

OS

2

1

4

68

10

20

40

60

80%

5 10 15 20 25 30 35 40 45

DESCONFORTO TÉRMICO LOCAL CAUSADO POR PISOS QUENTES OU FRIOS


20

e sendo considerado um problema comum em ambientes com baixa atividade metabólica. Para avaliar o risco de desconforto causado pelas correntes de ar, o modelo mais comum utilizado é o de Fanger, que foi desenvolvido com base em experimentos laboratoriais. O modelo combina três parâmetros físicos: temperatura do ar, velocidade média do ar e intensidade de turbulência do ar [Equação 19], e é utilizado para predizer a porcentagem de indivíduos insatisfeitos com o movimento do ar.

( ) ( ) ( ) ( )

[Equação 19]

Onde: DR: Percentual de pessoas desconfortáveis pela movimentação do ar; : Velocidade média do ar (m/s); : Temperatura do ar (°C); : Intensidade de turbulência do ar (%).

Tais valores aceitáveis de velocidade do ar têm sido constantemente objeto de

estudo de vários pesquisadores. Os valores considerados como aceitáveis para um ambiente de atividades sedentárias podem variar entre 0,5 e 2,5 m/s, de acordo com diferentes autores. O limite máximo é baseado em problemas práticos, tais como voo de papéis sobre a mesa e desarranjo de penteados, ao invés de exigências fisiológicas de conforto. Alguns pesquisadores notaram que a maioria dos estudos realizados a respeito da velocidade do ar estava focada nos efeitos negativos causados pelo desconforto proveniente da movimentação indesejado do ar. No entanto, inúmeras constatações sugerem que a movimentação do ar é desejada quando a temperatura é considerada alta.

Assim, para obterem-se ambientes climatizados de maneira sustentável, é necessário incrementar o valor da velocidade do ar ao invés de reduzir a temperatura e umidade relativa do ar, alcançando equivalentes níveis de conforto. O incremento da velocidade do ar pode ser uma solução bastante eficiente, desde que antes sejam analisadas todas as condicionantes de influência, de maneira que seus efeitos sejam exponenciados. Dentre estas condicionantes estão: o clima, as necessidades, a finalidade dos edifícios, dentre outras.

1.2.10 Normas de conforto térmico

Os estudos de conforto térmico tiveram nos últimos anos um aumento de interesse por parte dos pesquisadores, sendo que as normas existentes nesta área englobam estudos sobre todas as variáveis que influenciam no conforto térmico, quer sejam em ambientes condicionados ou não. As principais normas e guias de referência aos estudos são:

ISO 7730, Versão anterior: ISO 7730/94 - Ambientes térmicos moderados - Determinação dos índices PMV e PPD e especificações das condições para conforto térmico. Título original: Moderate thermal environments -- Determination of the PMV and PPD indices and specification of the conditions for thermal comfort. Esta norma propõe um método de determinação da sensação térmica e o grau de desconforto das pessoas expostas a ambientes térmicos moderados e especifica condições térmicas aceitáveis para o conforto.


21

ISO 7730, Versão Atual – título original: ISO 7730/2005 - Ergonomics of the thermal environment -- Analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria. Nesta nova versão, foi adicionado um método para avaliação de períodos longos, bem como informações sobre desconforto térmico localizado, condições em estado não estacionário e adaptação. Além disso, foi adicionado um anexo estipulando como os requisitos de conforto térmico podem ser expressos em diferentes categorias.

ISO 7726, Versão Atual – título original: ISO 7726/1998-Ergonomics of the thermal environment -- Instruments for measuring physical quantities.

ASHRAE Standard 55, Versão Atual: ASHRAE Standard 55-2013 - Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy. A nova versão da norma também contém um método opcional para determinar condições térmicas aceitáveis em espaços naturalmente ventilados. Para usar este método, os espaços devem possuir janelas operáveis que podem ser abertas pelos ocupantes.

ASHRAE Fundamentals Handbook - cap. 8 Thermal Comfort - 2009: Este guia normativo da sociedade americana de aquecimento, refrigeração e ar condicionado, apresenta os fundamentos da termo regulação humana e conforto em termos úteis aos engenheiros para a operação de sistemas e preparação de projetos e aplicações para o conforto dos ocupantes de edificações. Apresenta de maneira sumarizada todos os dizeres das normas ISO aqui referidas.

ISO 8996, Versão anterior: ISO 8996/90 - Ergonomia - Determinação da produção de calor metabólico. Esta norma internacional especifica diferentes métodos para a determinação e medição da taxa de calor metabólico, no contexto da ergonomia do ambiente de trabalho. Esta norma também pode ser utilizada para outras aplicações como, por exemplo, a verificação da prática de atividades, o custo energético de atividades específicas ou atividades físicas, bem como o custo total energético das atividades. ISO 8996, Versão Atual – título original: ISO 8996/2004 – Ergonomics of the thermal environment – Determination of metabolic rate.

ISO 9920, Versão anterior: ISO 9920/95 - Ergonomia de ambientes térmicos - Estimativa de isolamento térmico e resistência evaporativa de um traje de roupas. Esta norma internacional especifica métodos para a estimativa das características térmicas, resistência à perdas de calor seco e à perda por evaporação, em condições de estado estacionário para um traje de roupa, baseado em valores de vestimentas conhecidas, trajes e tecidos. ISO 9920, Versão Atual – título original: ISO 9920/2007 – Ergonomics of the thermal environment – Estimation of thermal insulation and water vapour resistance of a clothing ensemble.


22

Nesta disciplina serão estudadas com maior aprofundamento as Normas Internacionais: ISO 7730/2005, ISO 7726/1998, ASHRAE 55/2010 e a nova proposta de norma brasileira de conforto térmico (Anexo 1), utilizadas para a realização do trabalho de campo.

1.3 ISO 7730/2005 - AMBIENTES TÉRMICOS MODERADOS - DETERMINAÇÃO DOS ÍNDICES PMV E PPD E ESPECIFICAÇÕES DAS CONDIÇÕES PARA CONFORTO TÉRMICO:

Esta Norma Internacional se aplica à avaliação de ambientes térmicos moderados. A versão atual foi desenvolvida em paralelo com a norma ASHRAE 55 na antiga revisão de 2004.

Quando os parâmetros físicos de um ambiente (temperatura do ar, temperatura radiante média, velocidade do ar e umidade do ar) bem como os parâmetros pessoais como atividade desempenhada e vestimenta utilizada pelas pessoas são conhecidos ou medidos, a sensação térmica para o corpo como um todo pode ser estimada pelo cálculo do índice do voto médio estimado, PMV, descrito nesta Norma.

A Norma também descreve como calcular o índice da percentagem de pessoas insatisfeitas com o ambiente (PPD), que é a percentagem de pessoas que gostariam que o ambiente estivesse mais quente ou mais frio.

O desconforto térmico também pode ser causado por aquecimento ou resfriamento localizado do corpo. Os fatores de desconforto localizado mais comuns são assimetria radiante de temperatura (superfícies frias ou quentes), correntes de ar, diferença vertical de temperatura, e pisos frios ou quentes. A versão anterior da norma fornecia um método para o cálculo da percentagem de pessoas insatisfeitas somente devido às correntes de ar. Na versão atual, a norma especifica como predizer o PPD para os demais parâmetros de desconforto localizado.

Na nova versão também são apresentados métodos de avaliação para condições em estado não estacionário. O ambiente térmico em edifícios ou em locais de trabalho muda com o tempo e pode não ser sempre possível manter as condições dentro de limites recomendados. Um método para avaliação de conforto térmico para períodos longos também é apresentado.

Por fim, a norma fornece recomendações de como levar em conta a adaptação de pessoas ao se avaliar e projetar edifícios e sistemas.

1.3.1 Escopo

Os propósitos dessa norma internacional são: A) Apresentar um método de cálculo da sensação térmica e o grau de desconforto das pessoas expostas a um ambiente térmico moderado; B) Especificar as condições de aceitabilidade térmica de um ambiente para conforto. Esta norma se aplica para homens e mulheres saudáveis e foi originalmente

baseada em estudos realizados na América do Norte e Europa, principalmente nos estudos de Fanger. Porém, a versão de 1994 contém conclusões retiradas de recentes estudos realizados no Japão.


23

1.3.2 Voto Médio Estimado (PMV) e Porcentagem de Pessoas Insatisfeitas (PPD)

A determinação dos índices PMV e PPD é feita conforme a [Equação 17] e [Equação 18] desta apostila. É recomendado o uso do índice do PMV apenas para valores do mesmo entre +2 e -2. Recomenda-se também que só se use o índice do PMV, quando:

M = 46 W/m2 a 232 W/m2 (0,8 met a 4 met) Icl = 0 m2.ºC/W a 0,310 m2.ºC/W (0 clo a 2 clo) tar = 10 a 30ºC tr = 10 a 40ºC var = 0 m/s a 1 m/s pa = 0 Pa a 2700 Pa

Assim sendo, o PMV pode ser determinado pelas seguintes maneiras: A) Utilizando a [Equação 17]; B) Utilizando as tabelas constantes do anexo C da Norma, em função de diferentes

combinações de atividade, vestimenta, velocidade relativa do ar e “temperatura operativa”. A temperatura operativa é a temperatura uniforme de um ambiente radiante negro hipotético, onde um ocupante poderia trocar a mesma quantidade de calor por radiação e convecção que no ambiente real.

( )

[Equação 20]

sendo: A=0,5 para var 0,2 m/s A=0,6 para var de 0,2 a 0,6 m/s A=0,7 para var de 0,6 a 1,0 m/s A temperatura operativa pode ser calculada com suficiente aproximação como

sendo o valor médio entre a temperatura do ar e a temperatura radiante média. C) Diretamente, utilizando um sensor integrador.

1.3.2.1 Aplicações

Verificar se determinado ambiente encontra-se em condições de aceitabilidade térmica, conforme os critérios constantes no anexo D desta Norma.

Estabelecer maiores limites de aceitabilidade térmica em espaços com requerimentos de conforto menores do que os estabelecidos no anexo D.

Fixando-se o PMV=0, estabelecer as melhores combinações das variáveis que fornecem a sensação de neutralidade térmica.

1.3.3 Aceitabilidade de ambientes térmicos visando conforto

Devido às diferenças individuais, é impossível se projetar um ambiente que satisfaça a todo mundo. Sempre haverá uma percentagem de pessoas que estarão insatisfeitas termicamente. É possível, porém, se especificar ambientes que sejam aceitáveis termicamente, ou seja, satisfaçam a maioria de seus ocupantes. O requisito de conforto térmico da versão anterior da Norma especificava somente uma aceitabilidade térmica para 90% de seus ocupantes (10% de insatisfeitos),


24

e prevendo que 85% dos ocupantes não estariam insatisfeitos devido a correntes de ar (Ambientes aceitáveis termicamente: -0,5PMV+0,5).

Devido a prioridades locais e nacionais, desenvolvimento técnico e regiões climáticas, uma qualidade térmica mais alta (poucos insatisfeitos) ou qualidade mais baixa (mais insatisfeitos) em alguns casos pode ser aceito. Em tais casos, o PMV e PPD, o modelo de corrente de ar, e a relação entre os parâmetros de desconforto térmico local, podem ser usados para determinar diferentes intervalos de parâmetros ambientais para a avaliação e projeto do ambiente térmico.

A última versão da norma especifica diferentes níveis de aceitabilidade. Exemplos de diferentes categorias de requisitos são dados no Anexo A da nova versão. O ambiente térmico desejado para um espaço pode ser selecionado entre 3 categorias, A, B e C de acordo com a Tabela 1.5 (Tabela A1 da Norma). Todos os critérios devem ser satisfeitos simultaneamente para cada categoria.

Tabela 1.5 (Tabela A.1 da ISO 7730/2005): Categorias de ambiente térmico

1.3.4 Anexos

A ISO 7730/2005, apresenta os seguintes anexos:

1.3.4.1 Anexo A (Informativo) – Exemplos de requisitos de conforto térmico para diferentes categorias de ambientes e tipos de espaço.

1.3.4.2 Anexo B (Informativo): Taxas metabólicas para diferentes atividades

Este Anexo B fornece conforme Tabela 1.6 a seguir, as taxas metabólicas para algumas atividades cotidianas. Para maiores informações sobre taxas metabólicas deve-se consultar a ISO 8996/2004.


25

Tabela 1.6 - (Tabela B.1 da ISO 7730/2005): Taxas metabólicas

Atividades Taxas Metabólicas W/m2 Met

-Deitado, reclinado -Sentado, relaxado -Atividade sedentária (escritório, residência, escola, laboratório) -Atividade leve em pé (compras, laboratório, indústria leve) -Atividade média em pé (balconista, trabalho doméstico, em máquinas) -Andando em nível: 2 km/h 3 km/h 4 km/h 5 km/h

46 58

70

93

116

110 140 165 200

0,8 1,0

1,2

1,6

2,0

1,9 2,4 2,8 3,4

1.3.4.3 Anexo C (Informativo) – Estimativa de isolamento térmico de vestimentas

Este anexo apresenta valores básicos de isolamento térmico para trajes típicos, bem como para peças de roupas. Para pessoas sentadas, a cadeira pode contribuir com um aumento adicional de isolamento de 0 a 0,4 clo.

Tabela 1.7 - (Tabela C.1 da ISO 7730/2005) - Isolamento térmico para trajes típicos


26

Tabela 1.8 - Isolamento térmico para peças individuais de roupas.


27

1.3.4.4 Anexo D (Normativo) - Programa computacional para o cálculo do voto médio estimado, PMV, e percentagem de pessoas insatisfeitas, PPD

1.3.4.5 Anexo E (Normativo) - Tabelas para a determinação do voto médio estimado, PMV, para uma umidade relativa de 50%.

Este anexo apresenta tabelas para a determinação do PMV em função da vestimenta, temperatura operativa e velocidade relativa do ar, para uma umidade relativa de 50%, para 9 níveis de atividade metabólica, sendo aqui apresentada a de 69,6W/m2.

Tabela 1.9 - Tabela do PMV, para atividade metabólica de 69,6 W/m2


28

1.3.4.6 Anexo F (Informativo) – Umidade

1.3.4.7 Anexo G (Informativo) – Velocidade do Ar

1.3.4.8 Anexo H (Informativo) – Avaliação de período longo das condições gerais de conforto térmico.

1.3.5 Intervalo de Temperatura Operativa (Anexo A da ISO 7730/2005)

Para um dado espaço, existe uma temperatura operativa1 ótima correspondente a um PMV = 0 em função da atividade e da roupa dos ocupantes. A Figura 1.10 mostra a temperatura operativa ótima e o intervalo de temperatura permitida em função da vestimenta e atividade para cada uma das três categorias. A temperatura operativa ótima é a mesma para as três categorias, enquanto que o intervalo permitido ao redor da temperatura operativa varia. A temperatura operativa de todos os locais dentro da zona ocupada de um espaço deveria estar dentro do intervalo permitido todo o tempo.

1 Temperatura uniforme de um fechamento imaginário, no qual um ocupante trocaria a mesma quantidade de calor por radiação e convecção, do que se ele estivesse num ambiente real, não uniforme.


29

Figura 1.10 - Temperatura operativa ótima (PMV=0) como função da atividade e vestimenta. Obs: As áreas com hachuras indicam uma faixa de conforto t ao redor da temperatura ótima. A

velocidade relativa do ar causada pelo movimento do corpo é estimada como sendo = 0 para M 1

met e como sendo var = 0,3.(M-1) para M 1 met. A umidade relativa considerada = 50%.


30

1.3.6 Critérios de Projeto para diferentes tipos de espaço – Exemplos.

Os critérios de projeto especificados na Tabela 1.10 são derivados de certas suposições: para o ambiente térmico, os critérios para a temperatura operativa são baseados em atividades típicas leves; para vestimentas de 0,5 clo durante o verão e 1,0 clo durante o inverno. Os critérios para a velocidade média do ar se aplicam para uma intensidade de turbulência de aproximadamente 40% (ventilação mista). Todos os critérios de projeto são válidos para as condições de ocupação mostradas nas tabelas, mas podem ser aplicados para outros tipos de espaço de uso similar.

Tabela 1.10 - Exemplos de critérios de projeto para espaços em vários tipos de edifícios.

1.3.7 Desconforto Localizado

A Figura 1.11 mostra intervalos para os parâmetros de desconforto térmico localizado para as três categorias da Tabela 1.5 (tabela A1 da Norma). A máxima velocidade média do ar permitida é função da temperatura do ar local e da intensidade da turbulência.


31

Figura 1.11 - Velocidades do ar médias permitidas em função da temperatura do ar e da intensidade

da turbulência.

As tabelas abaixo fornecem valores para desconforto térmico localizado

(diferença de temperatura vertical, temperatura do piso e assimetria radiante de temperatura) para diferentes categorias (Fonte: ISO 7730/2005).


32

1.4 ISO/DIS 7726/98 - AMBIENTES TÉRMICOS - INSTRUMENTOS E MÉTODOS PARA A MEDIÇÃO DOS PARÂMETROS FÍSICOS.

O objetivo dessa Norma Internacional é definir padrões e orientar as medições dos parâmetros físicos de ambientes térmicos, tanto para ambientes moderados, análise de conforto térmico, como ambientes extremos e análises de stress térmico.

1.4.1 Introdução

Esta norma internacional que se encontra atualmente em discussão é uma de uma série de normas que objetivam particularmente:

A) A finalização das definições para os termos usados nos métodos de medição,

testes ou interpretação, levando-se em conta as normas já existentes ou em processo de execução.

B) O fornecimento de relação de especificações relativas aos métodos de medição dos parâmetros físicos que caracterizam os ambientes térmicos.

C) A seleção de um ou mais métodos para a interpretação dos parâmetros. D) A especificação dos valores recomendados para os ambientes térmicos se

situarem na faixa de conforto ou limites de exposição para ambientes extremos (calor ou frio). E) A especificação de métodos de medição da eficiência dos dispositivos ou processos.

Os equipamentos descritos nos anexos da Norma significam apenas que eles são recomendados, porém, como suas características podem variar conforme o princípio de medição, modo de construção e uso, é necessário checá-los com as especificações contidas nessa norma.

1.4.2 Escopo e campo de aplicação

Esta Norma especifica as “características mínimas” dos equipamentos e métodos de medição dos parâmetros físicos de um ambiente. Não objetiva o estabelecimento de um índice global de conforto ou estresse térmico, mas apenas padroniza o processo de registro de informações que levam à obtenção deste índice.

Esta Norma deverá ser utilizada como referência quando se deseja fornecer especificações para fabricantes e usuários de equipamentos de medição de parâmetros físicos de ambientes ou em um contrato formal entre duas partes para a medição desses parâmetros. Seu campo de aplicação envolve estudos tanto em ambientes moderados, como quentes ou frios ocupados pelo homem.

1.4.3 Gerais

1.4.3.1 Padrões de conforto e padrões de stress:

As especificações e métodos contidos nessa Norma estão subdivididos em dois tipos, conforme a situação a ser analisada.


33

Especificações e métodos do tipo C. Referem-se às medições executadas em ambientes moderados, próximos do conforto.

Especificações e métodos do tipo S. Referem-se às medições executadas em ambientes sujeitos a estresse térmico.

As medições de conforto térmico, tipo ou classe C, e as medições de stress

térmico, tipo ou classe S, podem ser realizadas em ambientes homogêneos ou heterogêneos, que podem ser classificados da seguinte maneira:

Ambientes homogêneos: são aqueles onde não há variações nos valores das

variáveis físicas no espaço ao redor da pessoa (variações inferiores a 5%). Ambientes heterogêneos: são aqueles que apresentam variações nos valores das

variáveis físicas no espaço ao redor da pessoa, superiores a 5%.

1.4.3.2 Variáveis físicas que caracterizam o ambiente

Os estudos de conforto e stress térmico, bem como a determinação dos respectivos índices, requerem conhecimentos a respeito das variáveis físicas que se encontram ligadas ao ambiente. Essas variáveis podem ser consideradas variáveis básicas e variáveis derivadas.

As variáveis básicas são aquelas que caracterizam um dos fatores ambientais, independentemente dos outros. São elas:

A) Temperatura do ar, expressa em Kelvins, Ta, ou em graus Celsius, ta; B) Temperatura radiante média, expressa em Kelvins, Tr, ou em graus Celsius, tr, e temperatura radiante plana, expressa em Kelvins, Tpr, ou em graus Celsius, tpr; C) Umidade absoluta do ar, expressa pela pressão parcial do vapor de água, pa, em kilopascals; D) velocidade do ar, va, expressa em metros por segundo; E) Temperatura superficial, expressa em Kelvins, Ts, ou em graus Celsius, ts. As relações entre estas variáveis, e os vários tipos de ganhos ou perdas de calor

pelo organismo, estão contidas na Tabela 1.11. Os parâmetros isolamento da roupa (Icl), resistência evaporativa da roupa (Rcl), taxa metabólica (M) e trabalho mecânico realizado (W), por serem geralmente extraídos de tabelas e não medidos, não são objetos de estudos dessa Norma. O conceito de temperatura radiante média pressupõe que os efeitos sobre o homem, de um ambiente real, geralmente heterogêneo, e de um ambiente imaginário, homogêneo, são idênticos. Quando essa hipótese não é válida (em casos de assimetria de radiação) lança-se mão do conceito de temperatura radiante plana.


34

Tabela 1.11 - Principais variáveis independentes envolvidas no balanço térmico entre o homem e o ambiente

Variáveis Elementos do balanço térmico

ta tr va pa Icl Rcl M W temp. do ar

temp. rad média

veloc. do ar

Umidade absol. ar

Isolam. roupas

Resist. evapor.

Taxa me- tabólica

trabalho mecânico

Produção de calor orgânico (M-W)

X

X

Transferência por radiação (R)

X

X

Transferência por convecção (C)

X

X

X

Evaporação pela pele (E)

X

X

X

Evaporação pela respiração (Eres)

X

X

Já as variáveis derivadas caracterizam um grupo de fatores do ambiente, que

são dependentes de outras variáveis, principalmente as básicas. São geralmente utilizadas para definir índices empíricos de conforto e stress térmico, onde não se tenham recursos para a utilização de métodos racionais ligados ao balanço térmico. Algumas variáveis derivadas são descritas em Normas específicas onde elas se aplicam, as quais apresentam os requerimentos de medição.

1.4.4 Instrumentos de medição

1.4.4.1 Definições

a) Temperatura do ar

É a temperatura do ar ao redor do corpo humano (Ver anexo A, item) b) Temperatura radiante média

É a temperatura uniforme de um ambiente imaginário no qual a transferência de calor por radiação do corpo humano é igual à transferência de calor por radiação em um ambiente real não uniforme. Pode ser medida por instrumentos que permitam que a radiação, geralmente heterogênea das paredes de um ambiente real, seja integrada em um valor médio. (Ver anexo B, item).

O termômetro de globo negro é o instrumento mais frequentemente utilizado. Pode ser determinado um valor aproximado da temperatura radiante média através de valores observados da temperatura de globo (tg) e da temperatura e velocidade do ar ao redor do globo.

A precisão da medição varia consideravelmente de acordo com o tipo de ambiente e também de acordo com a precisão da medição da temperatura do ar e da temperatura de globo. A precisão de uma medição real sempre deve ser indicada quando estiver fora dos limites estipulados nessa Norma.

Como a temperatura radiante média é medida em relação ao corpo humano, o termômetro de globo tipo esférico o representa bem na posição sentada, porém um


35

sensor do tipo elipsoide representa melhor o corpo humano quer seja na posição em pé, como na sentada.

A temperatura radiante média também pode ser calculada através de medições das temperaturas superficiais das paredes ao redor da pessoa, conhecendo-se o tipo das paredes e suas posições em relação à pessoa. Cálculo esse, realizado através dos fatores de forma. (Anexo B, item).

A temperatura radiante média pode também ser estimada através da temperatura radiante plana em 6 direções opostas, ponderadas de acordo com o fator de área projetado para a pessoa.

c) Temperatura radiante plana A temperatura radiante plana (Tpr ou tpr) é a temperatura uniforme de um

ambiente imaginário, onde a radiação sobre um lado de um pequeno elemento plano seja igual à de um ambiente real não uniforme. Ela descreve a radiação oriunda de uma direção.

O radiômetro de fluxo líquido, ou radiômetro de dupla face, é o instrumento utilizado para se determinar esse parâmetro (ver anexo C, item). Com esse instrumento é possível se determinar a temperatura radiante plana através da radiação líquida trocada entre o ambiente e a superfície do elemento e da temperatura superficial do radiômetro.

Pode também ser utilizado para determinar a temperatura radiante plana um radiômetro com um sensor possuindo um disco reflexivo (polido) e um disco absorvente (pintado de negro).

A temperatura radiante plana pode também ser determinada pelas temperaturas superficiais do ambiente e os fatores de forma entre as superfícies e o elemento plano (Anexo C, item).

A assimetria da temperatura radiante é a diferença entre a temperatura radiante plana dos dois lados opostos de um pequeno elemento plano. Ela é utilizada quando a temperatura radiante média não descreve completamente o ambiente radiativo, como por exemplo, quando a radiação proveniente de partes opostas do espaço apresente considerável heterogeneidade térmica.

A assimetria da temperatura radiante é medida ou calculada através do valor medido da temperatura radiante plana em duas direções opostas.

d) Umidade absoluta do ar É o parâmetro relativo ao montante real de vapor de água contido no ar. Ao

contrário da umidade relativa ou nível de saturação que fornece o montante de vapor de água no ar, ocorre em relação ao montante máximo que pode conter a uma determinada temperatura.

A umidade absoluta é levada em conta para se analisar as trocas por evaporação entre o homem e o ambiente. Ela é geralmente expressa em termos de pressão parcial de vapor de água. A pressão parcial do vapor de água de uma mistura de ar úmido é a pressão que esse vapor de água exerceria, se ele sozinho ocupasse o volume do ar úmido a uma mesma temperatura.

A umidade absoluta pode ser determinada diretamente utilizando-se instrumentos eletrolíticos ou de ponto de orvalho, ou indiretamente, medindo-se simultaneamente vários parâmetros, como umidade relativa e temperatura do ar, temperatura de bulbo úmido e temperatura do ar (ver anexo D, item).


36

O psicrômetro é o equipamento normalmente utilizado para se determinar a umidade. Ele permite que a umidade absoluta seja determinada através de medições da temperatura do ar seco (ta) e da temperatura de bulbo úmido ventilado (tbu). A precisão do equipamento só será adequada e conforme os preceitos dessa Norma, se o mesmo for bem projetado e os cuidados com o uso forem verificados.

e) Velocidade do ar É um parâmetro definido por sua magnitude e direção. No caso de ambientes

térmicos, considera-se a velocidade efetiva do ar, ou seja, a magnitude do vetor velocidade do fluxo no ponto de medição considerado (ver anexo E, item).

A velocidade do ar (va) para qualquer ponto no espaço varia com o tempo e essas flutuações devem ser registradas. Um fluxo de ar pode ser descrito pela velocidade média (va), que é a média das velocidades instantâneas em um dado intervalo de tempo, e pelo desvio padrão das velocidades, o qual é dado pela seguinte equação:

√

∑( )

[Equação 21] onde: vai = velocidade instantânea do ar. A intensidade de turbulência do fluxo de ar (Tu) é definida pelo quociente entre o

desvio padrão das velocidades instantâneas e a velocidade média, sendo geralmente expressa em percentagem.

[Equação 22]

f) Temperatura superficial É a temperatura de uma dada superfície. É utilizada para avaliar as trocas de

calor radiativo entre o corpo humano por meio da temperatura radiante média e/ou temperatura radiante plana. Avalia também o efeito do contato direto entre o corpo e uma dada superfície. Pode ser medida pelo método apresentado no anexo F, utilizando um termômetro de contato onde o sensor está em contato com a superfície ou um sensor infravermelho, onde é medido o fluxo de calor radiante da superfície e convertido em temperatura.

1.4.4.2 Características dos instrumentos de medição

As faixas e precisões das medições, assim como o tempo de resposta dos sensores para cada tipo de parâmetro físico básico e derivado, encontram-se na Tabela 1.12, que apresenta as faixas de medição, a acuracidade requerida e desejada, e o tempo de resposta para os instrumentos de medição das variáveis físicas. Estes são os valores mínimos recomendados. Certos parâmetros físicos para medições muito precisas de estresse térmico podem requerer o uso de instrumentos de medição com faixas de medição na classe S e a precisão da classe C.


37

A constante de tempo de um sensor é considerada como sendo numericamente igual ao tempo necessário para que o sensor efetue a substituição do valor do parâmetro que está sendo medido, para alcançar 63% da troca final, sem ultrapassá-la. O tempo de resposta é na prática o tempo depois do qual o parâmetro que está sendo medido pode ser considerado suficientemente próximo do valor exato e real do parâmetro a ser medido. Um tempo de resposta de 90% (proximidade de 90% com o valor real exato), é adquirido após um período igual a 2,3 vezes a constante de tempo.

Como a constante de tempo, e também o tempo de resposta dos sensores não dependem exclusivamente do sensor, mas também do ambiente e das condições sob as quais são executadas as medições, é necessário indicar as condições sob as quais os tempos de resposta foram obtidos. As condições ambientais padronizadas para a determinação do tempo de resposta encontram-se Tabela 1.13.

Tabela 1.12 - Características dos instrumentos de medição:


38

Tabela 1.13 - Condições de ambientes padrões para a determinação das constantes de tempos dos sensores

Variáveis do ambiente padrão

ta

tr

pa

va

Tempo de resposta dos sensores para:

Temperatura do ar =ta qualquer < 0,15 m/s

Temperatura radiante média

=tr qualquer < 0,15 m/s

Umidade absoluta = 20ºC =ta Ser especificada conf. método

Velocidade do ar = 20ºC =ta qualquer Temperatura radiante plana

= 20ºC =ta qualquer < 0,15 m/s

Temperatura superficial

= 20ºC =ta qualquer < 0,15 m/s

1.4.5 Exemplos de instrumentos de medição

Figura 1.12 - Confortímetro BABUC

.


39

Figura 1.13 – Painel de controle - BABUC Figura 1.14 – Termômetro protegido BABUC

Figura 1.15 – Anemômetro de fio quente Figura 1.16 – Radiômetro de dupla face

Figura 1.17 – Psicrômetro com ventilação forçada

- BABUC

Figura 1.18 – Psicrômetro com ventilação natural -

BABUC


40

Figura 1.19 – Confortímetro SENSU

Figura 1.20 – Termoanemômetro de fio quente omnidirecional

1.4.6 Especificações relativas aos métodos de medição

As características físicas de um ambiente são variáveis em posição e no tempo, e assim sendo, as medições a serem realizadas devem levar em consideração essas variações.

1.4.6.1 Especificações relativas às variações dos parâmetros físicos no espaço ao redor da pessoa

Um ambiente pode ser considerado “homogêneo” do ponto de vista bioclimático, se em um dado momento suas variáveis físicas ao redor da pessoa podem ser consideradas praticamente constantes, isto é, os desvios destas variáveis não podem exceder aos valores obtidos pela multiplicação entre a acuracidade de medição requerida, dada pela Tabela 1.12, e o correspondente valor do fator X apresentado na Tabela 1.14. Esta condição é frequentemente encontrada no caso de temperatura do ar, velocidade e umidade do ar, mas raramente no caso de radiação.

Globo Padrão

Temperatura ArVelocidade do ArUmidade

Datalogger

Assimetria Radiação


41

Tabela 1.14 - Critérios para um ambiente homogêneo e em estado permanente.

Variável Classe C (conforto) Fator X

Classe S (stress térmico) Fator X

Temperatura do ar 3 4 Temperatura radiante média

2 2

Temperatura radiante plana

2 3

Velocidade do ar média 2 3 Pressão de vapor de água 2 3

Quando os desvios são superiores à multiplicação tratada anteriormente, os

ambientes são ditos heterogêneos, e nesses casos devem ser executadas medições em vários pontos ao redor do indivíduo e registrados os resultados parciais obtidos, a fim de se determinar um valor médio dos parâmetros a serem considerados na avaliação do conforto ou da condição de estresse térmico. Em casos de dúvidas com relação à homogeneidade ou não de um ambiente, o mesmo deve ser considerado como heterogêneo.

A Tabela 1.15 apresenta a posição na qual devem ser executadas as medições dos parâmetros físicos básicos, bem como os coeficientes de ponderação a serem usados para a determinação do valor médio, de acordo com o tipo do ambiente considerado e a classe das especificações da medição.

As posições a serem medidos os parâmetros derivados devem seguir preferencialmente os dizeres da Tabela 1.15, porém devem ser respeitados os preceitos das Normas especificas que definem os índices de conforto e estresse térmico, as quais tem preferência sobre os dizeres desta Norma. Os sensores devem estar localizados em alturas especificadas da Tabela 1.15, onde geralmente se executam as atividades. Quando for impossível de se interromper as atividades que estão sendo executadas, a fim de se localizarem os sensores nos locais exatos, estes devem ser dispostos onde as trocas térmicas sejam mais ou menos idênticas às que a pessoa está sujeita.

Tabela 1.15 - Posições de medições para as variáveis físicas de um ambiente

Localização dos sensores

Coeficientes ponderados para os cálculos das variáveis

Alturas recomendadas

Ambientes homogêneos

Ambientes heterogêneos

Sentado Em pé

Classe C Classe S Classe C Classe S

Nível da cabeça

1

1

1,1 m

1,7 m Nível do abdômen

1

1

1

2

0,6 m

1,1 m

Nível do tornozelo

1

1

0,1 m

0,1 m

1.4.6.2 Especificações relativas às variações das variáveis físicas com o tempo

Os parâmetros físicos, e também pessoais (extraídos de tabelas), podem variar em função do tempo (hora da medição), pelas seguintes razões:


42

A) Os parâmetros podem variar, para uma dada atividade, em função de incidentes externos tais quais os que acontecem em processos de fabricação, no caso de atividade industrial. B) Podem também variar de acordo com a movimentação da pessoa por diferentes ambientes, por exemplo, um ambiente quente próximo a uma máquina pode estar desconfortável enquanto o resto do ambiente confortável. Um ambiente é dito estacionário em relação à pessoa quando os parâmetros

físicos utilizados para descrever o nível de exposição ao calor são praticamente independentes do tempo, ou seja, as flutuações verificadas nos valores dos parâmetros com relação à sua média são insignificantes, não excedendo a multiplicação entre a acuracidade apresentada na Tabela 1.12 e o fator X apresentado na Tabela 1.14. Quando um ambiente não puder ser considerado estacionário, deverão ser feitos registros das principais variações dos parâmetros em função do tempo.

1.4.7 Anexo A: Medição da temperatura do ar

1.4.7.1 Introdução

A medição da temperatura do ar é particularmente importante quando se analisam as trocas de calor por convecção sobre o corpo da pessoa.

1.4.7.2 Princípios para medição da temperatura do ar

A temperatura é determinada geralmente por medições de variáveis que são funções de volumes de líquidos, resistências elétricas, força eletromotriz, etc.

Qualquer que seja a variável com a qual está sendo relacionada à temperatura, a leitura do sensor corresponde somente à temperatura onde ele se encontra, a qual pode diferir da temperatura do fluido geral a ser medido.

1.4.7.3 Precauções a serem tomadas quando se mede a temperatura do ar

1ª - Redução do efeito da radiação: Devem ser tomados cuidados para se proteger o sensor utilizado contra os efeitos

da radiação proveniente de superfícies vizinhas, senão o valor medido não será o correto da temperatura do ar e sim um valor intermediário entre a temperatura do ar e a temperatura radiante média. Estes cuidados podem ser efetivados de diferentes maneiras:

A) Reduzindo a emissividade do sensor, utilizando um sensor polido quando o mesmo for de metal, ou utilizando-se um sensor coberto por tinta reflexiva quando o mesmo for do tipo isolante. B) Reduzindo a diferença de temperatura entre o sensor e as paredes adjacentes a ele. Quando essa redução não for possível, deve ser utilizada uma barreira radiativa entre o sensor e o ambiente (uma ou mais telas ou chapas refletivas finas, por exemplo, de alumínio de 0,1 a 0,2 mm). Deve ser deixado um espaço entre a proteção e o sensor para que haja convecção natural. C) Aumentando-se o coeficiente de convecção através de um aumento da velocidade do ar, utilizando-se ventilação forçada e reduzindo-se o tamanho do sensor.


43

2ª - Inércia térmica do sensor: O sensor requer um determinado tempo para indicar a temperatura correta, já

que a leitura não é instantânea. Uma medição não deve ser concretizada em um período menor a 1,5 vezes menos que o tempo de resposta (90%) do sensor.

Um sensor responderá mais rapidamente: A) Quanto menor a temperatura do sensor e mais baixo seu calor específico; B) Quanto melhor as trocas térmicas com o ambiente.

1.4.7.4 Tipos de sensores de temperatura:

Termômetros de expansão: Termômetros de expansão de líquidos (mercúrio, etc.), termômetros de expansão de sólidos. Termômetros elétricos: Termômetros de resistência variada (resistor de platina, termistor), termômetros baseados em geração de força eletromotriz (termopares). Termomanômetros: Variação da pressão de um líquido em função da temperatura.

1.4.8 Anexo B: Medição da temperatura radiante média


O montante de calor radiante ganho ou perdido pelo corpo pode ser considerado a soma algébrica de todos os fluxos radiantes trocados por suas partes expostas com as várias fontes de calor a seu redor. A radiação a que está sujeita uma pessoa no interior de um ambiente pode ser determinada através das dimensões do ambiente, suas características térmicas e a localização da pessoa no ambiente. Este método pode, porém, ser complexo e bastante trabalhoso, uma vez que pode haver várias fontes emissoras de radiação e de variados tipos.

Os objetivos deste anexo são: A) Apresentar um método de determinação da temperatura radiante média através da temperatura do termômetro de globo, e temperatura e velocidade do ar ao nível do globo; B) Apresentar resumidamente outros métodos de obtenção desse parâmetro físico; C) Apresenta os princípios de cálculo da temperatura radiante média utilizando-se fatores de forma.

O termômetro de globo negro será utilizado neste anexo como um instrumento

para a medição da variável ambiental denominada temperatura radiante média.

1.4.8.2 Medição da temperatura radiante média, utilizando-se o termômetro de globo.

A) Descrição do termômetro de globo negro: Consiste de um globo negro, em cujo centro é colocado um sensor de temperatura

do tipo bulbo de mercúrio, termopar ou resistor. O globo pode, teoricamente, ter qualquer diâmetro, mas como a fórmula utilizada para o cálculo da temperatura radiante média depende do diâmetro do globo, um globo de 15cm é recomendado. Quanto menor for o diâmetro do globo, maior seria o efeito da temperatura e velocidade do ar, o que leva a imprecisões nos resultados.


44

Como a superfície externa do globo deve absorver a radiação proveniente das paredes do ambiente, sua superfície deve ser negra ou por cobertura eletroquímica, ou mais comumente por pintura com tinta negra.

B) Princípios de medição:

O globo situado em um ambiente tende a um balanço térmico sob os efeitos das trocas térmicas devido à radiação, provindas de diferentes fontes do ambiente e devido aos efeitos da convecção. A temperatura do globo em situação de balanço térmico, permite que Tr, seja determinada. O balanço térmico é dado pela expressão:

[Equação 23]

onde:

Rg = trocas térmicas por radiação entre as paredes do ambiente e o globo, em W/m2 Cg = trocas térmicas por convecção entre o ar e o globo, em W/m2

A transferência de calor por radiação (Rg) é dada pela expressão:

(

)

[Equação 24]

onde: g = emissividade do globo negro (adimensional); = constante de Stefan-Boltzman = 5,67x10-8 W/m2.K4; Tr = temperatura radiante média, em Kelvins; Tg = temperatura de globo, em Kelvins. A transferência de calor por convecção (Cg,) é dada pela expressão:

( )

[Equação 25]

onde:

hcg = coeficiente de transferência de calor por convecção ao nível do globo, em W/m2.K Em casos de convecção natural: hcg = 1,4.(T/D)1/4 Em casos de convecção forçada: hcg = 6,3.(va0,6 / D0,4)

sendo: D = diâmetro do globo, em metros; va = velocidade do ar ao nível do globo, em m/s. Em medição ambiental do Tipo C, o coeficiente de convecção a ser adotado deve

ser o maior entre os dois mostrados acima, e em medição ambiental do Tipo S, pode-se adotar diretamente o coeficiente mostrado para casos de convecção forçada. Substituindo os valores de Rg e Cg das [Equação 24 e [Equação 25 na Equação 31, o balanço térmico pode ser reescrito da seguinte maneira:


45

(

) ( ) [Equação 26]

Isolando-se a temperatura radiante média, temos:

√

( )

[Equação 27]

Para o caso de convecção natural:

[( )

(| |

)

( )]

[Equação 28] No caso do globo padronizado, D = 0,15m, g = 0,95 (pintura superficial externa negra), a [Equação 28] pode ser reescrita da seguinte maneira:

*( )

| |

( )+

[Equação 29] No caso de convecção forçada:

*( )

| |

( )+

[Equação 30]

Ou, para o globo padronizado:

[( )

| |]

[Equação 31]

Na prática, é esta a expressão que será mais usada para o cálculo da temperatura radiante média. Ela só é válida para o globo padronizado, e em convecção forçada.

Exemplo de aplicação: Em uma medição em um ambiente, utilizando o globo padronizado, foram encontrados os seguintes valores para as variáveis ambientais:

= 55 ºC, = 30 ºC, = 0,3 m/s.

Determinar a temperatura radiante média.

1º Passo: Determinação do coeficiente de convecção:

Para convecção natural: hcg=1,4.(T/D)1/4 = 1,4.[(55-30)/0,15]1/4 = 5 W/m2.K Para convecção forçada: hcg=6,3.(va0,6/D0,4) = 6,3.(0,30,6/0,150,4) = 6,5W/m2.K


46

Nesse caso será utilizado o coeficiente de convecção forçada, por ser o maior. 2º Passo: Determinação da temperatura radiante média: Substituindo os valores na equação:

tr = [(55+273)4 + 2,5x108.va0,6.(55-30)]1/4 - 273 tr = 74,7 ºC

c) Precauções e cuidados quando se utiliza o termômetro de globo:

Como a radiação em um ambiente é um dos principais fatores de stress térmico, uma determinação incorreta da temperatura radiante média pode levar a grandes erros na verificação global desse estado de stress. As seguintes precauções devem então ser tomadas:

C.1) Quando o ambiente apresenta uma emissão de radiação não homogênea em

relação à pessoa, a utilização de apenas um termômetro de globo não é representativa da radiação à que está sujeita a pessoa. Nestes casos devem ser utilizados 3 termômetros de globo, localizados em níveis em relação a pessoa apresentados na Tabela 1.15 - Posições de medições para as variáveis físicas de um ambiente, e a temperatura radiante média final será a média ponderada das 3 leituras, respeitando-se os coeficientes de ponderação apresentados na mesma tabela.

C.2) O tempo de resposta do termômetro de globo é de aproximadamente 20 a 30

minutos, de acordo com as características do globo e condições ambientais. Leituras sucessivas dessa temperatura permitirão que o equilíbrio seja facilmente alcançado. Em ambientes que variam sua condição de temperatura, radiação e velocidade do ar com muita rapidez, o termômetro de globo não é o instrumento indicado para a medição devido à sua alta inércia térmica.

C.3) A precisão da medição da temperatura radiante média pode variar em muito,

de acordo com as precisões dos outros parâmetros ambientais medidos. Deve ser efetuada uma checagem a cada medição a fim de verificar se os parâmetros possuem suas precisões dentro dos limites dessa Norma, e em caso contrário, a precisão com a qual está se trabalhando deve ser indicada.

C.4) O uso do termômetro de globo representa uma aproximação da temperatura

radiante média à que está sujeita uma pessoa, devido à sua forma esférica não corresponder a do corpo humano. Em casos particulares de medição da radiação oriunda do teto ou do piso, os valores apresentados com a utilização do globo são geralmente superestimados com relação aos reais sentidos pela pessoa. Um termômetro do tipo elipsoide concebe uma melhor representação nesses casos (Tabela 1.18)

Tabela 1.16 - Fatores de área projetados

Acima/abaixo direita/esquerda frente/trás

Pessoa 0,08 0,23 0,35 Em pé Elipsóide 0,08 0,28 0,28

Esfera 0,25 0,25 0,25

Pessoa 0,18 0,22 0,30 Sentada Elipsóide 0,18 0,22 0,28

Esfera 0,25 0,25 0,25


47

C.5) O uso do termômetro de globo em casos de exposição à radiação de ondas

curtas (o sol por exemplo), requerem que se utilize uma pintura no globo que apresente a mesma absortividade para ondas curtas que as superfícies das roupas (cinza médio, por exemplo). Uma alternativa possível é a utilização do termômetro de globo e calcular a temperatura radiante média levando-se em conta a absortividade da roupa utilizada pela pessoa. Em casos de determinação do IBUTG, o globo, mesmo na presença do sol, deve ser mantido com a pintura negra.

1.4.8.3 Outros métodos de medição da temperatura radiante média

a) Radiômetro de 2 esferas: Neste método são utilizadas duas esferas com emissividades diferentes (uma negra e uma polida). Através da diferença de calor armazenado pelas duas esferas, a radiação é medida. A temperatura radiante média é calculada pela expressão:

( )

[Equação 32] onde: Tr = Temperatura radiante média em Kelvins Ts = Temperatura do sensor, em Kelvins Pp = Calor armazenado pelo sensor polido, em W/m2 Pb = Calor armazenado pelo sensor negro, em W/m2 p = emissividade do sensor polido b = emissividade do sensor negro = Constante de Stefan-Boltzmann, em W/m2.K4

b) Sensor de temperatura do ar constante. Neste método, um sensor (esférico ou elipsoidal) é mantido à mesma temperatura que o ar ao redor, não havendo assim ganhos ou perdas por convecção. O fornecimento de calor ou refrigeração para que se mantenham constantes as temperaturas (sensor e ar), é igual ao ganho ou perda de calor por radiação. A temperatura radiante média é dada pela seguinte expressão:

[Equação 33] onde: Tr = temperatura radiante média em Kelvins Ts = temperatura do sensor em Kelvins Ps = Fornecimento de calor (ou resfriamento) ao sensor, em W/m2 s = emissividade do sensor = Constante de Stefan-Boltzmann, em W/m2.K4

1.4.8.4 Métodos para o cálculo da temperatura radiante média

a) Cálculo através das temperaturas superficiais ao redor: Para o cálculo da temperatura radiante média é necessário se conhecer as

temperaturas das superfícies ao redor, bem como os fatores de forma entre a pessoa e as


48

paredes ao redor, em função do tipo, do tamanho, e da posição relativa das paredes em relação à pessoa.

Como a maioria dos materiais de construção possuem alta emissividade, é possível se desconsiderar a reflexão, isto é, as superfícies são consideradas como negras. A temperatura radiante média é assim calculada:

[Equação 34]

onde: Tr = temperatura radiante média em Kelvins TN = temperatura superficial da superfície N, em Kelvins Fp-N = Fator de forma entre a pessoa e a superfície N. A quarta potência da temperatura radiante média poderá ser considerada como

sendo a média entre as temperaturas superficiais ao redor, ponderada pelos respectivos fatores de forma. Os fatores de forma (Fp-N) podem ser estimados através das

e Erro! Fonte de referência não encontrada. a seguir, no caso de superfícies retangulares. Podem também ser calculados pela equação da Tabela 1.17, onde AC é a/c e BC é b/c nas Figuras de 1.25 a 1.28. Se houver somente pequenas diferenças entre as temperaturas superficiais ao redor da pessoa, a equação pode ser simplificada para a forma linear do tipo.

[Equação 35]

Nesse caso, como a somatória dos fatores de forma é igual a 1, a temperatura

radiante média pode ser considerada como a média entre as temperaturas superficiais, ponderadas pela seus respectivos fatores de forma.

A [Equação 35] sempre fornece um valor levemente inferior ao da [Equação 34], mas na maioria dos casos essa diferença é insignificante. Por exemplo, para diferenças de temperaturas superficiais de até 10 K, a diferença na temperatura radiante média, calculada pelas Equações 35 e 36 será de apenas 0,2 K. Já para o caso de grandes diferenças nas temperaturas superficiais, por exemplo, na ordem de 100 K, a temperatura radiante média calculada pela [Equação 40], será aproximadamente 10 K inferior do que se calculada pela Equação 39.


49

Figura 1.21 - Valores médios dos fatores de forma entre uma pessoa sentada e um retângulo vertical

Figura 1.22 - Valores médios dos fatores de forma entre uma pessoa sentada e um retângulo horizontal

Figura 1.23 - Valores médios dos fatores de forma entre uma pessoa em pé e um retângulo vertical


50

Figura 1.24 - Valores médios dos fatores de forma entre uma pessoa em pé e um retângulo horizontal

Tabela 1.17 - Equações para cálculos dos fatores de forma

FATORES DE FORMA: Fmáx . (1 - e-(a/c)/) . (1 - e-(b/c)/ onde: = A + B (a/c) = C + D.(b/c) + E.(a/c)

F máx A B C D E

PESSOA SENTADA, Figura 1.6.1 superfícies verticais: paredes, janelas

0,118 1,216 0,169 0,717 0,087 0,052

PESSOA SENTADA, Figura 1.6.2 superfícies horizontais: forro, piso

0,116 1,396 0,130 0

,951 0

,080 0

,055 PESSOA EM PÉ, Figura 1.6.3 superfícies verticais: paredes, janela

0,120 1,242 0,167 0

,616 0

,082 0

,051 PESSOA EM PÉ, Figura 1.6.4 superfícies horizontais: forro, piso

0,116 1,595 0,128 1

,226 0

,046 0

,044

b) Cálculo através das temperaturas radiantes planas:

Para o cálculo da temperatura radiante média é necessário se conhecer as

temperaturas radiantes planas (tpr) nas 6 direções, bem como os fatores de área projetados para a pessoa nas mesmas 6 direções.

Os fatores de área projetados para uma pessoa sentada ou em pé, encontram-se na

Tabela 1.16 - Fatores de área projetados, para as 6 posições: cima (1), baixo (2),

esquerda (3), direita (4), frente (5), atrás (6). A temperatura radiante média pode assim ser calculada:

Para pessoas sentadas:

( , - , -) ( , - , -) ( , - , -)

( )

[Equação 36]


51

Para pessoas em pé:

( , - , -) ( , - , -) ( , - , -)

( )

[Equação 37]

onde: tr = temperatura radiante média; tpr = temperatura radiante plana.

Quando a orientação da pessoa não for definida, é utilizado o fator de área projetado médio de direita/esquerda e frente/atrás. Assim, as expressões podem ser simplificadas:

Para pessoas sentadas:

( , - , -) ( , - , - , - , -

[Equação 38]

Para pessoas em pé:

( , - , -) ( , - , - , - , -

[Equação 39]

1.4.9 Anexo C: Medição da temperatura radiante plana


O ser humano pode estar exposto à assimetria de radiação térmica em vários ambientes. Para avaliar a assimetria, o conceito de assimetria de temperatura radiante, o tpr é utilizado. A equação é dada pela diferença entre a temperatura radiante plana em 2 direções opostas de um pequeno elemento plano.

1.4.9.2 Medição da temperatura radiante plana

a) Sensor aquecido, consistindo de um disco reflexivo e um absortivo: A temperatura radiante plana pode ser medida utilizando-se um sensor

consistindo de um disco reflexivo (dourado) e um disco absortivo (pintado de negro). O primeiro perde calor apenas por convecção, enquanto o segundo perde por convecção e radiação. Como os dois discos são aquecidos para a mesma temperatura, a diferença de suprimento de calor para que as temperaturas se mantenham constante, é igual a transferência de calor por radiação entre o disco pintado e o ambiente.

A temperatura radiante plana é assim calculada:

( )

[Equação 40]


52

onde: Tpr = temperatura radiante plana, em Kelvins; Ts = temperatura do disco; Pp = suprimento de calor para o disco polido, em W/m2; Pb = suprimento de calor para o disco negro, em W/m2; p = emissividade do disco polido; b = emissividade do disco negro; = constante de Stefan-Boltzmann, em W/m2.K4; b) Disco a temperatura do ar constante: Neste método, um pequeno elemento plano é mantido a mesma temperatura que

a temperatura do ar ao redor, não havendo desta maneira, troca de calor por convecção. O suprimento de calor (ou resfriamento), necessário para manter constantes as temperaturas, é igual à troca de calor por radiação existente. A temperatura radiante plana é então calculada:

[Equação 41]

onde: Tpr = temperatura radiante plana, em Kelvins Ts = temperatura do disco, em Kelvins Ps = Suprimento de calor (ou resfriamento), em W/m2 s = emissividade do disco = Constante de Stefan-Boltzmann, em W/m2.K4

1.4.9.3 Método para a medição da temperatura radiante plana e assimetria, utilizando o radiômetro

a) Descrição do radiômetro de fluxo líquido (dupla face) Consiste em um pequeno elemento negro plano, com um fluxímetro de calor

entre os dois lados do elemento. O fluxo líquido de calor entre os dois lados é igual à diferença entre a transferência de calor por radiação dos dois lados do elemento. Geralmente, o instrumento é coberto por uma fina cúpula de polietileno para se extinguir os efeitos da velocidade do ar. Ocasionalmente o instrumento é dotado de dispositivo para medição unidirecional.

b) Medição O fluxo líquido de radiação é dado pela seguinte expressão:

(

)

[Equação 42]

onde: P = fluxo líquido de radiação medida, em W/m2 Tpr1 = Temperatura radiante plana do lado 1, em Kelvins Tpr2 = Temperatura radiante plana do lado 2, em Kelvins = Constante de Stefan-Boltzmann, em W/m2.K4


53

A assimetria da temperatura radiante é dada por:

[Equação 43]

onde: tpr = assimetria da temperatura radiante, em Kelvins.

Este parâmetro não é medido diretamente pelo radiômetro, devendo ser calculado. A equação do fluxo líquido pode assim ser escrita:

( ) [Equação 44]

onde: Tn = temperatura absoluta do radiômetro de fluxo líquido, o qual é facilmente medido para a maioria dos radiômetros. A assimetria da temperatura radiante pode assim ser escrita:

[Equação 45] A expressão abaixo fornece a radiação apenas em um lado do radiômetro, quando

apenas é medida em um lado:

[Equação 46]

Isolando-se desta expressão a temperatura radiante plana e para =0,95, obtém:

√

[Equação 47]

Para se determinar a temperatura radiante de assimetria deve-se também medir

na direção oposta, a fim de se calcular Tpr2.

1.4.9.4 Método para cálculo da temperatura radiante de assimetria:

A temperatura radiante de assimetria pode ser calculada conhecendo-se:

A temperatura superficial das superfícies ao redor; O fator de forma entre a pessoa e as superfícies ao redor, em função da geometria

das superfícies, suas dimensões e a posição relativa da superfície em relação à pessoa.

Como a maioria dos materiais de construção apresentam uma alta emissividade, podem-se desconsiderar os efeitos da reflexão, sendo as superfícies consideradas como negras.


54

A temperatura radiante plana é assim calculada:

[Equação 48]

onde: Tpr = temperatura radiante plana, em Kelvins; TN = temperatura superficial da superfície N, em Kelvins; Fp-N = fator de forma entre o pequeno elemento plano e a superfície. Os fatores de forma (Fp-N) podem ser estimados de acordo com os ábacos das

Figura 1.25 e Erro! Fonte de referência não encontrada., ou Figura 1.31 e Figura 1.32, para casos de superfícies retangulares. Se as diferenças entre as temperaturas superficiais forem pequenas, a temperatura radiante plana pode assim ser simplificada:

[Equação 49] Pode-se então dizer que a temperatura radiante plana é o valor médio das

temperaturas superficiais das superfícies ao redor, cujos coeficientes de ponderação são os fatores de forma. A [Equação 42] sempre fornece uma temperatura radiante plana levemente inferior à fornecida pela [Equação 44], porém na maioria dos casos essa diferença é pequena.

Figura 1.25 - Fórmula analítica para o cálculo do fator de forma no caso de um pequeno elemento plano perpendicular a uma superfície retangular


55

Figura 1.26 - Fórmula analítica para o cálculo do fator de forma no caso de um pequeno elemento plano paralelo a uma superfície retangular

Figura 1.27 - Ábaco para o cálculo do fator de forma no caso de um pequeno elemento plano perpendicular a uma superfície retangular.

Figura 1.28 - Ábaco para o cálculo do fator de forma no caso de um pequeno elemento plano paralelo a uma superfície retangular.


56

1.4.10 Anexo D: Medição da umidade absoluta e relativa do ar


A umidade absoluta do ar é sempre considerada para o entendimento da troca de calor por evaporação por uma pessoa. Uma alta umidade do ar reduz a evaporação do suor e conduz ao estresse térmico. Os dois tipos de instrumentos que aqui serão tratados e descritos seus princípios e cuidados na utilização são:

Psicrômetro Higrômetro de lítio clorídro.

1.4.10.2 Características termo higrométricas do ar úmido

O ar úmido é uma mistura de vários gases que podem ser divididos em 2 grupos:

Os gases que estão contidos no ar seco (oxigênio, nitrogênio, etc.); O vapor de água.

A certa temperatura, o ar não pode conter mais do que certa quantidade de vapor

de água. Além desse limite, o vapor de água condensa. Com o aumento da temperatura, a quantidade máxima possível de vapor de água aumenta.

a) Umidade absoluta Umidade absoluta é o valor real da quantidade de vapor de água contida em um

ambiente. Geralmente é caracterizada por 2 parâmetros:

Razão de umidade Pressão Parcial do Vapor de Água.

A.1) Razão de Umidade

A razão de umidade é a razão da massa de vapor de água numa amostra de ar, pela massa de ar seco na mesma amostra:

[Equação 50]

onde: Wa = razão de umidade Mv = massa do vapor de água Ma = massa do ar seco A.2) Pressão parcial Pressão parcial do vapor de água do ar úmido (pa) é a pressão que o vapor de

água poderia exercer se sozinho ocupasse o volume do ar úmido, à mesma temperatura. Esses dois parâmetros são relacionados entre si:

[Equação 51]


57

onde: Wa = razão de umidade pa = pressão parcial do vapor de água p = pressão atmosférica total.

Para o ponto de saturação, estes dois parâmetros são conhecidos como razão de umidade de saturação (Was) e pressão de saturação ou pressão de vapor saturado (pas). A pressão de vapor saturado (pas) é tabelada em função da temperatura absoluta T, da mistura de ar úmido.

b) Umidade relativa

A umidade relativa é o montante de vapor de água do ar, em relação com o máximo montante de vapor de água que o ar pode conter a uma dada temperatura. A umidade relativa, (e) é a razão entre a pressão do vapor de água (pa) do ar úmido, e a pressão de vapor saturado (pas) para uma mesma temperatura e mesma pressão atmosférica total.

[Equação 52]

Como a umidade relativa é geralmente expressa em porcentagem, escreve-se:

[Equação 53]

Para se analisar as trocas de calor por evaporação entre o homem e o ambiente, a umidade absoluta é que deve ser levada em consideração.

c) Determinação direta das características termo-higrométricas do ar úmido,

utilizando a carta psicrométrica As principais características do ar úmido estão agrupadas em uma carta conhecida como carta psicrométrica (Erro! Fonte de referência não encontrada.). As coordenadas dessa carta são: No eixo x, a temperatura do ar (bulbo seco), em graus Celsius, No eixo y, lado direito, a razão de umidade (Wa), No eixo y, lado esquerdo, a pressão parcial de vapor de água (pa), expressa ou em milímetros de mercúrio ou kPa.

Uma amostra de ar úmido é representada na carta por um ponto. Nota-se, contudo, que a uma dada temperatura do ar, a umidade absoluta não pode exceder uma quantidade máxima a qual corresponde a uma umidade relativa de 100%. As características termo higrométricas fornecidas pela carta psicrométrica referem-se a uma pressão atmosférica total de 100 kPa, ou 750 mm Hg. Medições de umidade executadas com outras pressões atmosféricas necessitam a utilização de cartas elaboradas para essas pressões.


58

Figura 1.29 - Carta psicrométrica


59

Tabela 1.18 - Equações de conversão de umidade

1.4.10.3 Medição da umidade relativa utilizando-se o psicrômetro

a) Princípios de medição:

Um psicrômetro consiste em dois termômetros e um dispositivo para garantir uma mínima velocidade de ar (Figura 1.30). Os termômetros podem possuir qualquer tipo de sensor de temperatura (termômetro de mercúrio, termopar, resistor). O primeiro é um termômetro comum, que indica a temperatura do ar (ta). Essa temperatura será chamada de temperatura de bulbo seco, ao contrário da leitura do outro termômetro, que será a temperatura de bulbo úmido.


60

O outro consiste de um termômetro envolto por uma mecha de algodão molhada. O final do pavio (mecha) deve estar mergulhado em um recipiente com água destilada. Por capilaridade a água atinge o bulbo do termômetro e então evapora a uma taxa dependente da umidade do ar. Essa evaporação gera um grande resfriamento do bulbo do termômetro com relação ao ar seco e essa temperatura fornecida pelo sensor é chamada de temperatura de bulbo úmido (tbu). As temperaturas observadas (seca e úmida) são utilizadas para a determinação da umidade absoluta do ar.

Figura 1.30 - Princípio de operação de um psicrômetro.

b) Determinação direta da umidade absoluta do ar, utilizando-se uma carta psicrométrica

A umidade absoluta do ar, expressa em termos de pressão parcial do vapor de água está relacionada com a temperatura de bulbo úmido segundo a seguinte expressão:

( )

[Equação 54]

onde:

pa = pressão parcial do vapor de água no ar, com mesmas unidades que pasw e p. pasw = pressão do vapor saturado, determinado para a temperatura igual a tbu p = pressão atmosférica total, em milímetros de mercúrio ou kilopascals A = coeficiente psicrométrico, em ºC-1 ta = temperatura do ar (bulbo seco), em ºC tbu = temperatura do bulbo úmido, em ºC

A expressão pode também ser escrita:

[Equação 55]

Ou


61

( ) [Equação 56]

Assim, em uma carta psicrométrica presume-se que o coeficiente psicrométrico

(A) seja mais ou menos constante e as temperaturas de bulbo úmido são linhas inclinadas paralelas de coeficiente angular (-A.p) A intersecção entre a linha inclinada da temperatura de bulbo úmido (tbu) com as linhas verticais da temperatura do ar (ta) fornece um ponto representativo da umidade do ar considerado. A razão de umidade (Wa) e a pressão parcial do vapor de água (pa) são lidos diretamente dos eixos y.

c) Precauções na utilização O termômetro de bulbo úmido deveria ser ventilado a uma suficiente velocidade do ar de no mínimo 4 a 5 m/s. Os termômetros de bulbo seco e de bulbo úmido deveriam ser protegidos contra a radiação por intermédio de uma barreira antirradiante. A mecha ou pavio em torno do termômetro de bulbo úmido deve se prolongar além da parte sensível do sensor, a fim de se evitarem erros devido à condução térmica no termômetro.

Tabela 1.19 - Diâmetros e comprimentos de mecha de tipos de termômetros de bulbo úmido

Tipo do termômetro Diâmetro Comprimento da mecha termômetro mercúrio -- 20 mm Termopar 1,20 mm

0,45 mm 0,12 mm

60 mm 30 mm 10 mm

A água que umedece a mecha deve ser destilada, uma vez que o vapor de pressão

de água no caso de solução salina é menor que em água pura. A mecha do termômetro de bulbo úmido deve ser de tal tipo que permita que a água se desloque facilmente por capilaridade, particularmente quando a umidade absoluta do ar é baixa.

É necessário se medir a pressão atmosférica quando se apresentarem desvios perceptíveis a 100 kPa (1 ou 2%) [100 kPa = 1 bar].

1.4.10.4 Tipos de higrômetros

Higrômetros de ponto de orvalho. (Espelho resfriado); Higrômetros de variação de condutividade elétrica; Higrômetro de lítio cloridro (medição de umidade absoluta); Higrômetro de lítio cloridro (medição de umidade relativa); Higrômetro de adsorção (tipo fio de cabelo); Psicrômetro.

1.4.11 Anexo E: Medição da velocidade do ar


A velocidade do ar é um parâmetro que deve ser levado em consideração quando se analisam as trocas de calor por convecção e evaporação na posição da pessoa. É um parâmetro que apresenta dificuldades na medição e determinação devido às constantes flutuações em intensidade e direção no tempo e no espaço.


62

Em vários campos de aplicação, um ou mais componentes da velocidade do ar instantâneos são necessários, enquanto nas equações de transferência de calor entre o homem e o ambiente, somente se consideram os valores médios da velocidade do ar, isto é, intensidades médias, quaisquer que sejam as direções. Deve-se notar, contudo, que em estudos de conforto térmico, as flutuações da velocidade do ar têm um efeito na sensação subjetiva da corrente de ar.

Características dos instrumentos de medição a serem consideradas:

A sensitividade do sensor com relação à direção do fluxo, A sensitividade do sensor com relação às flutuações na intensidade, A possibilidade de se obter um valor médio da velocidade, durante certo período

de integração.

1.4.11.2 Acuracidade das precisões da velocidade

Os seguintes fatores devem ser levados em consideração para medições de velocidade acuradas:

A calibração do instrumento; O tempo de resposta de sensor; O período de medição.

Medições acuradas de velocidades médias dependem da calibração do

instrumento. A acuracidade das medições de desvios padrões, ou seja, da intensidade da turbulência, dependem do tempo de resposta do sensor.

Fluxos de ar com alta turbulência e baixa frequência das flutuações das velocidades necessitam períodos de medição maiores que os fluxos com baixa intensidade de turbulência e alta frequência das flutuações das velocidades.

1.4.11.3 Tipos de anemômetros

De maneira geral, a velocidade do ar pode ser determinada: 1) Ou pela utilização de um instrumento omnidirecional, que é sensível à

magnitude da velocidade, independente de sua direção (esfera aquecida); 2) Ou se utilizando 3 sensores direcionais, que permitem que os

componentes da velocidade do ar sejam medidos em 3 eixos perpendiculares. A velocidade do ar pode então ser determinada:

√

[Equação 57]

Nos casos em que o fluxo de ar é unidirecional é possível o uso de um sensor que

seja sensível a só esta direção. A principal direção do fluxo de ar pode ser descoberta através de testes de fumaça. Os principais anemômetros utilizados em medições ambientais são:

Anemômetros de copos ou pás (unidirecional); Anemômetros de fios quentes (unidirecional); Anemômetro de esfera aquecida, anemômetro termistor (omnidirecional) Anemômetro ultrasônico (omnidirecional);


63

Anemômetro a laser (omnidirecional).

1.4.11.4 Descrição e princípios de operação do anemômetro de esfera aquecida

Como todos os sensores para medição de velocidade do ar, o anemômetro de esfera aquecida é baseado na medição da transferência de calor entre um sólido aquecido e o ar ambiente, o que depende das características aerodinâmicas do ar. A calibração do instrumento antes do uso permite que esta transferência de calor seja convertida em velocidade do ar.

O anemômetro consiste de uma esfera aquecida a uma temperatura muito superior à do ar ambiente. O elemento aquecido perde calor para o ambiente principalmente por convecção. O balanço térmico do elemento é assim expresso:

As características de aquecimento do elemento, a temperatura do elemento e do ar, permitem que a velocidade do ar seja determinada através do uso do coeficiente de trocas de calor por convecção.

Todos os anemômetros de elementos aquecidos devem possuir 2 sensores de temperatura, um para medir a temperatura do elemento e outro para medir a temperatura do ar ambiente.

A metodologia de utilização pode ser de 2 maneiras:

1) Se o instrumento possuir uma potência de aquecimento constante, a medição da temperatura do elemento permite determinar a velocidade do ar; 2) Se o instrumento possuir a temperatura do elemento aquecido constante, a medição da potência necessária para que ela permaneça constante permite determinar a velocidade do ar.

A principal característica do anemômetro de esfera aquecida é a de possuir uma sensitividade com relação à direção do fluxo de ar reduzido, enquanto o anemômetro de fio quente possui uma grande sensitividade com relação à direção do fluxo.

1.4.11.5 Precauções a serem tomadas no uso de anemômetros de elementos aquecidos

A principal característica do sensor de esfera aquecida é ter reduzida a sensitividade à direção do fluxo, exceto para um pequeno ângulo sólido ao redor do suporte do sensor (Figura 1.31). O anemômetro de fio quente tem uma alta sensitividade à direção do fluxo de ar (Figura 1.32).


64

Figura 1.31 - Efeito da direção do fluxo do ar em um anemômetro de bulbo quente

Figura 1.32 - Efeito da direção do fluxo de ar em um anemômetro de fio quente

1.4.12 Anexo F: Medição da temperatura superficial


A temperatura superficial é utilizada para avaliar as trocas radiativas entre o corpo humano por meio da temperatura radiante média ou da temperatura radiante plana. É também utilizada para avaliar o efeito do contato direto entre o corpo e uma superfície dada. Os instrumentos para a medição da temperatura superficial são:

Termômetros de contato (resistores, termopares); Sensores infravermelhos.

1.4.12.2 Termômetros de contato

Consiste em um sensor de temperatura que esteja em contato com a superfície que se deseja avaliar. É importante que a troca de calor entre o sensor e a superfície seja significativamente superior à troca de calor entre o sensor e o ambiente, e para tal é


65

desejável que seja grande a área de contato entre o sensor e a superfície e se isole o sensor com relação ao ambiente.

O contato do sensor com a superfície alterará as trocas de calor entre a superfície e o ambiente, e isso levará a falsos resultados de medição especialmente em superfícies com baixa condutividade térmica.

1.4.12.3 Radiômetros infravermelhos

Também chamados de sensores remotos de temperatura, permitem uma medição sem o contato com a superfície. Uma medição acurada da temperatura superficial requer conhecimento da emissão de ondas longas do objeto e o campo radiativo ao redor do objeto. Uma temperatura de referência é necessária para fazer medições de temperaturas superficiais absolutas. A resolução da temperatura dos radiômetros diminui com o decréscimo da temperatura do objeto.

1.5 ASHRAE STANDARD 55/2013

A ASHRAE Standard 55 é uma norma americana (American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers) que especifica as condições ambientais térmicas aceitáveis em espaços internos, e se diferencia da ISO 7730 (2005) nos métodos de avaliação de conforto térmico e limites por eles estipulados. Sua última versão foi publicada em 2013, onde são apresentados três métodos diferentes para a avaliação:

Método gráfico: aplicável em espaços que atendam ao escopo da norma, onde os

ocupantes apresentam atividade metabólica entre 1,0 e 1,3 met, isolamento da roupa entre 0,5 e 1,0 clo, e a velocidade média do ar não ultrapasse 0,20 m/s. Para ambientes com velocidade do ar superiores à este limite, a norma apresenta outro gráfico com uma correção nos valores de temperatura operativa interna;

Método Analítico: aplicável em espaços que atendam ao escopo da norma, onde

os ocupantes apresentam atividade metabólica entre 1,0 e 2,0 met e a velocidade média do ar não ultrapasse 0,20 m/s. Neste método são fornecidas as diretrizes e método para cálculo dos índices PMV e PPD.

Método para avaliação em ambientes ventilados naturalmente e controlados pelo

usuário: aplicável em espaços onde não existe condicionamento mecânico, e nem sistema de aquecimento artificial. Neste método, a atividade metabólica dos ocupantes se restringe ao intervalo entre 1,0 e 1,3 met, e os ocupantes devem ser livres para adaptar a sua vestimenta em um intervalo que varia entre 0,5 e 1,0 clo. Neste método, a temperatura média prevalecente do ar externos deve estar entre 10°C e 33,5°C, sendo que o limite superior da zona de conforto térmico pode ser alterado conforme a velocidade do ar.

A norma conta com treze apêndices: apêndice normativo A (método para

determinação da temperatura operativa), apêndice normativo B (programa computacional para o cálculo do PMV e PPD), apêndice informativo C (condições que proporcionam conforto térmico) apêndice informativo D (programa computacional para o cálculo do PMV/PPD), apêndice informativo E (isolamento da vestimenta), apêndice informatio F (métodos analítico e gráfico para determinação da zona de conforto


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térmico), apêndice informativo G (procedimentos para avaliação do efeito de resfriamente causado pelas altas velocidades do ar a partir do índice SET), apêndice informativo H (desconforto local e variações no tempo), apêndice informativo I (espaços ventilados naturalmente controlados pelos usuários), apêndice informativo J (espaços ventilados naturalmente controlados pelos ocupantes), apêndice informativo K (medições, experimentos de campo e avaliação de conforto térmico em edificações existentes), apêndice informativo L (bibliografia e referencias informativas) e apêndice informativo M (descrição das addendas).

1.6 NORMAS DE CONFORTO TÉRMICO NO BRASIL

No Brasil, não existem normas específicas para a avaliação de conforto térmico. As normas que envolvem alguns parâmetros de conforto térmico para espaços internos se restringem à versão de 1990 da Norma Regulamentadora NR17 – Ergonomia (NR 17, 1990), e a parte dois da NBR 16401 – Instalações de ar-condicionado – sistemas centrais e unitários, revisada em 2006 e publicada pela última vez em 2008 (ABNT, 2008). Ambas as normas não incluem nenhuma menção ao modelo adaptativo, e limitam as condições de conforto térmico para ambientes comerciais que operam em uma faixa muito restrita de temperatura e velocidade do ar.

A Norma Regulamentadora NR 17 (NR 17, 1990) foi elaborada pelo Ministério do Trabalho com a finalidade de promover segurança e saúde do trabalho na empresa, apresentando as condições de conforto térmico em espaços internos a partir da definição de limites de temperatura efetiva e de velocidade do ar resumidos em três subitens: a) a temperatura efetiva do espaço deve estar entre 20°C e 23°C (vinte e três graus Celsius); b) a velocidade do ar não deve ser superior a 0,75m/s, e c) a umidade relativa do ar não deve ser inferior a 40 (quarenta) por cento.

A NBR 16401 (2008) é uma revisão que cancelou e substituiu a antiga NBR 6401

de 1980, focada no projeto de instalações de ar condicionado (parte 1), nos parâmetros de conforto térmico em ambientes condicionados (parte 2) e na qualidade do ar interior (parte 3). Apesar de ser uma norma bem mais detalhada no que diz respeito aos parâmetros de conforto térmico em espaços internos, os limites de temperatura e velocidade do ar ainda são restritos, e por esse motivo, adequados apenas para ambientes climatizados e com rígido controle de velocidade e umidade relativa do ar. A norma se baseia fundamentalmente no ASHRAE Handbook Fundamentals de 2005 (ASHRAE, 2005) e define temperaturas operativas internas que variam de 22,5°C a 25,5°C com umidade relativa de 65%, e 23,0°C a 26,0°C para umidade relativa de 35% e vestimenta de 0,5 clo (equivalente ao período mais quente do ano). Os limites de velocidade do ar são conservadores, e podem não representar adequadamente a realidade de novos espaços condicionados que possuem novas tecnologias de condicionamento artificial e circulação de ar. Assim, para esta norma, e durante os períodos mais quentes do ano (0,5 clo), a velocidade do ar não deve ultrapassar 0,20 m/s quando o sistema de distribuição de ar é convencional (grau de turbulência de 30 a 50%), e 0,25 m/s para distribuição de ar por sistema de fluxo de deslocamento (grau de turbulência inferior a 10%). Durante os períodos mais frios (1,0 clo), estes mesmos limites podem ser delineados da seguinte forma: a temperatura operativa e a umidade relativa devem estar dentro da zona delimitada por 21,0°C e 23,5°C para 60% e, 21,5°C e 24,0°C para 30% de umidade. A velocidade do ar neste caso não deve ultrapassar 0,15


67

m/s para distribuição de ar convencional, e 0,20 m/s para distribuição de ar por sistema de fluxo de deslocamento.

É importante ressaltar que, mesmo que os limites atuais de conforto térmico

propostos pelas versões brasileiras de normas regulamentadoras ainda apresentem curtos intervalos de temperatura e velocidade do ar para espaços comerciais condicionados artificialmente, Lamberts et al. (2013) elaboraram uma proposta para uma nova norma de conforto térmico brasileira elaborada a partir do texto proposto pela ASHRAE 55 na revisão de 2010 (ver anexo desta apostila). Este documento já foi editado e incorporado à parte 2 da NBR 16401 (ABNT, 2008), e atualmente aguarda a abertura para consulta pública e posterior publicação. Nesta nova versão, além do método que segue a fundamentação teórica de Fanger (1970) e do ASHRAE Handbook Fundamentals (2005), foram incorporados o novo método proposto pela ASHRAE 55 (2013) para ambientes condicionados e com valores mais altos de velocidade do ar, além do método adaptativo para avaliação em espaços ventilados naturalmente.

ARQ 1303 l ECV 4200 Stress Térmico

68

2 ESTRESSE (STRESS) TÉRMICO.

2.1 INTRODUÇÃO

O “stress” é uma expressão derivada da língua inglesa, que tem por definição: “A ação inespecífica dos agentes e influências nocivas (frio ou calor excessivos, infecção, intoxicação, emoções violentas tais como inveja, ódio, medo etc.), que causam reações típicas do organismo, tais como síndrome de alerta e síndrome de adaptação”. - Dicionário Brasileiro da Língua Portuguesa, Encyclopaedia Britannica do Brasil, 1975. O stress térmico pode ser considerado como o estado psicofisiológico a que está submetida uma pessoa, quando exposta a situações ambientais extremas de frio ou calor. O ser humano no desempenho de suas atividades, quando submetido a condições de stress térmico, tem entre outros sintomas, a debilitação do estado geral de saúde, alterações das reações psicossensoriais e a queda da capacidade de produção. Em vista disso, é fundamental o conhecimento a respeito das condições ambientais que possam levar a esse estado, bem como se observar o tipo de trabalho e o tempo de exposição do homem a tal situação. Os estudos atuais acerca do stress térmico, bem como os mecanismos de sua determinação e ações preventivas e corretivas, encontram-se subdivididos em 2 grandes grupos de acordo com o tipo de ambiente que se está analisando, divididos em: Ambientes Quentes - Stress por calor; e Ambientes Frios - Stress por frio.

2.2 AMBIENTES QUENTES

Esses ambientes são caracterizados por condições ambientais que levam a ocorrência de stress por calor. Vários estudos e pesquisas têm sido feitas para estudar essas condições, bem como para fixar um índice aceitável que caracterize esses ambientes de trabalho ou essas situações particulares. Os principais índices existentes para essa caracterização conforme Auliciems e Szokolay (1997) são:

a) Relação de aceitação térmica (TAR) - Plummer, 1945; b) Taxa de suor estimada para 4 horas (P4SR) - McArdle, 1947; c) Índice de stress por calor (HSI) - Belding e Hatch, 1955; d) Índice de bulbo úmido e temperatura de globo (WBGT) - Yaglou e Minard, 1957; e) Índice de tensão térmica (TSI) - Lee, 1958; f) Índice relativo de tensão (RSI) - Lee e Henschel, 1963; g) Índice de stress térmico ou taxa requerida de suor (ITS) - Givoni, 1963.

Devido à consistência e maior ou menor aceitação dos índices citados, 2 merecem estudos mais aprofundados, pois são referências normativas para a avaliação e determinação de stress térmico. São eles: “Índice de bulbo úmido e temperatura de globo (WBGT ou IBUTG em português)” e o “Índice de stress térmico” atualmente mais conhecido como “taxa requerida de suor (SWreq)”. Além desses índices, o estado de stress ou de tensão térmica também pode ser determinado por medições fisiológicas do corpo humano.


69

2.3 AMBIENTES FRIOS

Assim como visto no item anterior para o caso de ambientes quentes, os ambientes considerados frios são aqueles caracterizados por condições ambientais que levam à condição de stress por frio. Embora em número bem mais reduzido que no caso de ambientes quentes, esses ambientes e seus efeitos sobre o homem também se encontram estudados, sendo que o principal índice para determinar a situação de stress térmico por frio é conhecido por “índice de isolamento requerido de vestimentas (IREQ)”, desenvolvido por Holmer em 1984.

2.4 NORMAS DE REFERÊNCIA

Tanto os ambientes quentes, como os frios, que causem danos à saúde do trabalhador, foram objeto de estudos e pesquisas com o intuito de se padronizar a obtenção dos índices de estresse térmico bem como os procedimentos necessários a se adotar durante a verificação de tal situação. A normatização existente engloba ambos os ambientes, sendo que as 5 Normas mais conhecidas e utilizadas são as seguintes:

ISO 7243/1989 - Ambientes quentes - Estimativa do stress por calor em trabalhadores, baseado no índice IBUTG (Índice de bulbo úmido e temperatura de globo): Fornece um método que pode ser facilmente utilizado em ambientes industriais, utilizando-se o índice IBUTG, e permite um rápido diagnóstico. Aplica-se para a avaliação do efeito médio do calor sobre o homem durante um período representativo de sua atividade, mas não se aplica para a avaliação do stress verificado durante períodos muito curtos, nem para a avaliação de stress por calor próximo das zonas de conforto térmico.

NR -15 - ANEXO 3 - MT/1978 - Limites de tolerância para exposição ao calor. Esta Norma regulamentadora do Ministério do Trabalho do Brasil fixa os limites máximos de tempo a que um trabalhador pode ficar exposto, a uma condição de stress por calor, no desempenho de sua atividade, utilizando também o índice IBUTG. Relaciona a atividade desempenhada no posto de trabalho com os ciclos de trabalho/descanso em função dos valores máximos de referência do IBUTG tabelados.

Versão Antiga:

ISO 7933/1989 - Ambientes quentes - Determinação analítica e interpretação do stress térmico, utilizando o cálculo da taxa requerida de suor. Esta Norma Internacional especifica um método de avaliação e interpretação do stress térmico a que está sujeita uma pessoa em um ambiente quente através do índice da taxa requerida de suor (SWreq). Descreve um método para o cálculo do balanço térmico, bem como para o cálculo da taxa de suor requerida pelo corpo para manter esse balanço em equilíbrio. Versão Atual: Título original: ISO 7933/2004 – Analytical Determination and interpretation of heat stress using calculation of the predicted heat strain.


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Versão Antiga: ISO 9886/1992 - Avaliação da tensão térmica, através de medições fisiológicas. Esta Norma Internacional descreve os métodos para medição e interpretação de dados fisiológicos de pessoas sujeitas a ambientes termicamente desfavoráveis. Os parâmetros fisiológicos a serem medidos e interpretados em conformidade com os preceitos dessa norma são: temperatura interna do corpo, temperatura da pele, taxa cardíaca e perda de massa corporal. A Norma fornece também os limites aceitáveis das respectivas variáveis tanto em ambientes quentes, como nos frios. Versão Atual: Título original: ISO 9886/2004 – Evaluation of thermal strain by physiological measurements.

Versão Antiga: ISO/TR 11079/1993 - Avaliação de ambientes frios - Determinação do isolamento requerido das vestimentas (IREQ). Propõe métodos e estratégias para se verificar o stress térmico associado à permanência em ambientes frios através da utilização do índice IREQ. Os métodos aplicam-se a casos de exposição contínua, intermitente ou ocasional em ambientes de trabalho tanto externos como internos. Versão Atual: Título original:

ISO/TR 11079/2007 – Determination and interpretation of cold stress when using required clothing insulation (IREQ) and local cooling effects. Devido aos objetivos dos estudos aqui tratados, não será entrado em maiores detalhes na avaliação de tensão térmica através de medições fisiológicas. Também não será tratada a determinação do stress térmico utilizando a taxa requerida de suor. Os preceitos das demais Normas citadas serão melhores detalhados nos capítulos a seguir.

2.5 ISO 7243/1989 - AMBIENTES QUENTES - ESTIMATIVA DO STRESS POR CALOR SOBRE O TRABALHADOR, BASEADO NO IBUTG - (BULBO ÚMIDO E TEMPERATURA DE GLOBO)

Este método se aplica para a avaliação do efeito médio do calor sobre o homem durante um período representativo de sua atividade, porém não se aplica para a avaliação do stress por calor ocorrido durante períodos muito curtos, nem na avaliação próximo à zona de conforto.

2.5.1 Princípios gerais

O stress por calor é dependente da produção interna de calor do corpo pela atividade física e das características ambientais do local do trabalho que permitam a troca de calor entre o corpo e a atmosfera. Dessa maneira, o stress térmico depende: a) Carga térmica interna do organismo; b) Características ambientais. A carga térmica interna do organismo é o resultado da produção da energia metabólica causada pela atividade. As características ambientais são as referentes à temperatura do ar, temperatura radiante média, velocidade do ar e umidade absoluta do ar. A influência dessas características ambientais básicas pode ser estimada através de medições de parâmetros ambientais derivados, os quais são considerados funções das características físicas do ambiente considerado.


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O índice IBUTG é determinado pelo conhecimento de dois parâmetros ambientais derivados, a temperatura do bulbo úmido ventilado naturalmente (tbn) e a temperatura de globo (tg). Em algumas avaliações onde se tenha a presença da radiação solar é necessário também o conhecimento da temperatura do ar (tbs ou ta). O IBUTG pode então ser calculado, de acordo com as seguintes expressões:

1) Ambientes internos ou externos sem radiação direta do sol:

[Equação 58]

2) Ambientes externos com radiação solar direta:

[Equação 59]

Os cálculos dos valores médios levam em conta as variações espaciais e temporais dos parâmetros considerados. Os dados coletados e calculados são então comparados com valores de referência existentes e quando necessário, caso os valores encontrados estejam fora dos limites recomendados, deve-se:

a) Reduzir diretamente o índice no local do trabalho através de métodos apropriados; b) Executar análises mais detalhadas de stress térmico utilizando outros métodos, que embora sejam mais elaborados, são mais complexos e de difícil aplicação na prática.

Os valores de referência citados correspondem aos níveis de exposição através dos quais, em determinadas condições especificadas e tabeladas, qualquer pessoa possa ficar exposta sem qualquer prejuízo à sua saúde, excluindo-se os casos onde se verifiquem a ocorrência de condições patológicas pré-existentes. Esses níveis ou valores de referência devem, contudo, respeitar outros limites que possam ser fixados por outras importantes razões, como alterações as psicossensoriais, que podem causar acidentes de trabalho.

2.5.2 Medições das características ambientais

As características ambientais, bem como as características dos instrumentos de medição utilizados para tal, devem seguir os preceitos da ISO/DIS 7726/96.

2.5.2.1 Medições dos parâmetros derivados (tbn e tg)

A temperatura de bulbo úmido com ventilação natural (tbn) é a temperatura fornecida por um sensor de temperatura coberto por um pavio molhado e ventilado naturalmente. É, portanto, diferente da temperatura termodinâmica ou de bulbo úmido (tbu) determinada com psicrômetro, utilizada para a obtenção da umidade relativa do ar. A temperatura de globo (tg) é a temperatura indicada por um sensor de temperatura localizada no centro de um globo. As características do sensor de temperatura de bulbo úmido ventilado naturalmente são:


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1) Formato cilíndrico da parte sensível do sensor; 2) Diâmetro externo da parte sensível do sensor: 6 mm 1 mm; 3) Comprimento do sensor: 30 mm 5 mm; 4) Faixa de medição: 5°C a 40°C; 5) Precisão de medição: 0,5°C; 6) Toda a parte sensível do sensor deve ser coberto com um pavio branco, ou por material altamente absorvente de água (algodão por exemplo); 7) O suporte do sensor deve ter 6 mm, e 20 mm de seu comprimento deve estar coberto pelo pavio, para reduzir o efeito da condução de calor do suporte ao sensor; 8) O pavio deve ser colocado no sensor como uma manga e fixado sobre ele com precisão; 9) O pavio deve estar limpo, sem detritos; 10) A parte inferior do pavio deve estar imerso em um reservatório com água destilada. O comprimento livre do pavio no ar deve ser de 20 mm a 30 mm. 11) O reservatório de água deve ser tal que não permita um aquecimento da água por radiação do ambiente.

As características do sensor de temperatura de globo são:

1) Diâmetro do globo: 150 mm; 2) Emissividade média do globo: 0,95 (globo pintado de preto); 3) Espessura do material do globo: O mais fino possível; 4) Faixa de medição: 20°C a 120°C; 5) Precisão de medição: Para a faixa de 20 a 50°C: 0,5°C. De 50 a 120°C: 1°C Observação: Outros dispositivos de medição que após calibração nas faixas especificadas forneçam resultados com a mesma precisão poderão ser utilizados.

2.5.2.2 Medição do parâmetro básico (ta)

O sensor de temperatura do ar deve possuir um dispositivo de proteção contra a radiação que não impeça a circulação do ar a seu redor. A faixa de medição da temperatura do ar deve ser de 10°C a 60°C e sua precisão deve ser de 1°C.

2.5.3 Medição ou estimativa da taxa metabólica

Como a quantidade de calor produzida pelo organismo é um dos elementos de avaliação de stress térmico, é essencial sua determinação. A energia metabólica, ou seja, a quantidade de energia consumida pelo corpo para o desempenho das atividades é uma boa estimativa para a maioria das situações de trabalho. A taxa metabólica, de acordo com a ISO 8996/90, pode assim ser determinada:

1) Pelo consumo de oxigênio do trabalhador; 2) Pela estimativa da taxa através de tabelas de referência, em função da atividade. Para a avaliação de stress térmico pelo índice IBUTG, a utilização das tabelas padronizadas é suficiente. Na ausência de tabelas de referência mais precisas, a classificação das atividades podem ser feitas em 5 classes principais, que são: descanso,


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baixa taxa metabólica, moderada taxa metabólica, alta taxa metabólica e taxa metabólica muito alta. A Tabela 2.1 apresenta essa classificação, e os valores apresentados são referentes a execução de atividades contínuas.

2.5.4 Especificações das medições

2.5.4.1 Medições em ambientes heterogêneos

Em casos de ambientes heterogêneos, medições classe S, conforme ISO 7726/96, (ver item 1.4 desta apostila), propícios a ocorrência de stress térmico, onde não exista a constância de valores dos parâmetros no espaço ao redor da pessoa, o índice IBUTG deve ser determinado em 3 posições diferentes, representando a altura da cabeça, abdômen e tornozelos da pessoa com relação ao nível do piso. Assim sendo, as medições devem ser efetuadas e o IBUTG deve ser determinado:

1) Para pessoas em pé: a 0,1 m do piso, a 1,1 m do piso e a 1,7 m do piso. 2) Para pessoas sentadas: a 0,1 m do piso, a 0,6 m do piso e a 1,1 m do piso.

O IBUTG médio é então calculado pela seguinte expressão ponderada:

( )

[Equação 60]

Em casos de pequena heterogeneidade ( 5%), pode ser feita apenas 1 medição, ao nível do abdome da pessoa e levando-se em consideração se ela se encontra sentada ou em de pé. Em ambientes onde a heterogeneidade é superior a 5% pode ser executada apenas 1 medição no nível onde o stress por calor seja mais acentuado. Esse procedimento leva a uma superestimação do estado de stress, sendo que esse fato deve ser apontado no relatório final de avaliação.


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Tabela 2.1 - Classificação dos níveis de taxa metabólica. (Tabela 1 da ISO 7243/89)

Faixas de taxas metabólicas, M

Classe

Relativos à unidade de área da pele (W/m2)

Relativo à uma área da pele de 1,8m2 (W)

Valores a serem utilizados para taxa metabólica media

W/m2 W

Exemplos

0 Descanso

M65

M117

65

117

Descanso ou repouso

1

Baixa taxa metabólica

65<M130

117<M234

100

180

Sentado: leve atividade manual, trabalho com mãos e braços, trabalho com braços e pernas. De pé: Em bancadas leve, caminhando levemente 3,5km/h

2

Moderada taxa metabólica

130<M200

234<M360

165

297

De pé, moderado trabalho de mão e braços, braços e pernas, caminhar de 3,5 a 5,5 km/h

3

Alta taxa metabólica

200<M260

360<M468

230

414

Trabalho intenso de braços e tronco, caminhar de 5,5 a 7 km/h, puxar e empurrar cargas

4 Muito alta taxa metabólica

M>260

M>468

290

522

Atividade muito intensa. Correr e caminhar a mais de 7 km/h

2.5.4.2 No caso de variações temporais das variáveis

Em casos onde as variáveis de influência no stress variem temporalmente é necessário se executar várias medições no período de 1 hora, levando-se em consideração as variações dos valores e suas respectivas durações, sendo então determinado um valor médio para o parâmetro através da seguinte expressão de ponderação:

[Equação 61]


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onde: p1,p2,pn = parâmetro que se esteja medindo, podendo ser: tbn, tg, M ou IBUTG; t1,t2,tn = período de ocorrência do valor do parâmetro, sendo: t1+t2+...+tn = 1.

O número de medições dentro do intervalo de 1 hora é função da velocidade de variação do valor dos parâmetros, bem como das características de resposta do sensor.

2.5.4.3 Medição do valor médio da taxa metabólica

Em casos onde não houver variação da taxa metabólica o seu valor médio é retirado diretamente da Tabela 2.1. Quando houver variação da atividade no tempo deve-se executar a ponderação temporal apresentada no item 2.5.4.2 .

2.5.5 Período e duração das medições

2.5.5.1 Período das medições

Como o IBUTG representa o stress por calor que o trabalhador está sujeito na hora em que foi realizada a medição, é recomendado que esta seja realizada geralmente no período quente do verão, no meio do dia ou quando estiver em operação algum equipamento gerador de calor. Essas situações levam a resultados importantes concernentes a IBUTG máximo em períodos críticos.

2.5.5.2 Duração das medições

A duração de cada medição depende principalmente das características físicas e do tempo de resposta dos sensores utilizados (para maiores detalhes consultar ISO 7726), principalmente com relação ao sensor do termômetro de globo. Pode ser executada apenas 1 medição para a obtenção dos parâmetros, porém no caso de ocorrência de variações temporais dos mesmos, deve-se seguir o especificado no item 2.5.4.2.

2.5.6 Valores de referência

Os valores de referência para o IBUTG em função da atividade desempenhada encontram-se na Tabela 2.2. Caso esses valores sejam excedidos, deve-se:

1) Ou reduzir diretamente o stress por calor no posto de trabalho através de

métodos apropriados, como controle do ambiente, do nível de atividade, do tempo de permanência no ambiente ou utilizando-se proteção individual;

2) Ou executar outras análises mais detalhadas de stress por calor de acordo

com métodos mais sofisticados a fim de se verificar com maior confiabilidade a existência ou não da situação de stress.

Os valores constantes da Tabela 2.2 supõem um indivíduo vestido normalmente

(Icl=0,6 clo), apto para o desempenho das atividades e gozando de boa saúde. Se a vestimenta utilizada não estiver de acordo com o descrito acima, os valores de referência podem ser alterados, levando-se em conta as propriedades especiais das vestimentas e do ambiente analisado. Em geral, a utilização de vestimentas


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impermeáveis ao vapor de água requer uma diminuição dos valores de referência, enquanto a utilização de vestimentas reflexivas, de baixa emissividade, pode permitir um aumento destes. É recomendada no caso de dúvidas, a consulta a um especialista. Caso a determinação da atividade não seja possível com precisão, recomenda-se utilizar a de taxa metabólica mais alta e se necessário, utilizar a de classe 4.

Tabela 2.2 - Valores de referência, em função da atividade desempenhada. (Tabela A.1 da ISO 7243/89)

Taxa metabólica Valores de referência de IBUTG Classe de taxa metabólica

Relativa a unid área (W/m2)

Taxa total (W)

Pessoas aclimatadas ao calor (ºC)

Pessoas não aclimatadas ao calor (ºC)

0 M65 M117 33 32

1 65<M130 117<M234 30 29

2 130<M200 234<M360 28 26

3

200<M260

360<M468

Sem mov. de ar sensível 25

Com mov. de ar sensível 26

Sem mov. de ar sensível 22

Com mov. de ar sensível 23

4 M>260 M>468 23 25 18 20

A Figura 2.1 fornece alguns valores de referência estabelecidos para ciclos de

trabalho/descanso. O gráfico dessa figura foi elaborado considerando-se que o local de descanso apresenta um índice de IBUTG igual ou muito próximo do IBUTG do posto de trabalho.

Devido à capacidade de adaptação fisiológica do organismo, uma pessoa que se encontra aclimatada com as condições ambientais, apresenta menos tensões ou disfunções fisiológicas do que uma pessoa que não se encontra aclimatada. Essa aclimatação pode ser efetuada artificialmente, através de exposições controladas a câmaras climatizadas ou naturalmente, aumentando-se gradativamente a exposição do indivíduo ao posto de trabalho até que suas reações sejam similares as dos trabalhadores aclimatados. O aumento de duração do trabalho de situação de não aclimatação para aclimatação deve ser feito gradualmente, num período superior a 7 dias.


77

20

25

30

35

50 100 150 200 250 300

Atividades (W/m2)

IBU

TG

(ºC

) Trabalho contínuo

75%trabalho,25%descanso



Figura 2.2 - Curvas de valores de referência de IBUTG, para vários ciclos de trabalho/descanso. (Figura B.1 da ISO 7243/89).

2.5.7 Relatório final de avaliação

O relatório final de avaliação do stress por calor, utilizando-se o índice IBUTG, deve apresentar os seguintes dados:

1) Local onde foi efetuada a avaliação (fábrica, escola, escritório, etc);

2) Período no qual foi feita a avaliação (dia, mês, ano, horário); 3) Condições meteorológicas externas (Temperatura, Umidade Relativa, Céu, Ventos); 4) Especialista ou profissional responsável pela avaliação; 5) Resultados detalhados das medições e estimativas dos parâmetros de referência; 6) Valor médio do IBUTG encontrado e sua comparação com os valores de referência.

2.5.8 Exemplo de aplicação

Analisar a situação de stress térmico da seguinte condição industrial:

M = 2,4 met; Icl = 0,7 clo; tbs = 45,58°C; tbn = 34,60°C; tbu = 33,32°C; tg = 49,81°C; va = 0,67 m/s; pa = 101 kPa (Pressão atmosférica).

1º Passo: Atividade metabólica

M = 2,4 met, mas como 1 met = 58,20 W/m2 M = 140 W/m2

De acordo com a tabela anterior, essa atividade é classificada como moderada atividade metabólica, classe 2.

2º Passo: Cálculo do IBUTG.


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IBUTG = 0,7 tbn + 0,3 tg = 0,7. 34,60 + 0,3 . 49,81 IBUTG = 39,16 °C

3º Passo: Comparação do IBUTG calculado, com o IBUTG de referência:

De acordo com a tabela anterior, para pessoas aclimatadas com atividade metabólica de classe 2, o valor do IBUTG de referência é de 28°C, logo, o IBUTG calculado é bem superior ao valor de referência. 4º Passo: Análise da situação de trabalho. De acordo com a Figura 2.2, o IBUTG máximo para trabalho contínuo com uma atividade metabólica de 140W/m2 é de aproximadamente 29,50°C, e para regime intermitente com 25% de trabalho e 75% de descanso por hora, o IBUTG máximo é de 32,50°C (Para descanso no próprio local de trabalho). Dessa forma, não é permitido o trabalho nessas condições sem precauções especiais.

2.6 NR 15 - ANEXO 3 - LIMITES DE TOLERÂNCIA DE EXPOSIÇÃO AO CALOR

A Norma Regulamentadora NR 15 do Ministério do Trabalho do Brasil, fixa os limites aos quais os trabalhadores podem ficar expostos a ambientes quentes no desempenho de suas atividades. Assim como a ISO 7243, essa Norma também se baseia no índice do IBUTG para a avaliação da situação do stress térmico, porém difere da primeira principalmente com relação ao que se deve fazer quando os valores de referência são ultrapassados, pois nesta Norma, a maior preocupação é com relação ao tempo de exposição no desempenho das atividades e assim sendo, a Norma fixa os limites permitidos para a duração do trabalho levando-se em consideração o ciclo trabalho/descanso. A NR 15 também prevê a situação onde o descanso seja efetuado em locais diferentes daqueles onde o trabalho é efetuado, com valores de IBUTG diferentes para os locais de trabalho e descanso.

Sugere-se que para estudos e avaliações de stress térmico pelo método do índice do IBUTG onde se deseje apresentar resultados e conclusões mais completos, deve-se levar em conta os dizeres da NR 15 bem como da ISO 7243, muito embora a legislação brasileira permita estudos e laudos baseados apenas nos preceitos da NR 15. Os principais dizeres da NR 15 encontram-se transcritos abaixo:

1) A exposição ao calor deve ser avaliada através do “Índice de Bulbo Úmido - Termômetro de Globo” (IBUTG), definido pelas equações que se seguem:

Ambientes internos sem carga solar:

[Equação 62]

Ambientes externos com carga solar:

[Equação 63]


79

onde: tbn = temperatura de bulbo úmido natural; tg = temperatura de globo; tbs = temperatura de bulbo seco.

2) Os aparelhos a serem utilizados nessa avaliação são: termômetro de bulbo úmido natural (sem ventilação), termômetro de globo e termômetro de mercúrio comum. 3) As medições devem ser efetuadas no local onde permanece o trabalhador, à altura da região do corpo mais atingida.

2.6.1 Limites de tolerância para exposição ao calor em regime de trabalho intermitente com períodos de descanso no próprio local de prestação de serviço

1) Em função do índice obtido pelas equações acima, o regime de trabalho intermitente será definido conforme Tabela 2.3.

Tabela 2.3 - Valores de referência para o índice IBUTG, em função da atividade e do ciclo trabalho/descanso. (Quadro 1 da NR-15)

Regime de trabalho Tipo de atividade intermitente (por hora)

Leve Moderada Pesada

Trabalho contínuo até 30,00 até 26,7 até 25,0 45 minutos de trabalho 15 minutos descanso

30,1 a 30,6

26,8 a 28,0

25,1 a 25,9

30 minutos de trabalho 30 minutos descanso

30,7 a 31,4

28,1 a 29,4

26,0 a 27,9

15 minutos de trabalho 45 minutos descanso

31,5 a 32,2

29,5 a 31,1

28,0 a 30,0

Trabalho não permitido sem medidas de controle adotadas

acima de 32,2

acima de 31,1

acima de 30,0

2) Os períodos de descanso serão considerados tempo de serviço para todos os

efeitos legais 3) A determinação do tipo de atividade (leve, moderada ou pesada) está de acordo com o apresentado na Tabela 2.4.


80

Tabela 2.4 - Taxas de metabolismo por tipo de atividade. (Quadro 3 da NR-15)

Tipo de atividade M (kcal/h) M (W) SENTADO, EM REPOUSO. 100 117 Trabalho leve: Sentado. Movimentos moderados de braços e tronco (datilografia) Sentado. Movimento moderado de braços e pernas (dirigir) De pé. Trabalho leve em máquina, principalmente com os braços

125 150 150

146

175 175

Trabalho moderado: Sentado. Movimentos vigorosos de braços e pernas De pé. Trabalho leve em máquina, com algum movimento De pé. Trabalho moderado em máquina, com algum movimento Em movimento. Trabalho moderado de levantar ou empurrar

180 175 220 300

210 204 257 350

Trabalho pesado: Trabalho intermitente de levantar, arrastar ou empurrar pesos Trabalho fatigante

440 550

513 642

2.6.2 Limites de tolerância para exposição ao calor em regime de trabalho intermitente, com período de descanso em outro local (local de descanso).

1) Para os fins desse item, considera-se como local de descanso, ambiente termicamente mais ameno, com o trabalhador em repouso ou exercendo atividade leve.

2) Os limites de tolerância são dados segundo a Tabela 2.5. Tabela 2.5 - Valores de referência máximos de IBUTG em função da taxa metabólica média. (Quadro 2 da NR-15)

Atividade, M (kcal/h) Atividade, M (W) IBUTG máximo 175 200 250 300 350 400 450 500

204 233 292 350 408 467 525 583

30,5 30,0 28,5 27,5 26,5 26,0 25,5 25,0

A taxa de metabolismo média ponderada (M) para uma hora é determinada pela

seguinte expressão ponderada:

[Equação 64]


81

onde: Mt = Taxa de metabolismo no local do trabalho; Tt = soma dos tempos, em minutos que se permanece no local do trabalho; Md = Taxa de metabolismo no local de descanso;

Td = soma dos tempos, em minutos, em que se permanece no local de descanso. Dessa maneira o IBUTGM é o valor IBUTG médio ponderado para uma hora

determinado pela seguinte expressão:

[Equação 65]

onde: IBUTGt = valor do IBUTG no local do trabalho; IBUTGd = valor do IBUTG no local de descanso; Tt e Td = tempos como anteriormente definidos os quais devem ser tomados no período mais desfavorável do ciclo de trabalho, sendo Tt + Td = 60 minutos.

3) As taxas de metabolismo Mt e Md serão obtidas consultando-se a Tabela 2.5. 4) Os períodos de descanso serão considerados como tempo de serviço para

todos os efeitos legais.

2.6.3 Exemplo de aplicação

Analisar a situação de stress térmico pela NR -15 da mesma condição de trabalho do item 2.5.8:

1º Passo: Atividade Metabólica:

M = 2,4 met, mas como 1 met = 58,2 W/m2, temos que M = 140 W/m2 a qual sendo transformada para kcal/h (unidade utilizada indevidamente pela NR-15):

M=215 kcal/h

2º Passo: Cálculo do IBUTG:

IBUTG = 0,7 tbn + 0,3 tg IBUTG = 39,16°C

3º Passo: Determinação da exposição máxima com regime trabalho e descanso no mesmo local da atividade: De acordo com a tabela anterior, o IBUTG de referência máximo é de 31,1°C para um regime de trabalho de 45 minutos com 15 minutos de descanso no próprio local de trabalho e assim sendo, não é permitido o trabalho sem adoção de adequadas medidas de controle.

4º Passo: Determinação do regime de trabalho/descanso, sendo o local de descanso mais ameno:


82

Analisando a possibilidade: Local de descanso: M =100 kcal/h; tg = 24°C; tbn = 19°C; e trabalho intermitente com 30 minutos de trabalho e 30 minutos de descanso por hora:

Atividade metabólica ponderada: Mm = (215x30 + 100x30)/60 Mm = 157,50 kcal/h

Pela tabela anterior, o máximo IBUTG para essa atividade metabólica ponderada é de 30,5°C.

IBUTG do local de descanso é: IBUTGd = 19x0,7 + 24x0,3 IBUTGd = 20,50°C

IBUTG ponderado é: IBUTGm = (39,16x30 + 20,5x30)/60 IBUTGm = 29,83°C

5º Passo: Conclusões:

Para as condições no posto de trabalho considerado é possível a realização de trabalho intermitente, com 30 minutos de trabalho e 30 minutos de descanso, desde que o local de descanso seja bem mais ameno, com variáveis ambientais da ordem de:

tg = 24°C e tbn = 19°C.

3 LEITURA SUGERIDA

FANGER, O.P. Thermal comfort: analysis and applications in environmental engineering. Danish Technical Press, Copenhagen, 244p, 1970. FROTA, A.B; SCHIFFER, S.R. Manual de Conforto Térmico. São Paulo: Studio Nobel, 2001. PARSONS, K.C. Human Thermal Environments. London: Taylor and Francis, 1993. Energy and Buildings, Thermal Comfort. Vol. 34, 2002. INNOVA, Thermal Comfort HandBook. http://pt.scribd.com/doc/26886870/HVAC-Handbook-Thermal-Comfort-by-INNOVA

4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

2009 ASHRAE Handbook—Fundamentals. Atlanta: American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc.

ABNT/NBR 16401-2 (2008). Instalações de ar-condicionado - Sistemas centrais e unitários - Parte 2: Parâmetros de conforto térmico. Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2008.

ASHRAE 55 (2013). Thermal environmental conditions for human occupancy. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc. Atlanta, GA, 2010. ISO Standard 7730 (2005). Analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria, Geneva International Standards Institution, 2005. ISO Standard 7726 (1998). Ergonomics of the thermal environment - Instruments and methods for measuring physical quantities. Geneva International Standards Institution, 1998.

ISO Standard 7933 (1989). Hot Environments - Analytical determination and interpretation of thermal stress using calculation of required sweat rate, Geneva International Standards Institution, 1989. ISO Standard 11079 (1993). Evaluation of cold environments - Determination of required clothing insulation (IREQ). Geneva International Standards Institution, 1993. Lamberts, R., Cândido, C., de Dear, R., De Vecchi, R. Towards a Brazilian Standard on Thermal Comfort.

Research Report, 2013. Disponível em: http://www.labeee.ufsc.br/node/406 NR 17. Ergonomia. Brasília/DF, BR: Ministério do Trabalho, 1990. Olesen, B.W. Thermal Comfort, Bruel & Kjaer, Technical Review, No.2, p.3-41, 1982. Auliciems, A., Szokolay, S.V. Thermal Comfort. The University of Queensland, Brisbane, Australia. 1997.

http://pt.scribd.com/doc/26886870/HVAC-Handbook-Thermal-Comfort-by-INNOVA

http://pt.scribd.com/doc/26886870/HVAC-Handbook-Thermal-Comfort-by-INNOVA

http://www.labeee.ufsc.br/node/406

Anexo 1

A nova proposta de norma brasileira de Conforto Térmico

ABNT/CB-55 3º PROJETO REVISÃO ABNT NBR 16401-2

FEV 2016

NÃO TEM VALOR NORMATIVO 1/60

Instalações de ar-condicionado – Sistemas centrais e unitários Parte 2: Parâmetros de conforto térmico Central and unitary air conditioning systems Part 2: Thermal comfort

Prefácio

A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Foro Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais (ABNT/CEE), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros).

Os Documentos Técnicos ABNT são elaborados conforme as regras da Diretiva ABNT, Parte 2.

O Escopo desta Norma Brasileira em inglês é o seguinte:

Scope

The purpose of this standard is to specify the combinations of indoor thermal environment and personal

factors that results in acceptable conditions to a majority of the occupants in a particular environment.

The environmental variables mentioned in this part of standard are temperature, thermal radiation,

humidity and air speed; the personal variables are those of activity and clothing.

It is intended that all the criteria in this part of standard should be applied together, since the indoor

thermal comfort is complex and affected by all the variables that are addressed.

This part of standard specify the indoor thermal conditions acceptable for healthy adults at atmospheric

pressure equivalent to altitudes up to 3000 m in indoors spaces designed to human occupation

considering time periods greater than 15 minutes.

This part of standard does not address nonthermal factors as indoor air quality, acoustics, illumination or

other physical, chemical or biological criteria that may affect comfort or health. For specification of basic

criteria and minimum requirements to address acceptable air quality, see ABNT NBR 16401 – 3: Indoor

Air Quality.


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Introdução

Conforto térmico pode ser definido como o estado de espírito que expressa satisfação com o ambiente térmico e a temperatura do corpo como um todo. Como existem grandes variações fisiológicas e psicológicas de pessoa para pessoa, é muito difícil satisfazer a todos em um mesmo ambiente. Por esse motivo, pode-se afirmar que as condições ambientais que resultam em conforto térmico não são as mesmas para todos. Existe hoje um grande número de dados medidos em laboratório e em campo que embasam estatisticamente a definição das condições nas quais uma percentagem mínima de ocupantes se sentirá termicamente confortável.Tais condições são apresentadas nesta parte da norma.

Variáveis de conforto térmico: São 6 as principais variáveis que devem ser consideradas na definição de conforto térmico. Existem outras variáveis que afetam o conforto em algumas circunstâncias, mas as principais abordadas por esta parte da Norma são:

1. Taxa metabólica;

2. Isolamento da vestimenta;

3. Temperatura do ar;

4. Temperatura radiante média;

5. Umidade do ar;

6. Velocidade do ar.

As duas primeiras são variáveis relativas aos ocupantes e as demais ao ambiente térmico.

Variação entre ocupantes: Para cada ocupante devem ser atribuídos uma atividade metabólica (expressa em “met” ou W/m2- Anexo A), e um valor de vestimenta determinado utilizando o índice de isolamento de vestimentas (expresso em “clo” ou m2 K/W– Anexo B). Quando existirem diferenças substanciais entre a atividade metabólica e o isolamento da vestimenta para ocupantes em um mesmo espaço, estas diferenças devem ser consideradas conforme descrito nos Anexos A e B. Em alguns casos, não será possível atingir condições térmicas aceitáveis para todos os ocupantes devido às diferenças individuais, incluindo atividade e vestimenta. Caso as condições não sejam aceitáveis para um conjunto de ocupantes em um mesmo espaço, estes ocupantes devem ser pontualmente identificados, juntos com as possíveis causas de desconforto.

Variação temporal: é possível que as seis variáveis de conforto térmico se alterem com o tempo. Esta parte da Norma é aplicável a conforto térmico em estado estacionário (com algumas variações limitadas de temperatura no tempo na Seção 5.2.5.

Desconforto térmico local: Ambientes não uniformes são analisados na Seção 5.2.4, e estas não uniformidades podem afetar a percepção de conforto térmico.

Variação no nível de atividade: A maioria dos estudos de conforto térmico foi realizada em condições típicas de trabalho em escritórios, onde se realizavam atividades sedentárias. Esta parte da norma é apropriada para estas condições, podendo também ser utilizada para atividades moderadamente maiores. Esta parte da norma não se aplica a pessoas dormindo. Os estudos disponíveis não contém informações a respeito das condições de conforto térmico de crianças, deficientes físicos, doentes ou idosos.


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Ambientes condicionados naturalmente: As condições de conforto térmico em espaços que operam por meio da ventilação natural não são obrigatóriamente as mesmas requeridas em ambientes condicionados artificialmente. Estudos de campo mostraram que nestes ambientes, onde os ocupantes têm o controle sobre a abertura das janelas, a noção subjetiva de conforto térmico é diferente devido às diferenças nas experiências térmicas e disponibilidade de controle; assim, tais ambientes resultam em alterações nas expectativas e limites de aceitabilidade térmica dos ocupantes e possuem um método alternativo para avaliação disponível na seção 5.3.

Esta parte da Norma está dividida em oito seções principais e seis Anexos. Nas Seções 1, 2, 3 e 4 são apresentados os textos introdutórios, onde são descritos o objetivo, escopo, definições e os requisitos gerais para aplicação dos critérios normativos. Na Seção 5 são determinadas as condições térmicas aceitáveis de ambientes para usuários representativos de diferentes tipos de espaços, sendo apresentados dois métodos de avaliação: 5.2 Método geral para a determinação das condições térmicas aceitáveis em ambientes ocupados; e 5.3 Método para determinação das condições térmicas aceitáveis em ambientes ventilados naturalmente e controlados pelos usuários.

Na Seção6 são descritas as formas de avaliar conforto térmico por meio de medições, como são medidas e calculadas as variáveis ambientais envolvidas e os índices de conforto térmico utilizados. As Seções 7 e 8 estão dedicadas à comprovação de atendimento à Norma na fase de projeto e de edificações existente. São apresentados ainda, ao final do documento, três Anexos Normativos A, B e C, e três Anexos Informativos D, E e F.


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1 Escopo

O objetivo desta parte da norma é especificar as combinações de variáveis térmicas ambientais e

pessoais que produzam condições aceitáveis para a maioria dos ocupantes em um determinado

ambiente.

1.1 As variáveis térmicas ambientais mencionadas nesta parte da norma são: temperatura do ar, temperatura radiante média, umidade do ar e velocidade do ar; e as variáveis pessoais são: atividade metabólica e isolamento térmico da roupa.

1.2 Espera-se que os critérios definidos nesta parte da norma sejam aplicados de uma forma integrada, já que conforto térmico no ambiente interno é complexo, e é afetado por todas as variáveis aqui relacionadas.

1.3 Esta parte da norma especifica condições térmicas aceitáveis para adultos saudáveis expostos a pressão atmosférica equivalente a altitudes de até 3000 m, e em ambientes internos projetados para ocupação humana considerando períodos superiores a 15 minutos.

1.4 Esta parte da norma não cobre fatores não térmicos como a qualidade do ar interno, acústica, iluminação ou outros parâmetros físicos, químicos ou biológicos que possam afetar o conforto e a saúde. Para especificação de parâmetros básicos e requisitos mínimos visando a obtenção de qualidade aceitável de ar interno para conforto, ver ABNT NBR 16401– 3; Qualidade do ar interior.

2 Referências normativas

Os documentos relacionados a seguir são indispensáveis à aplicação deste documento. Para referências datadas, aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, aplicam-se as edições mais recentes do referido documento (incluindo emendas).

ABNT NBR 16401-1, Instalações de ar-condicionado – Sistemas centrais e unitários Parte 1: Projeto das instalações

ABNT NBR 16401-3, Instalações de ar-condicionado – Sistemas centrais e unitários Parte 3: Qualidade do ar interior

ISO 7726: 1998, Ergonomics of the thermal environment—Instruments for measuring physical quantities

ISO 7730: 2005, Ergonomics of the Thermal Environment—Analytical Determination and Interpretation of

Thermal Comfort using Calculation of the PMV and PPD Indices and Local Thermal Comfort Criteria

ASHRAE 2013, Handbook—Fundamentals

ASHRAE Standard 70-2006, Method of Testing for Rating the Performance of Air Outlets and Inlets

ASHRAE Standard 113-2009, Method of Testing for Room Air Diffusion.

FOUNTAIN, M., HUIZENGA, C.1995. A thermal sensation model for use by the engineering profession.

Final Report, ASHRAE RP-781. Prepared by Environmental Analytics, Piedmont, CA. for ASHRAE,

Atlanta, GA.


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3 Termos e definições

3.1 Para os efeitos deste documento, aplicam-se os seguintes termos e definições.

3.1.1 aberturas controladas pelos ocupantes aberturas como as janelas, que são controladas pelos ocupantes do espaço. Estas aberturas podem ser controladas manualmente ou via sistema de automação sob o controle dos usuários

3.1.2 ambientes naturalmente condicionados, controlados pelos ocupantes ambientes onde as condições térmicas são reguladas principalmente por meio da operação (abertura/fechamento) de janelas e movimentação passiva do ar

3.1.3 ambiente térmico variáveis locais específicas ou aspectos de um ambiente térmico que afetam as perdas de calor dos ocupantes 3.1.4 ambiente térmico aceitável ambiente térmico onde a maioria das pessoas (percentual igual ou maior que 80%) o classifique como termicamente aceitável 3.1.5 assimetria na temperatura radiante a assimetria da temperatura radiante é dada pela diferença entre as temperaturas radiantes planas (tpr) de duas faces opostas em consideração a um pequeno plano localizado entre elas. A assimetria na temperatura radiante é determinada no nível da cintura: a 0,60 m do chão para pessoas sentadas; e a 1,1 m do chão para pessoas em pé 3.1.6 clo unidade usada para expressar o isolamento térmico de um item de roupa ou de uma combinação de itens, onde 1 clo = 0,155 m2 K/W 3.1.7 condições externas de projeto condições ambientais externas representadas pelos dados climáticos utilizados no projeto de sistemas de condicionamento (refrigeração ou aquecimento) que mantêm as condições térmicas internas dentro das especificadas. O projeto e o dimensionamento dos sistemas devem ser baseados nas condições climáticas do local estipuladas na Seção 5, e as condições termoigrométricas de projeto estipuladas no Seção 5.2 da ABNT NBR 16401 – 1: Projetos das instalações 3.1.8 constante de tempo tempo para que um instrumento de medição alcance 63% do valor real final após uma mudança 3.1.9 dados climáticos dados climáticos horários específicos para um local incluindo temperatura do ar, velocidade do vento, radiação solar e umidade. Em cidades ou regiões urbanas com diversos dados de entrada, ou locais


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onde os dados climáticos não estão disponíveis, o projetista deve selecionar os dados climáticos que melhor representem o clima local onde a edificação está inserida 3.1.10 desconforto térmico local desconforto causado por condições específicas locais como: gradiente de temperatura entre o tornozelo e a cabeça, campo radiante assimétrico, resfriamento convectivo localizado (draft) ou contato com piso quente ou frio 3.1.11 convecção localizada resfriamento local do corpo causado pela velocidade do ar 3.1.12 edificações híbridas edificações que operam de forma híbrida combinam a ventilação natural proveniente da abertura de janelas (manualmente ou de forma automatizada) ao condicionamento mecânico, incluindo os sistemas condicionadores de ar e/ou os sistemas de distribuição de ar 3.1.13 escala sétima de conforto térmico sensação térmica expressa nas categorias: muito frio, frio, levemente frio, neutro, levemente quente, quente e muito quente 3.1.14 excedência de horas de desconforto (horas de desconforto) número de horas ocupadas em um período de tempo definido,quando as condições ambientais em um espaço estão fora dos limites estipulados pela zona de conforto. Unidade: horas 3.1.15 isolamento térmico da vestimenta (Icl) resistência térmica à troca de calor sensível apresentada por uma vestimenta, expressa em unidades clo ou em resistência térmica (m2.K/W) Nota A definição de isolamento térmico da vestimenta está relacionada com a transferência de calor do corpo como um todo e, portanto, inclui as partes não cobertas como as mãos e a cabeça.

3.1.16 isolamento térmico de peças de uma vestimenta (Iclu) resistência à troca de calor sensível causada pela adição de uma peça de roupa no corpo nu, expressa em unidades clo, ou em resistência térmica (m2.K/W) 3.1.17 temperatura média predominante do ar externo (tmpa(ext)) quando usada como variável de entrada na Figura 5 do modelo adaptativo (subitem 5.3), esta temperatura tem como base a média ponderada exponencialmente das temperaturas dos sete últimos dias 3.1.18 met unidade usada para descrever a energia gerada dentro do corpo humano a partir da atividade metabólica. Cada unidade de met corresponde a 58,2 W/m2, que é igual a energia produzida por unidade


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de superfície de uma pessoa média sentada em repouso Nota A área superficial de uma pessoa média é de 1,8 m

2

3.1.19 modelo adaptativo modelo que relaciona as temperaturas internas aceitáveis com as temperaturas externas Nota O modelo adaptativo é o outro nome dado para o método descrito na Seção 5.4: Método para a determinação das condições térmicas aceitáveis em ambiente naturalmente condicionados controlados pelos usuários.

3.1.20 mudança de setpoint mudança progressiva de uma variável, tanto por meio de projeto ou como resultado de um intervalo de tempo entre medições; tipicamente, uma mudança no controle de temperatura 3.1.21 neutralidade térmica índice térmico interno que corresponde a um voto neutro na escala de sensação térmica 3.1.22 ocupante representativo indivíduo real ou composto pela média de vários indivíduos que representa a população ocupante de um espaço por 15 minutos ou mais 3.1.23 percentagem de insatisfeitos (PDL)(percentage of dissatisfied) percentagem prevista de pessoas insatisfeitas devido ao desconforto térmico local 3.1.24 percentagem predita de insatisfeitos (PPD)(predicted percentage of dissatisfied) índice determinado a partir do PMV que estabelece a percentagem prevista de pessoas insatisfeitas 3.1.25 pressão parcial de vapor (pa) pressão que o vapor dágua exerceria se ocupasse o mesmo volume ocupado pelo ar úmido a mesma temperatura 3.1.26 razão de umidade do ar razão entre a massa de água existente no ar e a massa de ar seco 3.1.27 sensação térmica expressão subjetiva consciente da percepção térmica de um ocupante em relação a um ambiente, expressa na escala sétima de conforto térmico 3.1.28 taxa metabólica (M) taxa de transformação da energia química em calor e trabalho mecânico a partir da atividade metabólica dentro do organismo, expressa em unidades met ou W/m2


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3.1.29 temperatura de ponto de orvalho (tdp) temperatura na qual o vapor de água em um volume de ar úmido, a uma pressão barométrica constante, irá condensar na forma de água líquida 3.1.30 temperatura de bulbo úmido (tbu) temperatura de bulbo úmido termodinâmica, indicada por um termômetro cujo bulbo está envolto por um pavio molhado, onde aplica-se uma velocidade do ar entre 4 e 5 m/s 3.1.31 temperatura do ar (ta) temperatura média do ar ao redor do ocupante 3.1.32 temperatura do piso (tf) temperatura da superfície do piso em contato com os sapatos dos ocupantes 3.1.33 temperatura média diária externa (tmd(ext)) média aritmética de um período de 24 horas para ser utilizada na Seção 5.3:cálculo da média predominante da temperatura do ar externo 3.1.34 temperatura efetiva padrão (SET) valor de temperatura em um ambiente uniforme imaginário, onde a taxa de umidade relativa é de 50%, a velocidade do ar inferior a 0,1m/s, e a temperatura média radiante igual à temperatura do ar; é também assumido que nestas condições, um ocupante imaginário perde a mesma quantidade de calor que em um ambiente real ao desenvolver uma atividade metabólica correspondente a 1,0 met, com vestimenta de 0,6 clo 3.1.35 temperatura radiante média (tr) temperatura uniforme de um ambiente imaginário, no qual a transferência de calor por radiação do corpo humano é igual à transferência de calor por radiação em um ambiente real não uniforme 3.1.36 temperatura radiante plana (tpr) temperatura uniforme de um ambiente imaginário, onde a radiação sobre um lado de um pequeno elemento plano é igual à de um ambiente real não uniforme. A temperatura radiante plana descreve a radiação oriunda de uma direção 3.1.37 temperatura operativa (to) temperatura uniforme das superfícies de um ambiente imaginário no qual o ocupante trocaria a mesma quantidade de calor por radiação e convecção que no ambiente real não uniforme 3.1.38 umidade termo genérico para referenciar o teor de umidade no ar. É expressa em termos de diversas variáveis termodinâmicas, incluindo a pressão de vapor d‟água, temperatura de ponto de orvalho, razão de umidade, e umidade relativa


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3.1.39 velocidade do ar (var) movimento do ar em um ponto definido; expresso em m/s, desconsiderando sua direção 3.1.40 velocidade do ar máxima maior valor de velocidade do ar nas três alturas típicas de medição 3.1.41 velocidade média do ar (va) é a velocidade média do ar (temporal e local) ao redor de um ocupante representativo. A média espacial deve considerar 3 alturas diferentes, assim como na temperatura média do ar. A velocidade média do ar deve ser calculada considerando um período não inferior a 1 min., nem superior a 3 minutos. Variações que ocorram em um período maior de tempo devem ser tratadas como valores diferentes de velocidade do ar 3.1.42 voto médio estimado predito (PMV)(predicted mean vote) índice que prevê o valor médio da sensação térmica de um grande número de pessoas na escala sétima de sensação térmica 3.1.43 zona de conforto faixa de variação bidimensional (geralmente representada sobre a carta psicrométrica) da temperatura operativa e umidade relativa do ar na qual se prevê condições de aceitabilidade térmica para valores particulares de velocidade do ar, taxa metabólica e isolamento de vestimenta 3.1.44 zona ocupada zona normalmente ocupada por pessoas no ambiente, geralmente considerada entre o piso e 1,8 m de altura, e a mais de 1,0 m de distância das paredes e janelas externas ou equipamentos fixos de condicionamento ambiental, e 0,3 m de paredes internas

3.2 Símbolos e abreviaturas

Termo (Term)

Símbolo/Abreviatura (Simbol/Abbreviation)

Unidade (Unit)

Horas excedidas / Horas de desconforto (Exceedance Hours / Disconfort Hours)

EH horas

(hours)

Isolamento térmico da vestimenta (Clothing insulation)

lcl m².K/W

Isolamento térmico de peças de uma vestimenta (Partial clothing insulation)

lclu m².K/W

Percentagem de insatisfeitos (Percentage of dissatisfied)

PPDL %

Percentagem predita de insatisfeitos (Predicted percentage of dissatisfied)

PPD %


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Pressão parcial de vapor (Partial vapour pressure)

Pa kPa

Temperatura de globo (Globe temperature)

tg °C

Temperatura de Ponto de Orvalho (Dew-point temperature)

tdp °C

Temperatura de bulbo úmido (Wet-bulb temperature)

tbu °C

Temperatura do Ar (Air temperature)

ta °C

Temperatura do piso (Floor temperature)

tf °C

Temperatura Efetiva Padrão (Standard Effective Temperature)

SET °C

Temperatura Média Diária Externa (Mean daily outdoor air temperature)

tmd(ext) °C

Temperatura Média Predominante do Ar Externo (Prevailing mean outdoor air temperature)

tmpa(ext) °C

Temperatura Operativa (Operative temperature)

to °C

Temperatura radiante média (Mean rediant temperature)

tr °C

Temperatura radiante plana (Plane radiant temperature)

tpr °C

Temperatura superficial (Superficial temperature)

ts °C

Umidade relativa do ar (Relative humidity)

UR %

Velocidade do ar (Air speed)

var m/s

Velocidade média do ar (temporal e local) ao redor de um ocupante representativo

va m/s

Voto médio estimado (Predicted mean vote)

PMV num.

4 Requisitos gerais

4.1 A documentação das informações ligadas à aplicação desta parte da Norma deve ser estruturada de acordo com as Seções 6 e 7, podendo também ser utilizado o modelo de documentação para avaliação de conformidade apresentado no Anexo F.


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4.2 Todos os espaços nos quais a Norma está sendo aplicada, e também aqueles para os quais ela não será aplicada, devem ser identificados.

4.3 Para cada tipo de espaço, pelo menos um ocupante representativo deve ser definido. Se algum conjunto de ocupantes for excluído da análise, estes ocupantes também deverão ser identificados.

4.4 As condições do ambiente requeridas para conforto térmico são determinadas de acordo com a Seção 5 desta parte da Norma.

5 Condições requeridas de conforto térmico

5.1 Introdução

Esta seção deve ser usada para determinar as condições térmicas aceitáveis do ambiente para cada

usuário representativo de cada espaço. A percentagem de pessoas que classificarão o ambiente como

confortável deve ser identificada para cada ambiente. As seis variáveis a seguir devem ser determinadas

para definir as condições aceitáveis de conforto térmico.

1. Taxa metabólica (met);

2. Isolamento da vestimenta (clo);

3. Temperatura do ar (ta);

4. Temperatura radiante média (trm);

5. Umidade do ar (UR);

6. Velocidade do ar (var).

Os métodos relativos à determinação das características dos ocupantes (taxa metabólica e isolamento da vestimenta) estão descritos nos Anexos A e B.

Primeiramente são apresentadas as condições gerais requeridas de conforto térmico (Seção 5.1), e em seguida os métodos utilizados para definir as condições de aceitabilidade térmica em ambientes gerais ocupados (Seção 5.2), e de ambientes ocupados ventilados naturalmente (Seção 5.3).

Nota Pessoas que acabaram de entrar em um ambiente que atende aos requisitos de conforto térmico desta parte da Norma podem não classificá-lo como “confortável”, se, eles tiverem experimentado diferentes condições ambientais imediatamente antes de trocarem de ambiente. O efeito da exposição prévia ou do metabolismo pode afetar a percepção de conforto em um intervalo de tempo aproximado de 1 hora.

5.2 Método geral para determinação das condições térmicas aceitáveis em espaços ocupados

É permitido utilizar a seção 5.2 para determinar os requisitos de conforto térmico em todos os espaços ocupados que se enquadram no escopo desta parte da Norma. Os requisitos das seções 5.2.1, 5.2.2, 5.2.4 e 5.2.5 devem ser atendidos.

5.2.1. Zona de conforto térmico gráfica

Aplicabilidade: Este método deve ser utilizado apenas quando o usuário representativo desenvolver atividade metabólica entre 1,0 e 1,3 met, com isolamento térmico da vestimenta entre 0,5 e 1,0 clo, e em


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espaços com velocidade do ar inferior a 0,20 m/s. A maioria dos escritórios condicionados artificialmente está nesta situação.

A zona de conforto térmico gráfica está limitada a uma razão de umidade de 0.012 Kg H2O/Kg ar seco, o que corresponde a 1,910 kPa em pressão padrão ou temperatura de orvalho de 16,8°C.

Método: A Figura 1 especifica a zona de conforto para ambientes que cumprem o critério acima. Na figura, duas zonas são especificadas: uma para 0,5 clo (verão) de isolamento térmico de vestimentas e outra para 1,0 clo (inverno).

Esta zona prevê uma aceitabilidade de 80% pelos ocupantes. Tal valor tem como base 10% de usuários termicamente insatisfeitos (considerando o corpo como um todo e o índice PMV/PPD) mais um adicional de 10% de insatisfeitos devido ao desconforto localizado. O Anexo C apresenta uma lista dos valores de entrada para o cálculo das zonas destes gráficos e o algoritmo para o cálculo do PMV/PPD.

Zonas de conforto para valores intermediários de isolamento de vestimenta podem ser determinados por interpolação linear entre os limites de 0,5 e 1,0 clo, utilizando as Equações 2 e 3:

[( ) ( ) ]

(2)

[( ) ( ) ]

(3)

onde tmax,Icl = limite superior da temperatura operativa (to) para isolamento de vestimenta (Icl); tmin,Icl = limite inferior da temperatura operativa (to) para isolamento de vestimenta (Icl); Icl = isolamento térmico da vestimenta em questão (clo).

Nota O limite superior da zona de conforto pode ser ampliado com velocidades do ar elevadas se os critérios da Seção 5.2.3 forem cumpridos.


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Figura 1 Zona de conforto térmico gráfica com base no método analítico: variações aceitáveis de temperatura operativa e umidade para ambientes que cumprem o especificado na Seção 5.2.1

(1,1 met; 0,5 e 1,0 clo)

5.2.1 Método analítico para avaliação de ambientes internos

Aplicabilidade: Este método pode ser aplicado em ambientes onde a atividade metabólica dos ocupantes está entre 1,0 e 2,0 met, e o isolamento térmico da vestimenta é inferior a 1,5 clo. Ver o Anexo A para estimativas de taxas metabólicas e o Anexo B para estimativa do isolamento de vestimentas.

A escala sétima desenvolvida para quantificar a sensação térmica das pessoas é definida conforme a seguir:

a) +3 muito quente;

b) +2 quente;

c) +1 levemente quente;

d) 0 neutro;

e) –1 levemente frio;

f) –2 frio;

TEMP

ERATU

RA

DE B

ULB

O Ú

MID

O (°C

)

100 80 60

40

20

353025201510

10

15

20

25

000

002

004

006

008

010

012

014

016

018

020

022

024

026

UMIDADE RELATIVA (%)

RA

ZÃ

O D

E U

MID

AD

E (K

g

)H

O / K

g A

R S

EC

O2

TEMPERATURA OPERATIVA (°C)(½ bulbo seco + ½ TMR - para ar parado)

Não é recomendado um limitemínimo de umidade para o método gráfico.

Veja a seção 5.2.2.

Zona de con forto se deslocará

para a esquerda quando:

- O clo fo r maio r

- A taxa de metabo lismo fo r maio r

- A temperatu ra rad ian te fo r maio r

(Veja a seção 5.2.1.1)

Zona 1,0 clo

Zona 0,5 clo

Para taxas de umidade superiores a 0.012,é requerida a utilização do Modelo Computacional.

Veja a seção 5.2.1.2.

Zona de con forto se deslocará

para a d ireita quando:

- O clo fo r menor

- A taxa de metabo lismo fo r menor

- A temperatu ra rad ian te fo r menor

(Veja a seção 5.2.1.1)

velo

cid

ade d

o a

r 1,2

m/s

Para a determinar o efeito resfriativo causado por valores mais altos de velocidade do ar, a Seção 5.2.3 deve ser aplicada.

Quando este Gráfico fo r ap licado com base na seção 5.2.1.1,

a segu in tes limitações devem ser consideradas:

- Ap licar u tilizando a Temperatu ra Operativa - este g ráfico não pode

ser u tilizado com base na temperatu ra de bu lbo seco sozinha.

(Ver apênd ice C para aproximações aceitáveis);

- Ap licar somente quando os requ isitos das seções 5.2.3 até

a 5.2.5.2 fo rem atend idos.

Outros caminhos para con formidade:

Ver a Seção 5.2.1.2 para u tilização do Método com o

Modelo Computacional e a Seção 5.3 para o MétodoOpcional para Espaços Ven tilados Natu ralmente.

Para requ isitos de con formidade ad icionais,ver as Seções 6 e 7.


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g) –3 muito frio.

Método: O modelo do voto médio predito (PMV) utiliza o princípio do balanço de calor para relacionar as seis variáveis principais de conforto térmico listadas na Seção 5, com a resposta das pessoas na escala acima. O índice de percentagem predita de insatisfeitos (PPD) está relacionado com o PMV como descrito na Figura 2 e se baseia no princípio de que as pessoas que votam “+3”, “+2”, “-2” e “-3” estão insatisfeitas. O PPD, de uma maneira simplificada, é simétrico ao redor do PMV neutro.

A Tabela 1 define a faixa de valores recomendados para o PMV e PPD para aplicações típicas, sendo também a base do método analítico da Seção 5.2.1. A zona de conforto é definida pela combinação das seis variáveis de conforto térmico para as quais o PMV está dentro dos limites apresentados na Tabela 1. O modelo do PMV deve ser calculado com as seis variáveis, e se o valor do PMV estiver dentro das variações recomendadas, as condições estarão dentro da zona de conforto.

O uso do modelo do PMV nesta parte da norma é limitado às velocidades do ar inferiores a 0,20 m/s. É aceitável usar velocidades acima deste valor (0,20 m/s) para ampliar o limite superior da zona de conforto em algumas circunstâncias. A Seção 5.2.3 descreve o método e os critérios requeridos para os ajustes necessários.

Existem vários programas computacionais para o cálculo do PMV/PPD. O código base do Anexo C deve ser utilizado na aplicação desta parte da Norma. Caso outra versão seja utilizada, deve-se verificar se a mesma produz resultados idênticos aos do Anexo C, documentando esta verificação.

Figura 2 Percentagem predita de insatisfeitos (PPD) em função do voto médio predito (PMV)

Tabela 1Ambiente termicamente aceitável para conforto térmico geral

PPD PMV

< 10 –0,5 < PMV < +0,5


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5.2.3. Velocidade do ar elevada

Esta parte da norma permite o uso de velocidades do ar mais elevadas para aumentar a temperatura operativa máxima sob certas condições, aplicáveis nos métodos descritos nas Seções 5.2.1 e 5.2.2, desde que as condições dos subitens seguintes 5.2.3.1 e 5.2.3.2 sejam atendidas. Os limites são impostos em função do ambiente, fatores pessoais e a existência ou não do controle local da velocidade do ar para os ocupantes do ambiente.

A Figura 3 representa dois casos particulares de igual perda de calor pela pele criado pelo modelo SET, e deve ser utilizada como método para o cumprimento das condições especificadas neste item. O modelo de Temperatura Efetiva Padrão (SET) trata de um índice que resume um valor de temperatura de equilíbrio, e se adapta melhor ao conceito de resfriamento do corpo por meio da circulação de ar. Desta forma, o SET é o índice mais indicado nas avaliações onde a velocidade do ar é superior a 0,20 m/s.

Nota 1 O modelo do SET pode ser encontrado no Capítulo 9 da versão de 2013 do ASHRAE Handbook-Fundamentals

1, e o cálculo feito a partir do software “ASHRAE Thermal Comfort Tools‖. Seu algoritmo está

disponibilizado no Anexo C desta parte da Norma. Nota 2 O fluxograma da Figura 4 descreve todos os passos a serem seguidos para determinação das condições de conforto, caso a velocidade do ar seja superior à 0,20 m/s.

PMV 0,5 PMV 0,5 PMV 0,5 PMV 0,5

TEMPERATURA OPERATIVA (°C)

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6*

VE

LO

CID

AD

E D

O A

R (

m/s

)

1,0 clo

0,5 clo

1,1 met

controle local da velocidade do ar

controle local da vel. do ar não requerido

*não existe limite máximo para a velocidade do ar quando os ocupantes têm o controle do ambiente

linha

de ig

ualcon

t orn

o d

o S

ET

Figura 3 Intervalos aceitáveis de temperatura operativa (°C) e velocidade do ar (m/s) para as

zonas de 0,5 e 1,0 clo representadas na Figura 3, a uma razão de umidade limite de 0,012

kg•H2O/kg.

5.2.3.1 Limites para velocidade do ar com controle local

A área completa na Figura 2, sem limite aplicável de velocidade do ar, para uma dada vestimenta deve

ser utilizada quando os ocupantes têm o controle local da velocidade do ar. Por controle local entende-

se:


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a) um controle local a cada 6 ocupantes;

b) um dispositivo de controle local no máximo a cada 84 m2.

c) Em espaços compartilhados por diferentes ocupantes com atividades diversas (por exemplo, salas

de aula, salas de videoconferência), pelo menos um controle deve ser fornecido em cada espaço,

independentemente do tamanho. Espaços desta mesma natureza que podem ser divididos por divisórias

móveis devem possuir um controle em cada subdivisão.

A faixa de variação do controle deve prever velocidades do ar adequadas para pessoas em atividade

sedentária. O ajuste da velocidade do ar deve ser contínuo, ou no máximo em intervalos de 0,25 m/s,

considerando medições no local ocupado pelos usuários.

Exceção Em ambientes ocupados por múltiplos usuários, para atividades em grupo, como salas de aula e salas de

conferência, pelo menos um controle deve estar disponível para cada ambiente, independente do seu tamanho.

Ambientes que podem ser subdivididos por paredes móveis devem ter um controle para cada subdivisão.

5.2.3.2 Limites para velocidade do ar sem controle local

Caso os ocupantes não tenham controle sobre a velocidade do ar, os limites estabelecidos na Figura 2

(área cinza clara) devem ser utilizados.

Exceção Limites de controle local não se aplicam nas atividades cuja taxa metabólica excede o valor de 1,3 met.

Para atividades com 1,3 met ou mais, os limites aqui especificados são conservativos, e valores de velocidade do

ar maiores podem ser utilizados a critério do projetista.

Para temperaturas operativas acima de 25,5 °C, o limite superior da velocidade do ar deve ser de

0,8 m/s.

Para temperaturas operativas entre 23 °C e 25,5 °C, a velocidade média do ar permitida deve seguir

a curva de igual SET da Figura 2. É permitido aproximar a curva pela Equação 1 abaixo:

Para temperaturas operativas abaixo de 23 °C, o limite para a velocidade média do ar e local

máximo deve ser de 0,20 m/s;

( ) ( )

(1)

As curvas da Figura 1 se deslocam para a esquerda ou direita de acordo com a mudança do clo ou do

met. Um aumento de 0,1 clo ou 0,1 met corresponde, respectivamente, a uma redução de 0,8°C ou

0,5°C na temperatura operativa; da mesma forma, uma redução de 0,1 clo ou 0,1 met corresponde a um

aumento de 0,8°C ou 0,5°C na temperatura operativa.

Nota Para temperaturas operativas acima de 23°C, a velocidade do ar deve ser medida conforme especifica a

Seção 6.2.3.


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Nota Os limites indicados acima são representados pela área cinza clara da Figura 2.

Figura 4 Fluxograma para a determinação dos limites de velocidade do ar, em conformidade

com a Seção 5.2.3.2

5.2.4 Desconforto térmico local

O desconforto térmico local pode ser causado pela diferença na temperatura do ar entre a altura dos pés

e da cabeça, por assimetria no campo radiante, por resfriamento convectivo localizado ou por meio do

contato com pisos frios ou quentes. Os requisitos para os limites destes valores são especificados nesta

seção. Tais limites se aplicam a pessoas com roupas leves (0,5 a 0,7 clo abaixo de 0,7 clo) que

desenvolvem atividades sedentárias (1,0 abaixo de 1,3 met).

Aplicabilidade: Os requisitos desta seção devem ser atendidos por ocupantes representativos que

obedeçam aos seguintes critérios:

a) isolamento da vestimenta inferior a 0,7 clo;

b) atividade física com metabolismo inferior a 1,3 met.

Para o atendimento desta seção, a altura relativa ao tornozelo de um ocupante representativo é de 0,1 m

acima do chão; a altura até a cabeça é de 1,1 m para ocupantes sentados e 1,7 m para ocupantes em

pé.

5.2.4.1 Assimetria de temperatura radiante

A assimetria da temperatura radiante não deve ultrapassar os limites especificados na Tabela 2.

SEM LIMITE

SUPERIOR

22,5°C < to < 25,5°C:

UTILIZAR EQUAÇÃO 1

PARA O LIMITE SUP.


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Tabela 2 Assimetria máxima permitida na temperatura radiante

Assimetria na temperatura radiante °C


< 5 < 10 < 14 < 23

5.2.4.2 Gradiente vertical de temperatura

Diferenças na temperatura do ar entre o nível da cabeça e do tornozelo não devem exceder 3°C.

5.2.4.3 Temperatura superficial do piso

Quando ocupantes representativos estão sentados, com os pés em contato com o piso, a temperatura

superficial do piso deve estar entre 19 °C e 29 °C.

5.2.5 Variações de temperatura com o tempo

Flutuações de temperatura do ar, e/ou radiante média, podem afetar o conforto dos ocupantes. Tais

flutuações, se controladas pelos ocupantes, não apresentam impacto negativo no conforto, e neste caso,

os requisitos desta seção não se aplicam. No entanto, flutuações que ocorram devido aos fatores fora do

controle direto dos indivíduos podem resultar em um efeito negativo nos ocupantes, se aplicando nestes

casos os requisitos desta seção.

5.2.5.1 Variações cíclicas

Variações cíclicas se referem às variações na temperatura operativa, fazendo com que ela suba e desça

em períodos inferiores a 15 min., dentro deum determinado período de tempo. Para a aplicação desta

parte da Norma, as variações cíclicas na temperatura operativa (to) em um período de tempo inferior a15

min. devem ter uma amplitude de pico a pico de no máximo 1,1 °C. Caso o período de variação seja

superior a 15 min., ela será tratada como uma rampa, e os requisitos da Seção 5.2.5.1 se aplicam.

Nos casos em que as variações sejam feitas em períodos inferiores a 15 min., em conjunto com

variações de período maiores, a Seção 5.2.5.1 se aplica ao período com variação inferior a 15 min., e a

Seção 5.2.5.2 se aplica nos períodos maiores.

5.2.5.2 Rampas e alterações

Rampas de temperatura operativa são variações não cíclicas, com períodos superiores a 15 min.; as

alterações se referem às mudanças passivas da temperatura do ambiente, enquanto que as rampas são

provocadas por mudanças controladas. Os requisitos desta seção se aplicam às alterações e rampas.

A Tabela 3 especifica a máxima alteração na temperatura operativa permitida em um período de tempo. Para qualquer período de tempo, o requisito mais restritivo da Tabela 3 será aplicado. Por exemplo, a temperatura operativa não deve mudar mais que 2,2 °C durante o período de 1h; também não deve mudar mais que 1,1°C durante períodos de 0,25h, em um período total de 1h. Caso as variações sejam criadas a partir do controle do usuário, valores maiores podem ser aceitos.


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Tabela 3Valores limites de rampas e variações

Período de tempo

(h) 0,25 0,5 1 2 4

Máxima alteração permitida na temperatura operativa

(°C)

1,1

1,7

2,2

2,8

3,3

5.3 Determinação das condições térmicas aceitáveis em ambientes ventilados naturalmente e controlados pelos usuários

Aplicabilidade: Este método se aplica a ambientes naturalmente condicionados, onde as janelas podem ser operadas e ajustadas pelos ocupantes de acordo com suas necessidades. A utilização deste método deve seguir os seguintes critérios:

a) Não deve existir nenhum tipo de sistema de condicionamento artificial mecânico operando durante todas as horas de ocupação diárias.

b) Os ocupantes devem desenvolver atividades sedentárias com taxas metabólicas entre 1,0 e 1,3 met. (Ver Anexo A para estimativas de taxas metabólicas).

c) Os ocupantes podem variar a sua vestimenta em uma faixa de 0,5 – 1,0 clo (Ver Anexo B para estimativa de isolamento de vestimentas).

d) A temperatura média predominante do ar externo deve estar dentro do intervalo entre 10,0 °C e 33,5 °C.

Método: A temperatura operativa interna admissível deve ser determinada pela Figura 5 a partir dos limites de 80 % de aceitabilidade.

Podem-se utilizar as seguintes equações, que correspondem à faixa de temperatura operativa aceitável da Figura 5:

Limite superior de 80 % de aceitabilidade (°C) = 0,31 tpma (out) + 21,3;

Limite inferior de 80 % de aceitabilidade (°C) = 0,31 tpma (out) + 14,3.

Os efeitos de desconforto térmico local, roupa, atividade metabólica, umidade e velocidade do ar não precisam ser analisados isoladamente, pois já foram considerados na Figura 5.


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Figura 5 Faixa de temperatura operativa aceitável para ambientes naturalmente condicionados

Nota Os limites de 80 % são normativos e os limites de 90 % informativos.

No entanto, se a temperatura operativa for superior a 25 °C, o ajuste dos limites superiores de aceitabilidade térmica da Figura 5 deve ser permitido, de acordo com o Δto da Tabela 4.

Tabela 4 Aumento nos limites de temperatura operativa aceitável (Δto) em ambientes naturalmente condicionados (Figura 5) resultantes de velocidades do ar acima de

0,3 m/s.

Velocidade do ar 0,6 m/s



1,2 °C 1,8 °C 2,2 °C

Temperatura média predominante do ar externo: Nos espaços que atendem os critérios estabelecidos na Seção 5.4, a faixa de temperatura operativa permitida no interior do edifício, deve ser determinada a partir da Figura 5, sendo a temperatura média predominante do ar externo, determinada com base nos sete últimos dias antes do dia em questão. A temperatura média predominante do ar externo deve ser calculada por meio da equação:

( )

(4)

Onde tpma (out) é a temperatura média predominante do ar externo; é a temperatura média do dia anterior ao dia em questão; é a temperatura média do dia anterior ao dia anterior, e assim por diante.

Temperatura média do ar externo predominante (°C)

5 10 15 20 25 30 35

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32T

em

pe

ratu

ra o

pe

rati

va

in

tern

a (

°C)

limite 90% de aceitabilidade

limite 80% de aceitabilidade


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A temperatura média do ar externo diária para cada um dos dias sequenciais ( ; ) deve ser definida a partir de uma média aritmética simples considerando todas as observações de temperatura de bulbo seco ao ar livre, e as 24 horas do dia.

Exceção Quando os dados meteorológicos não estiverem disponíveis para o cálculo da temperatura média predominante do ar externo, é satisfatória a utilização da temperatura média mensal publicada por estações

meteorológicas.

6 Formas de avaliar conforto térmico por meio de medições

A avaliação das condições de conforto térmico em um edifício pode ser feita por meio da consulta aos usuários, ou, por meio de medições das variáveis ambientais, estimativa das variáveis pessoais e uso de um índice de conforto. Como as condições internas podem variar em função das condições externas, é sempre necessário dizer em quais condições o edifício foi testado ao apresentar condições de conforto térmico.

6.1 Conforto a partir da percepção do usuário

O termo “Conforto Térmico” abrange diversos aspectos da percepção do usuário, sendo que cada um destes aspectos é avaliado de forma diferente por meio de itens específicos contidos em um questionário. A melhor maneira de se diagnosticar as condições de conforto térmico oferecidas por uma edificação é por meio de perguntas e respostas que reflitam a real percepção do usuário com relação aos parâmetros climáticos internos (ver Anexo E, modelo básico de questionário). As pesquisas de percepção do usuário podem ser instantâneas (questionários aplicados ao mesmo tempo em que as variáveis ambientais são medidas) ou longitudinais (primeiro são levantadas todas as características da edificação, e depois os usuários são entrevistados).

6.1.1 Pesquisas de satisfação

A pesquisa de satisfação considera quão satisfeito o ocupante está com relação às condições térmicas internas, considerando o período em que os mesmos ocupam a edificação e o local de trabalho. As pesquisas de satisfação devem utilizar uma escala sétima que varia de “satisfeito” até “insatisfeito”, incluindo perguntas que possam levar à identificação das possíveis causas desta insatisfação.

6.1.2 Pesquisa de aceitabilidade, sensação e preferência

Na pesquisa de aceitabilidade, as perguntas devem prever se o usuário considera as condições ambientais “aceitáveis” ou “inaceitáveis”. Para a verificação da sensação térmica, deve ser utilizada a escala sétima de votos, dividida da seguinte maneira: muito frio (-3), frio (-2), levemente frio (-1), neutro (0), levemente quente (+1), quente (+2) e muito quente (+3). Com relação à preferência, as pesquisas devem utilizar a escala: mais aquecido, não mudar ou mais resfriado. As pesquisas devem ser aplicadas em toda a população, ou em uma amostra representativa, considerando condições representativas dos períodos de operação.

6.1.3 Formas de análise

O percentual de usuários insatisfeitos ou em desconforto térmico deve ser calculado e comparado com os limites estabelecidos. 6.1.3.1 Pesquisas de satisfação


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Calcular a percentagem dos votos nas categorias de apenas “satisfeito” até “muito satisfeito” em relação ao total dos votos. Incluir no relato as questões ligadas à insatisfação e as quantificações percentuais. 6.1.3.2 Pesquisa de aceitabilidade, sensação e preferência

Nas pesquisas de aceitabilidade devem ser calculados o percentual de usuários que consideram o ambiente “aceitável” ou “inaceitável. O mesmo deve ser feito com os votos de preferência térmica, respeitando a escala estipulada; (mais quente, não mudar, mais frio). Nas pesquisas de sensação térmica, os votos “+1”, “0” e “-1” devem ser considerados como confortáveis, e devem ser divididos pelo total de votos em cada instante de medição.

6.2 Conforto a partir da medição das variáveis ambientais e estimativa das variáveis pessoais

As quatro variáveis ambientais (temperatura do ar, temperatura radiante média, velocidade do ar e umidade do ar) devem ser medidas com o auxílio de equipamentos adequados, e devidamente calibrados. As duas variáveis pessoais (atividade metabólica e vestimenta) devem ser estimadas por meio de questionários, para que seja possível a aplicação de um índice de conforto térmico. A estimativa das variáveis pessoais deve ser feita de acordo com os Anexos A e B desta parte da Norma. No caso do índice PMV/PPD, são utilizadas todas as 6 variáveis. Já no caso do modelo adaptativo só serão utilizadas a temperatura do ar, a temperatura radiante média e a velocidade do ar. Todos os equipamentos utilizados para a medição das variáveis ambientais devem estar de acordo com os critérios definidos na Tabela 5.

Tabela 5Faixa de medição instrumental e precisão requerida dos equipamentos

Variável Ambiental Faixa de Medição Acuracidade

Temperatura do ar (temperatura de bulbo seco e

bulbo úmido) 10 °C a 40 °C ± 0,2 °C

Temperatura radiante média 10 °C a 40 °C ± 1°C

Temperatura radiante plana 0°C a 50°C ± 0,5 °C

Temperatura superficial 0 °C a 50 °C ± 1°C

Umidade relativa do ar 25 % a 95 % UR ± 5 %

Velocidade do ar 0,05 a 2,0 m/s ± 0,05 m/s

Radiação direcional -35 W/m² a + 35 W/m² ± 5 W/m²

6.2.1 Medição da temperatura do ar

A temperatura do ar é determinada geralmente por medições de variáveis que são funções de volumes de líquidos, resistências elétricas, força eletromotriz, etc. Qualquer que seja a variável com a qual está sendo relacionada à temperatura, a leitura do sensor corresponde somente à temperatura onde ele se encontra, podendo diferir ou não da temperatura do fluido geral a ser medido.


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Para a medição da temperatura do ar, deve ser calculado um valor médio em função da localização do ocupante e do tempo de exposição. Para o cálculo da média espacial devem ser considerados os valores de temperatura do ar ao nível do tornozelo, cintura e altura da cabeça, cobrindo no mínimo pontos pré-determinados que devem ser representativos da área ocupada. Estes níveis correspondem respectivamente a: 0,10; 0,60 e 1,10 metros para ocupantes sentados e, 0,10; 1,10 e 1,70 metros para ocupantes em pé. Interposições com localizações igualmente espaçadas também podem ser incluídas na média. A média temporal é uma média que considera no mínimo 3 min. de medição, e se aplica a todas as localizações das médias espaciais, que deve considerar a posição dos usuários no ambiente. 6.2.1.1 Tipos de sensores de temperatura do ar

a) Termômetros de expansão:

termômetros de expansão de líquidos (mercúrio, etc.), termômetros de expansão de sólidos; b) Termômetros elétricos:

termômetros de resistência variada (resistor de platina, termistor), termômetros baseados em geração de força eletromotriz (termopares). 6.2.1.2 Precauções a serem tomadas na durante a medição da temperatura do ar

Redução do efeito da radiação:

Devem ser tomados cuidados para se proteger o sensor contra os efeitos da radiação proveniente de superfícies vizinhas; caso contrário, o valor medido não será o valor correto da temperatura do ar, e sim um valor intermediário entre a temperatura do ar e a temperatura radiante média. Estes cuidados podem ser efetivados de diferentes maneiras: a) reduzindo a emissividade do sensor, utilizando um sensor polido quando o mesmo for de metal, ou utilizando-se um sensor coberto por tinta reflexiva quando o mesmo for do tipo isolante; b) reduzindo a diferença de temperatura entre o sensor e as paredes adjacentes a ele. Quando essa redução não for possível, deve ser utilizada uma barreira radiante entre o sensor e o ambiente (uma ou mais telas ou chapas refletivas finas, por exemplo, de alumínio de 0,1 a 0,2 mm). Deve ser deixado um espaço entre a proteção e o sensor, para que haja convecção natural; c) aumentando o coeficiente de convecção por meio de um aumento da velocidade do ar, utilizando-se ventilação forçada e reduzindo-se o tamanho do sensor; d) inércia térmica do sensor: O sensor requer um determinado tempo para indicar a temperatura correta, já que a leitura não é instantânea. Uma medição não deve ser concretizada em um período menor que 1,5 vezes o tempo de resposta (90%) do sensor. Um sensor responderá mais rapidamente: quanto menor a temperatura do sensor e mais baixo seu calor específico e, quanto melhor forem as trocas térmicas com o ambiente.

6.2.1.3 Temperatura local do ar

A temperatura local do ar é definida da mesma forma que a temperatura do ar, exceto por se referir a um mesmo nível (por exemplo, o nível da cabeça). É necessária pelo menos uma localização neste nível. Para determinar uma melhor média, é aceitável incluir diversos pontos ao redor do corpo.


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6.2.2 Medição da temperatura radiante média

A temperatura radiante média é definida como a temperatura uniforme de um compartimento negro (no sentido físico radiante) que troca com um ocupante a mesma quantidade de radiação térmica que um ambiente real trocaria. É um valor único para todo o corpo, podendo ser considerado como uma média espacial das superfícies circundantes, ponderada por seus respectivos fatores de forma com relação ao ocupante. O montante de calor radiante ganho ou perdido pelo corpo pode ser considerado como a soma algébrica de todos os fluxos radiantes trocados por suas partes expostas com as várias fontes de calor a seu redor. A radiação a que está sujeita uma pessoa no interior de um ambiente pode ser determinada utilizando as dimensões do ambiente, suas características térmicas e a localização da pessoa no ambiente. Este método pode, porém, ser complexo e bastante trabalhoso, uma vez que pode haver várias fontes emissoras de radiação e de variados tipos. Para fins da Seção 5, a temperatura radiante média também deve ser calculada em função do tempo. A média temporal deve ser calculada da mesma forma que a temperatura do ar, mas apenas na região da altura referente à cintura (0,6 m do chão para pessoas sentadas, e a 1,1 m do chão para pessoas em pé). Basicamente, a temperatura radiante média pode ser medida com o auxílio de um termômetro de globo negro, que possui em seu centro um sensor de temperatura do tipo “bulbo de mercúrio”, “termopar” ou “resistor”. Existem globos de diversos diâmetros, mas para facilitar o cálculo utilizando uma fórmula padrão (que depende do diâmetro), é recomendada a medição utilizando um globo de 15cm. Quanto menor o diâmetro do globo, maior será o efeito da temperatura e da velocidade do ar, o que pode levar a imprecisões dos resultados. Como a superfície externa do globo deve absorver a radiação proveniente das paredes do ambiente, sua superfície deve ser negra ou com cobertura eletroquímica, ou pintura com tinta negra. 6.2.2.1 Princípios de medição e cálculo

O globo situado em um ambiente tende a um balanço térmico sob os efeitos das trocas térmicas devido à radiação (proveniente de diferentes fontes do ambiente) e devido aos efeitos da convecção. Nas medições de conforto térmico é necessário primeiramente determinar o coeficiente de troca de calor por convecção do globo (Equações 5 e 6), para depois adotar a equação mais adequada (Equação 7 ou 8), que deve ser aquela representada pelo coeficiente de maior valor. A verificação do coeficiente de convecção deve ser feita a partir das seguintes equações: a) convecção natural:

√

(5)


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b) convecção forçada:

(6)

Onde:

coeficiente de troca de calor por convecção do globo (W/(m2.ºC);

∆t diferença de temperatura (tg - ta) (expressa em graus Celsius);

D diâmetro do globo (expressa em metros) (normalmente 0,15 m);

va velocidade média do ar (m/s).(expressa em metros por segundo)

Determinado o maior coeficiente de convecção, as equações a serem adotadas são:

a) convecção natural

√( ) ( ) √| |

( )

(7)

b) convecção forçada

√( ) ( ) ( )

(8)

6.2.2.2 Precauções a serem tomadas quando se utiliza o globo negro

Como a radiação em um ambiente é um dos principais fatores causadores de desconforto localizado, a determinação incorreta da temperatura radiante média pode resultar em grandes erros de medições. Assim, as seguintes precauções devem então ser tomadas:

O tempo de resposta do termômetro de globo é de aproximadamente 20/30 minutos, de acordo com as características do globo e condições ambientais. Leituras sucessivas permitirão que o equilíbrio seja alcançado de maneira mais eficaz. Em ambientes com variações rápidas de temperatura, radiação e velocidade do ar, o termômetro de globo não é considerado o instrumento mais adequado para a medição devido à sua alta inércia térmica;

A precisão da medição da temperatura radiante média pode variar de acordo com as precisões dos outros parâmetros ambientais medidos. A precisão com a qual está se trabalhando deve ser sempre indicada;

O uso do termômetro de globo representa uma aproximação da temperatura radiante média à que está sujeita uma pessoa devido à sua forma esférica, que não corresponde a real forma do corpo humano. Em casos particulares de medição da radiação proveniente do teto ou do piso, os valores


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medidos com o globo são geralmente superestimados quando relacionados aos reais sentidos pelo usuário;

A utilização do termômetro de globo quando exposto à radiação de ondas curtas (sol, por exemplo) requer uma pintura que apresente a mesma absortividade para ondas curtas que as superfícies das roupas (cinza médio, por exemplo). Uma possível alternativa é a realização do cálculo considerando a absortividade da roupa utilizada pelo usuário.

6.2.3 Medição de velocidade do ar

A velocidade do ar é um parâmetro que deve ser levado em consideração quando se analisam as trocas de calor por convecção e evaporação. É um parâmetro com grandes dificuldades na medição devido às constantes flutuações em intensidade e direção no tempo e espaço. É importante notar que em estudos de conforto térmico as flutuações da velocidade do ar têm bastante efeito na sensação subjetiva da corrente de ar.

Durante a medição da velocidade do ar deve-se atentar à sensitividade do sensor com relação à direção do fluxo e às flutuações na intensidade. Para a avaliação de conforto térmico deve ser utilizado um valor médio de velocidade do ar, medido ao longo de um intervalo de 1 a 3 min. As variações que ocorrem durante um período maior que 3 minutos devem ser tratadas como múltiplos valores de velocidade do ar.

O termo “velocidade média do ar” também incorpora a variação média espacial de medições realizadas nos 3 níveis prescritos, para pessoas sentadas ou em pé. O cálculo da média pode ser ponderado pelo pesquisador/projetista da seguinte maneira:

O modelo termo fisiológico SET se baseia na suposição de que o corpo está exposto a uma velocidade do ar uniforme; no entanto, os espaços com sistemas ativos ou passivos que promovem condições não uniformes de velocidade do ar podem promover de maneira mais eficaz a perda de calor sobre a superfície da pele, o que pode não acontecer em espaços onde a velocidade do ar é uniforme; portanto, o pesquisador/projetista deve decidir um valor médio apropriado de velocidade do ar para ser utilizado no Método Gráfico (Figuras 1 e 2 da Seção 5.2.3). Uma média adequada deve incluir velocidades do ar incidentes em partes despidas do corpo (por exemplo, a cabeça), já que tais partes possuem um maior potencial de resfriamento e de desconforto localizado.

6.2.3.1 Tipos de sensores de velocidade do ar e medição

De uma maneira geral, a velocidade do ar pode ser determinada:

Através da utilização de um instrumento omnidirecional, sensível à magnitude da velocidade do ar, independente da sua direção (esfera aquecida);

Sensor unidirecional, desde que a direção predominante da velocidade do ar seja determinada previamente às medições. Tal procedimento pode ser realizado utilizando sticks de fumaça sem nenhum tipo de odor.

6.2.3.2 Precauções a serem tomadas na medição da velocidade do ar

Para a medição da velocidade do ar devem ser levados em consideração os seguintes fatores: a calibração do instrumento, o tempo de resposta de sensor e o período de medição (tempo).


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Fluxos de ar com alta turbulência e baixa frequência das flutuações das velocidades necessitam de períodos de medição maiores que os fluxos com baixa intensidade de turbulência e alta frequência das flutuações das velocidades.

6.2.4 Medição da umidade do ar

A umidade do ar é um valor geral de referência para descrever o teor de umidade no ar. Este valor é expresso em diversas variáveis termodinâmicas, incluindo a pressão de vapor, temperatura de ponto de orvalho, e razão de umidade específica. A alta umidade do ar reduz a evaporação do suor e conduz ao estresse térmico. No que se refere às trocas por evaporação entre a pessoa e o ambiente, a umidade específica do ar é o parâmetro que deve ser levado em consideração, e é frequentemente expressa sob a forma de pressão parcial de vapor de água. A pressão parcial de vapor de água de uma mistura de ar úmido é a pressão que o vapor d‟água contido nesta mistura exerceria se ocupasse sozinho o volume ocupado pelo ar úmido, à mesma temperatura.

A umidade específica pode ser determinada diretamente (instrumentos de ponto de orvalho ou instrumentos eletrolíticos), ou indiretamente, por meio da medição de diversos outros parâmetros medidos simultaneamente (umidade relativa do ar e temperatura do ar, temperatura de bulbo úmido e bulbo seco utilizando um psicrômetro). O psicrômetro giratório é um aparelho comumente utilizado para a medição de umidade, permitindo que a determinação ocorra por meio da diferença entre um valor de medição da temperatura do ar (ta) e temperatura úmida psicrométrica (tbu). A rotação do equipamento faz com que a velocidade do ar provoque a evaporação da água contida na mecha de algodão do sensor de bulbo úmido, provocando uma queda na temperatura deste sensor. A evaporação depende da saturação de vapor de água da atmosfera.

A precisão de medição do equipamento utilizado deve estar de acordo com a Tabela 5 desta parte da Norma.

Assim, a umidade relativa e absoluta do ar é caracterizada pela razão de umidade ou pressão parcial de vapor d‟água, podendo ser determinada pela carta psicrométrica ou por relações analíticas de psicrometria. A umidade relativa (e) é a razão entre a pressão do vapor de água (pa) do ar úmido, e a pressão de vapor saturado (pas) para uma mesma temperatura e mesma pressão atmosférica total, sendo definida por meio da equação:

Como a umidade relativa do ar é expressa em porcentagem, escreve-se:

(9)

6.2.4.1 Precauções a serem tomadas na medição da umidade relativa do ar

O termômetro de bulbo úmido deve ser suficientemente ventilado, considerando uma velocidade do ar entre 4 e 5 m/s;

Os termômetros de bulbo seco e úmido devem ser protegidos da radiação por algum tipo de barreira;

A mecha ao redor do termômetro de bulbo úmido deve se estender além da parte sensitiva do bulbo, eliminando os erros que ocorrem devido à condução térmica no termômetro;


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A água para umidificar a mecha deve ser destilada, considerando que a pressão de vapor d‟água no caso de soluções salinas é menor quando comparada à soluções puras;

A mecha do termômetro de bulbo úmido deve permitir que a água circule facilmente por atração capilar, principalmente em situações onde a umidade específica do ar é baixa.

6.2.5 Posição espacial para medição das variáveis

6.2.5.1 Localização das medições

As medições das variáveis devem ser feitas em locais ocupados, que sejam representativos de onde os usuários costumam ficar. Caso o local de ocupação não seja conhecido, as medições devem incluir pelo menos os seguintes pontos: o centro da zona e 1,0 m adentro do centro de cada parede externa com janela, centralizado a partir do meio da maior janela. Medições também devem ser feitas em localizações que resultem em situações críticas como perto de janelas, perto de saídas de difusores de ar, cantos e recessos.

6.2.5.2 Altura das medições

Temperatura do ar e velocidade do ar devem ser medidas a 0,1, 0,6, e 1,1 m de altura para ocupantes sentados e a 0,1, 1,1, e 1,7 m de altura para ocupantes em pé. A temperatura operativa ou o PMV/PPD devem ser medidos ou calculados a 0,6 m do chão para ocupantes sentados ou 1,1 m para ocupantes em pé. Caso seja detectada alguma forma de desconforto localizado, as alturas a serem utilizadas são as mesmas especificadas na Seção 5.2.4.

6.2.6 Frequência das medições

A frequência das medições deve representar uma amostra das horas ocupadas em um dado período (ano, estação ou dia típico), ou, devem ser feitas em períodos onde acontecimentos críticos são esperados. Se existem mudanças significativas na temperatura do ar, as medições devem ser feitas a cada 5 min. por pelo menos duas horas para verificar o atendimento dos limites especificados por esta parte da Norma.

6.2.7 Medições simplificadas utilizando os sistemas de automação predial

Como grande parte dos edifícios novos possui sistema de automação, deve-se prever a aquisição e armazenamento dos dados de temperatura (com precisão superior a 0,5 °C) em intervalos de 10 a 30 min.

6.3 Índices de conforto

Dois índices de conforto podem ser utilizados:

O PMV deve ser utilizado em ambientes continuamente condicionados, sendo que os limites estabelecidos na Seção 5 estabelecem a zona de conforto para 2 tipos de vestimenta. O movimento do ar pode modificar a zona de conforto como estabelecido em 5.2.3.


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A temperatura operativa deve ser utilizada no modelo adaptativo descrito na Seção 5.4,em ambientes não condicionados. O movimento do ar pode modificar a zona de conforto como descrito na Tabela 4.

Tanto a temperatura operativa como o PMV devem ser calculados ou medidos nas alturas de 0,6 m para pessoas sentadas e 1,1 m para pessoas de pé.

A temperatura operativa deve ser determinada de acordo com o método proposto pelo ASHRAE Handbook –Fundamentals (2013), Capítulo “Thermal Comfort”. Seu cálculo leva em consideração a temperatura do ar e a temperatura radiante média, utilizando a seguinte equação:

( )

(10)

onde

to é a temperatura operativa; ta é a temperatura do ar; tr a temperatura radiante média.

O valor de A é determinado em função da velocidade média do ar (va ), de acordo com a Tabela 6.

Tabela 6 Velocidade do ar

< 0,2 m/s 0,2 até 0,6 m/s 0,6 até 1,0 m/s

A 0,5 0,6 0,7

Na maioria dos casos onde a velocidade média relativa do ar é baixa (< 0,2 m/s) ou onde a diferença entre a temperatura radiante média e a do ar é pequena (< 4 °C), a temperatura operativa pode ser calculada como a média entre a temperatura do ar e a temperatura radiante média. Neste caso, é imprescindível que os ocupantes estejam realizando atividades físicas sedentárias (com taxas metabólicas entre 1,0 e 1,3 met), e não estejam expostos à luz solar direta.

6.3.1 Avaliações em um instante de tempo

Estas avaliações podem ser feitas em condições de carga máxima, condições semelhantes à de projeto, eventos especiais ou diagnostico de falhas ou reclamações.

6.3.2 Avaliações em um intervalo de tempo

Caso existam dados de um período de tempo (dia, estação ou ano) deve-se usar para o cálculo do número de horas excedidas em que as condições ambientais estão fora da zona de conforto. O número de horas excedidas (EH), ou horas de desconforto, é calculado para o PMV ou método adaptativo como segue: Para aceitabilidade, sensação e preferencia, usar o EH:


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Para o PMV: EH = Σ Hdisc, onde Hdisc = 1 se o |PMV| estiver fora do intervalo de ± 0,5; e 0 se o oposto ocorrer. Neste caso, Hdisc representa as horas de desconforto. Para o modelo adaptativo: EH = Σ (H > limite superior + H < limite inferior), onde H > limite superior = 1, se top > t limite superior; e 0 se o oposto ocorrer; H > limite inferior = 1 se top < t limite inferior; e 0 se o oposto ocorrer.

O desconforto por calor, ou por frio, pode ser quantificado da seguinte forma:

Quando o valor de H se localizar acima do limite superior da zona de aceitabilidade da Figura 5, ocorre o desconforto por calor;

Quando o valor de H se localizar abaixo do limite inferior da zona de aceitabilidade da Figura 5, ocorre o desconforto por frio.

É permitido quantificar um limite para o número de horas de desconforto térmico, taxas de variação excedidas, e horas de desconforto localizado excedidas a partir de um período de tempo de interesse.

7 Comprovação de atendimento à Norma na etapa do projeto

7.1 Projeto

Os edifícios e seus sistemas de condicionamento e controle devem ser projetados para que as condições de conforto térmico, sob condições climáticas referenciais, sejam mantidas. Esta Norma não trata do projeto destes sistemas, tratando apenas dos requisitos de conforto térmico aceitáveis para a maioria das pessoas. Deve-se estabelecer o percentual previsto de insatisfeitos ou em desconforto térmico, e o número de horas excedidas utilizando os anos climáticos de referência ou típicos (TRY, TMY) em climas com grandes variações anuais, ou dias típicos para climas com pequenas variações.

7.2 Documentação

O método e as condições de projeto para o uso do edifico devem ser selecionados e documentados como segue:

Nota Alguns dos requisitos nos itens 1 e 3 abaixo não se aplicam em ambientes naturalmente condicionados ou mistos.

1. A temperatura operativa e a umidade (incluindo tolerâncias), as temperaturas externas de projeto (ver a versão de 2013 do ASHRAE Handbook—Fundamentals,Chapter 14, ―Climatic Design Information”), e as cargas internas devem ser listadas. As horas e condições de não atendimento aos requisitos de projeto estabelecidos na Seção 5 devem ser documentadas. Em edifícios complexos e passivos, as horas de não atendimento talvez tenham que ser calculadas com uso de simulação dinâmica horária durante um ano.


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2.Os valores assumidos no projeto, como isolamento da vestimenta (clo) e o nível de atividade metabólica (met), devem ser documentados, incluindo suas eventuais variações sazonais.

3.O desconforto térmico local pode ser um fator de difícil análise, devido às limitações das ferramentas de simulação. Neste caso, uma narrativa sobre sua consideração na análise deve ser incluída. Quando existirem janelas com área superior a 50 % da área de fachada, a velocidade do ar mais alta e estratificação no deslocamento de ar, devem ser apresentados os cálculos que demonstrem que o desconforto local se encontra dentro dos limites estipulados na Seção 5.2.4.2.

Os limites a serem usados no cumprimento desta Norma são:

a) para edifícios continuamente condicionados devem-se considerar os limites de PMV +/- 0,5 ou os limites da Seção 5.3, apresentando o número de horas de desconforto excedidas (EH); b) para edifícios sem condicionamento artificial, deve-se considerar os limites da Seção 5.4, apresentando número de horas de desconforto excedidas (EH).

8 Comprovação de atendimento à norma de edificações existentes

Em edifícios existentes a comprovação pode ser feita para um dia crítico ou para um período crítico. Deve-se estabelecer o percentual previsto de insatisfeitos ou em desconforto térmico, o número de horas excedidas e a média ponderada do grau de severidade das horas excedidas, utilizando os dados disponíveis. Em climas com grandes variações anuais, a análise deve cobrir períodos representativos destas variações; e em climas com pequenas variações, é possível utilizar apenas os dias típicos.

8.1 Por meio da sensação dos usuários

O limite a ser usado no cumprimento desta Norma é o EH, conforme Seção 6.3.2.

8.2 Por meio de índices de conforto

Os limites a serem usados no cumprimento desta Norma são:

a) para edifícios continuamente condicionados deve-se considerar os limites de PMV +/- 0.5 ou os limites da Seção 5.3 (Método para determinação das condições térmicas aceitáveis em ambientes ocupados), apresentando o número de horas excedidas (EH); b) para edifícios sem climatização artificial, os limites da Seção 5.4 (Método para determinação das condições térmicas aceitáveis em ambientes naturalmente condicionados controlados pelos usuários) devem ser considerados, apresentando o número de horas excedidas (EH).


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Anexo A (Normativo)

Níveis de atividade metabólica

A.1 Utilização dos dados de taxa metabólica

Os dados apresentados na Tabela A.1 foram reproduzidos do capítulo 9 da versão 2013 do ASHRAE Handbook-Fundamentals³. Os valores representam as taxas típicas de metabolismo por unidade de área de superfície corporal de um adulto médio (área de DuBois = 1,8m2), considerando as atividades desenvolvidas de modo contínuo. Este capítulo do Handbook fornece informações adicionais para estimar e medir os níveis de atividade. A seguir, orientações gerais para o uso destes dados.

Nem todas as atividades que podem ser consideradas de interesse estão inclusas na Tabela. Os usuários desta parte da Norma devem utilizar seu próprio julgamento para combinar as atividades a serem consideradas com aquelas atividades similares encontradas na tabela. Alguns dos dados apresentados nesta Tabela são descritos em forma de intervalo, e outros como um valor único. O formato para uma determinada entrada baseia-se na fonte de dados original, não sendo uma indicação de quando um intervalo de valores deve ou não ser utilizado. Para qualquer atividade, com exceção das atividades sedentárias, a taxa metabólica pode variar dependendo da maneira como o indivíduo executa a tarefa, e das circunstâncias em que a tarefa é executada.

É permitido utilizar uma taxa metabólica média ponderada por um intervalo de tempo considerando a atividade executada, que pode variar ao longo de um período de uma hora ou menos. Por exemplo, uma pessoa que dentro de 1 hora costuma passar 30 minutos “levantando/embalando”, 15 min. “arquivando/de pé” e 15 min. “caminhando pelo ambiente” tem uma taxa metabólica média de: 0,50 × 2,1 + 0,25 × 1,4 + 0,25 × 1,7 = 1,8 met. Tal cálculo para encontrar o valor médio não deve ser aplicado quando o período de variação for maior que uma hora. Por exemplo, uma pessoa que está “levantando/embalando” durante uma hora, e então “arquivando/de pé” durante mais uma hora, deve ser considerada como alguém que exerce duas atividades metabólicas distintas.

À medida que a taxa metabólica supera a marca de 1,0 met, a evaporação do suor se torna crescentemente importante para atingir conforto térmico. O método do PMV não é adequado para este tipo de análise, e esta parte da norma não deve ser aplicada durante situações onde a taxa metabólica média ponderada por um intervalo de tempo ultrapassa 2,0 met.

A taxa metabólica média ponderada por um intervalo de tempo só se aplica a um indivíduo. A taxa metabólica associada à atividade de um grupo de indivíduos dentro de um espaço não pode ser ponderada para encontrar um valor único médio a ser aplicado em todo o espaço. A gama de atividades de diferentes indivíduos em um espaço, e as condições ambientais necessárias àquelas atividades, deve ser considerada na aplicação desta parte da Norma. Por exemplo, os clientes de um restaurante podem ter uma taxa metabólica próxima de 1,0 met, enquanto os garçons podem ter uma taxa metabólica próxima de 2,0 met. Cada um destes grupos de ocupantes devem ser considerados separadamente quando forem determinadas as condições requeridas de conforto térmico do espaço. Em alguns casos não será possível promover um nível aceitável ou o mesmo padrão de conforto para todos os grupos de ocupantes (por exemplo, os clientes de um restaurante e os garçons).

Os valores das taxas metabólicas desta tabela foram determinados nos períodos em que a sensação térmica dos indivíduos avaliados estava próxima de neutra. Ainda não é conhecida a correta proporção em que as pessoas possam modificar sua taxa metabólica de maneira que o desconforto por calor possa ser amenizado.


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Tabela A.1 Taxas Metabólicas para atividades típicas

Atividade Taxa Metabólica

Unidade Met W/m2

Descansando

Dormindo 0,7 40

Deitado 0,8 45

Sentado, quieto 1,0 60

De pé, relaxado 1,2 70

Caminhando (em uma superfície plana)

0,9 m/s; 3,2 km/h; 2,0 115

1.2 m/s, 4.3 km/h, 2,6 150

1.8 m/s, 6.8 km/h, 3,8 220

Atividades de Escritório

Lendo, sentado 1,0 55

Escrevendo 1,0 60

Digitando 1,1 65

Arquivando, sentado 1,2 70

Arquivando, de pé 1,4 80

Caminhando pelo ambiente 1,7 100

Levantando/empacotando 2,1 120

Dirigindo/Voando

Automóvel 1,0 - 2,0 60 - 115

Aeronaves, rotina 1,2 70

Aeronaves, aterrisagem com instrumentos 1,8 105

Aeronaves, combate 2,4 140

Veículos 3,2 185

Atividades Ocupacionais Diversas

Cozinhando 1,6 - 2,0 95 - 115

Limpando a casa 2,0 - 3,4 115 - 200

Sentado,movimento pesado dos membros 2,2 130

Trabalho de Máquina serrando(serra de mesa)

1,8 105

Luz (indústria elétrica) 2,0 - 2,4 115 - 140

Pesado 4,0 235

Manipulação, sacos de 50 kg 4,0 235

Trabalhos com picareta e pá 4,0 - 4,8 235 - 280

Atividades diversas de Lazer

Dançando, social 2,4 - 4,4 140 - 255

Musculação 3,0 - 4,0 175 - 235

Tênis, individual 3,6 - 4,0 210 - 270

Basquetebol 5,0 - 7,6 290 - 440

Luta livre, competição 7,0 - 8,7 410 - 505


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Anexo B (Normativo)

Isolamento da vestimenta

O montante de isolamento térmico que uma pessoa veste tem um impacto significativo no conforto térmico, sendo uma variável importante para a aplicação desta parte da norma. O isolamento da vestimenta pode ser expresso de diversas maneiras. Nesta parte da norma, o isolamento corporal proveniente de um conjunto de roupas é expresso em um valor de “clo” (Icl ). Para maiores informações, usuários não familiarizados com a terminologia do isolamento da vestimenta devem procurar a referência ao termo no Capítulo 9 da versão 2013do ASHRAE Handbook – Fundamentals³.

O isolamento proveniente da roupa pode ser determinado de diversos meios, e se dados precisos puderem ser encontrados em outras fontes – tais como as medições com manequins térmicos – eles podem ser considerados aceitáveis para o uso. Quando tal informação não está disponível, é permitido utilizar os valores das tabelas deste apêndice para estimar o isolamento da vestimenta valendo-se de um dos métodos descritos logo abaixo. Independente da fonte do valor do isolamento da roupa, esta parte da norma não deve ser utilizada para conjuntos de roupa com isolamento superior a 1,5 clo. Esta parte da norma não deve ser utilizada com roupas altamente impermeáveis à passagem da umidade (por exemplo, roupas com proteção química ou à chuva).

Três métodos para a estimativa do isolamento da vestimenta são apresentados. Os métodos estão listados em ordem de acuracidade, e devem ser utilizados em ordem de preferência. Método 1 ATabela B.1 lista o isolamento proveniente de uma variedade de conjuntos de roupas comuns. Se o conjunto considerado corresponder razoavelmente bem a um dos conjuntos desta Tabela, então o valor de Icl indicado deve ser usado. Método 2 A Tabela B.2 apresenta o isolamento da vestimenta de uma variedade de peças individuais de roupa. É aceitável adicionar ou subtrair peças de roupas dos conjuntos da Tabela B.1; por exemplo, se roupas íntimas longas (ceroulas) forem adicionadas ao conjunto 5 da Tabela B1, o isolamento resultante do conjunto será: Icl= 1,01 + 0,15 = 1,16 clo. Método 3É aceitável definir um conjunto completo de vestimenta utilizando uma combinação de roupas listada na tabela B.2. O isolamento de um conjunto é estimado pelo somatório de valores individuais listados na Tabela B.2; por exemplo, o isolamento estimado de um conjunto composto por um macacão com camisa de flanela, camiseta (T-shirt), cueca, botas e meias de comprimento médio, será: Icl= 0,30 + 0,34 + 0,08 + 0,04 + 0,10 + 0,03 = 0,89 clo. As Tabelas B.1 e B.2 se aplicam para uma pessoa de pé. Uma postura sentada resulta em um decréscimo no isolamento térmico da vestimenta devido à compressão das camadas de ar na roupa. Este decréscimo pode ser compensado pelo isolamento proporcionado pela cadeira. A tabela B.3 apresenta o efeito causado pelo isolamento da cadeira no montante do isolamento de um conjunto de vestimentas. Este método é aceitável para ajustar o valor da vestimenta em qualquer um dos 3 métodos citados acima. Por exemplo, o isolamento da vestimenta de uma pessoa vestindo o conjunto 3 da Tabela B.1, sentada em uma cadeira executiva é de: 0,96 + 0,15 = 1,11 clo.Em muitas cadeiras, o efeito do “sentar” corresponde à uma mudança mínima no isolamento da vestimenta. Por esta razão, não é recomendado nenhum ajuste no clo quando existe alguma incerteza com relação ao tipo da cadeira e/ou se a atividade


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do indivíduo incluir ambos: sentar e ficar de pé. As Tabelas B.1 e B.2 são para pessoas que não estão se movendo. O movimento do corpo diminui o isolamento de um conjunto de vestimenta através de um movimento do ar pelas aberturas das roupas, fazendo com que o ar circule. Este efeito pode variar significativamente, o que depende da natureza do movimento (por exemplo, caminhar x levantar), e também da natureza da roupa (uma roupa confortável e mais maleável ao corpo x uma roupa dura e solta). Por causa dessa variação, a acuracidade no isolamento da vestimenta de uma pessoa ativa se torna difícil, não se encontrando facilmente disponíveis, a não ser que medições específicas sejam feitas para as condições em questão (por exemplo, com um manequim se movimentando). Uma estimativa grosseira para o isolamento da vestimenta de uma pessoa se movimentando pode ser feita por meio da seguinte expressão:

( )

(B.1) onde M é a taxa metabólica em unidades de met; Icl é o isolamento da vestimenta sem a atividade física.

Para taxas metabólicas inferiores a 1,2 met, nenhum ajuste é recomendado. Quando uma pessoa está dormindo ou descansando em uma postura reclinada, a cama e as roupas de cama podem proporcionar um isolamento térmico considerável. Não é possível determinar o isolamento térmico para a maioria das situações onde uma pessoa está dormindo ou descansando, a não ser que o indivíduo esteja imóvel. Cada pessoa ajusta sua vestimenta para dormir ou descansar de acordo com a sua preferência. As condições ambientais e a vestimenta adequada ao sono e/ou descanso variam consideravelmente de pessoa para pessoa e, portanto, não podem ser determinadas por meio dos métodos inclusos nesta parte da norma. A variabilidade das roupas entre os ocupantes em um mesmo espaço é uma consideração importante na aplicação desta parte da norma. Esta variabilidade assume duas formas; na primeira forma, indivíduos diferentes utilizam vestimentas diferentes, independentemente das condições térmicas (exemplos incluem as preferências pessoais entre homens e mulheres, escritórios onde os gerentes usam ternos e os outros funcionários podem usar camisa de mangas curtas); na segunda forma, a variabilidade entre as roupas é resultado da adaptação às diferenças individuais em resposta ao ambiente térmico (por exemplo, algumas pessoas estão vestindo blusas com mangas compridas enquanto outras podem estar vestindo camisetas - dentro de um mesmo ambiente, desde que não existam restrições limitantes com relação à vestimenta). A primeira forma de variabilidade pode resultar em diferenças nos requisitos de conforto térmico entre diferentes ocupantes, e estas diferenças devem ser abordadas durante a aplicação desta parte da norma. Nesta situação, não é aceitável definir uma média de isolamento da vestimenta de vários grupos de ocupantes para determinar as condições do ambiente necessárias para todos os ocupantes. Cada grupo deve ser considerado separadamente. Quando a variabilidade entre os grupos segue a segunda forma, e é resultado apenas de indivíduos que fazem ajustes na roupa livremente para atender suas preferências térmicas, é aceitável a reprodução de um único valor médio que representa o isolamento da vestimenta de todo o grupo. Para atividades quase sedentárias onde a taxa metabólica é de aproximadamente 1,2 met, o efeito da mudança de roupa no valor da temperatura operativa ótima é de aproximadamente 6 °C para cada unidade de clo. Por exemplo, a Tabela B.2 indica que ao adicionar um suéter fino manga longa em um conjunto de roupas, deve-se considerar aproximadamente um adicional de 0,25 clo.


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A adição deste isolamento deve reduzir a temperatura operativa ótima em cerca de: 6°C/clo × 0,25 clo = 1,5°C. O efeito é maior quando a taxa de metabolismo é maior.

Tabela B.1 Isolamento da Vestimenta

Valores para Conjuntos de Roupas Típicosa

Descrição da Vestimenta Roupas Inclusasb

Icl

(clo)

Calças Calça + Camisa manga curta 0,57

Calça + Camisa manga longa 0,61

#2 + Paletó 0,96

#2 + Paletó + Colete + Camiseta 1,14

#2 + Suéter manga longa + Camiseta 1,01

#5 + Paletó + Ceroula 1,30

Saias/ Vestidos Saia na altura dos joelhos + Camisa manga curta (sandálias) 0,54

Saia na altura dos joelhos + Camisa manga longa + Combinação íntima

0,67

Saia na altura dos joelhos + Camisa manga comprida + Meia combinação íntima + Suéter manga comprida

1,10

Saia na altura dos joelhos + Camisa manga longa + Meia combinação íntima + Paletó

1,04

Saia no comprimento do tornozelo + Camisa manga comprida + Paletó

1,10

Shorts Shorts + Camisa manga curta 0,36

Macacões Macacão manga comprida + Camiseta 0,72

Macacão + Camisa manga comprida + Camiseta 0,89

Macacão isotérmico + Roupa íntima comprida (térmico–corpo todo) 1,37

Atlética Calça de moleton + Blusa de moleton manga longa 0,74

Pijamas Camisa manga longa de pijama + Calça de pijama + Roupão ¾ (Chinelos, sem meias)

0,96

a Dados provenientes do Capítulo 9 da versão de 2013 do ASHRAE Handbook - Fundamentals.

b Todos os conjuntos de roupa, exceto onde indicado entre parênteses, incluem sapatos, meias, calcinhas

ou cuecas. Todos os conjuntos de saias/vestidos incluem meia-calça, sem meias adicionais.


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Tabela B.2 Isolamento das roupasa

Descrição da Roupab

Iclu

(clo) Descrição da Roupa

b

Iclu

(clo)

Roupas Íntimas Vestidos e Saiasc

Sutiã 0,01 Saia (fina) 0,14

Calcinha 0,03 Saia (grossa) 0,23

Cueca Masculina 0,04 Vestido fino, sem mangas 0,23

Camiseta 0,08 Vestido de malha, com mangas 0,27

Meia combinação Íntima 0,14 Vestido curto de algodão (estilo camisa) 0,29

Roupa Íntima Longa (Ceroulas) 0,15 Vestido comprido com mangas (fino) 0,33

Combinação Íntima 0,16 Vestido comprido com mangas (grosso) 0,47

Ceroula Completa (corpo todo) 0,20 Suéters

Calçados Colete/Suéter sem mangas (fino) d 0,13

Meia Soquetes 0,02 Colete/Suéter sem mangas (grosso) d 0,22

Meia-calça fina/Meias 7/8 0,02 Suéter manga longa (fino) 0,25

Sandálias/Chinelos 0,02 Suéter manga longa (grosso) 0,36

Sapatos 0,02 Paletós e Coletes

Sapatos semiabertos (pantufas, sapatos de couro)

0,03 Colete (fino) 0,10

Meias médias (algodão) 0,03 Colete (grosso) 0,17

Meias compridas (algodão) 0,06 Paletó (fino) 0,36

Botas 0,10 Paletó (grosso) 0,44

Camisas e Blusas Paletó fechado (fino) 0,42

Blusa sem mangas 0,12 Paletó fechado (grosso) 0,48

Camisa manga curta esportiva (estilo pólo)

0,17 Pijamas e Robes

Camisa social manga curta 0,19 Camisola curta, sem mangas (fino) 0,18

Camisa social manga longa 0,25 Camisola comprida, sem mangas (fino) 0,20

Camisa de flanela manga longa 0,34 Vestido manga curta de hospital 0,31

Moleton manga longa 0,34 Roupão de verão curto (fino) 0,34

Calças e Macacões Pijama manga curta (fino) 0,42

Shorts curto 0,06 Camisola de inverno comprida (grosso) 0,46

Shorts comprido 0,08 Robe manga longa de verão 0,48

Calça (fina) 0,15 Pijama de manda comprida (grosso) 0,57

Calça (grossa) 0,24 Robe manga comprida de inverno 0,69

Calça Moleton 0,28

Macacão (jardineira) 0,30

Macacão (fechado) 0,49 a Dados provenientes do Capítulo 9 da versão de 2013do ASHRAE Handbook – Fundamentals

b “Fino” se refere às roupas feitas com tecido fino/leve, utilizadas normalmente durante o verão.

“Grosso” se refere às roupas feitas com tecido grosso/pesado, utilizado normalmente durante o inverno. c

Saias no comprimento do joelho. d Coletes forrados.


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Tabela B.3 Adição típica à vestimenta quando o usuário está sentado em uma cadeira

(Válido para conjuntos de roupa com isolamento variando entre 0,5 clo <Icl < 1,2 clo)

Cadeira simplesa 0,00 clo

Cadeira metálica 0,00 clo

Cadeira de madeira com braçosb 0,00 clo

Banco de madeira +0,01 clo

Cadeira de escritório padrão +0,10 clo

Cadeira executiva +0,15 clo a Cadeira feita com cordas finas espaçadas que não oferecem isolamento térmico. Incluída nesta

lista apenas para fins comparativos. b Cadeira usada na maior parte dos estudos básicos de conforto térmico que deram origem ao

índice.


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Anexo C (Normativo)

Programa computacional para cálculo do PMV/PPD e Índice SET

C.1. Cálculo do PMV/PPD Equações básicas para o cálculo do Voto Médio Estimado (PMV) e a Percentagem de Insatisfeitos (PPD) com base nas equações da ISO 7730 (Anexo D), na sua forma original. Diferentes linguagens de programação podem ser utilizadas, mas os dados de saída devem ser verificados utilizando os valores de referência dados na Tabela C.1.

10 REM „ Computer program (BASIC) for calculation of

20 REM „ Predicted Mean Vote (PMV) and Predicted Percentage of Dissatisfaction (PPD)

30 REM „ in accordance with ISO 7730

40 CLS: Print “Data Entry” : „data entry

50 INPUT “ Clothing (clo)” ; CLO

60 INPUT “ Metabolic rate (met)” ; MET

70 INPUT “ External work, normally around 0 (met)” ; WME

80 INPUT “ Air Temperature ( C )” ; TA

90 INPUT “ Mean radiant temperature ( C )” ; TR

100 INPUT “ Relative air velocity (m/s)” : VEL

110 PRINT “ ENTER EITHER RH OR WATER VAPOR PRESSURE BUT NOT BOTH”

120 INPUT “ Relative humidity ( % )” ; RH

130 INPUT “ Water vapor pressure (Pa)” ; PA

140 DEF FNPS (T) = exp(16.6536-4030.183/(TA+235)) : „ saturated vapor pressure KPa

150 IF PA=0 THEN PA=RH*10*FNPS (TA) : „ water vapor pressure, Pa

160 ICL = .155 * CLO : „ thermal insulation of the clothing in m²K/W

170 M = MET * 58.15 : „ metabolic rate in W/m2

180 W = WME * 58.15 : „ external work in W/m2

190 MW = M – W : „ internal heat production in the human body

200 IF ICL < .078 THEN FCL = 1 + 1.29 * ICL ELSE FCL = 1.05+645*ICL

205 : „ clothing area factor

210 HCF = 12.1*SQR (VEL) : „ heat transf. coefficient by forced convection

220 TAA = TA + 273 : „ air temperature in Kelvin

230 TRA = TR + 273 : „ mean radiant temperature in Kelvin

240 „ - - - - - - - CACULATE SURFACE TEMPERATURE OF CLOTHING BY ITERATION - - - - - - - - - -

250 TCLA = TAA + (35.5-TA) / (3.5*(6.45*ICL+.1))

255 „ first guess for surface temperature of clothing

260 P1 = ICL * FCL : „ calculation term

270 P2 = P1 * 3.96 : „ calculation term

280 P3 = P1 * 100 : „ calculation term

290 P4 = P1 * TAA : „ calculation term

300 P5 = 308.7 – .028 * MW +P2 * (TRA/100) ^ 4 : „ calculation term


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310 XN = TCLA / 100

320 XF = XN

330 N =0 : „ N: number of iterations

340 EPS = .00015 : „ stop criteria in iteration

350 XF = (XF+XN) / 2

355 „ heat transf. coeff. by natural convection

360 HCN=2.38*ABS(100*XF-TAA)^.25

370 IF HCF<HCN THEN HC=HCF ELSE HC=HCN

380 XN=(P5+P4*HC-P2*XF^4) / (100+P3*HC)

390 N=N+1

400 IF N > 150 then go to 550

410 IF ABS(XN-XF) . EPS then go to 350

420 TCL=100*XN-273 : „ surface temperature of the clothing

430 „ - - - - - - - - - - - - - - - - HEAT LOSS COMPONENTS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

435 “ heat loss diff. through skin

440 HL1 = 3.05*.001*(5733-6.99*MW-PA)

445 „ heat loss by sweating (comfort)

450 IF MW > 58.15 THEN HL2 = .42 * (MW-58.15)

ELSE HL2 = 0!

455 „ latent respiration heat loss

460 HL3 = 1.7 * .00001 * M * (5867-PA)

465 „ dry respiration heat loss

470 HL4 = .0014 * M * (34-TA)

475 „ heat loss by radiation

480 HL5 = 3.96*FCL*(XN^4-(TRA/100)^4)

485 „ heat loss by convection

490 HL6 = FCL * HC * (TCL-TA)

500 „ - - - - - - - - - - - - - - - - CALCULATE PMV AND PPD - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

505 „ thermal sensation trans. Coeff.

510 TS = .303 * EXP(-.036*M) + 0.28

515 „ predicted mean vote

520 PMV = TS * (MW-HL1-HL2-HL3-HL4-HL5-HL6)

525 „ predicted percentage dissat.

530 PPD=100-95*EXP(-.03353*PMV^4-.2179*PMV^2)

540 goto 570

550 PMV = 99999!

560 PPD-100

570 PRINT: PRINT “OUTPUT”

580 PRINT “ Predicted Mean Vote (PMV) : “

;: PRINT USING “###.###”; PMV

590 PRINT “ Predicted Percentage of Dissatisfied (PPD) : “

;: PRINT USING ###.###”: PPD

600 PRINT: INPUT “NEXT RUN (Y/N) “ ; R$


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610 If (R$=”Y” or R$=”y”) THEN RUN

620 END

Tabela C.1 Exemplo de dados de Entrada/Saída

Exemplo Valores utilizados para gerar conforto na edificação da Figura 3.

Run Temp. Ar RH Temp. Radiante Vel. Ar Met. CLO PMV

PPD %

# °C % °C m/s

1 19,6 86 19,6 0,10 1,1 1 -0,5 10

2 23,9 66 23,9 0,10 1,1 1 0,5 10

3 25,7 15 25,7 0,10 1,1 1 0,5 10

4 21,2 20 21,2 0,10 1,1 1 -0,5 10

5 23,6 67 23,6 0,10 1,1 0,5 -0,5 10

6 26,8 56 26,8 0,10 1,1 0,5 0,5 10

7 27,9 13 27,9 0,10 1,1 0,5 0,5 10

8 24,7 16 24,7 0,10 1,1 0,5 -0,5 10

C.2. Cálculo do índice SET Algoritmo para o cálculo do índice SET de acordo com o Apêndice G da ASHRAE 55 (2013) e documentação para o modelo SET de Fountain e Huizenga (1995), na sua forma original. Para a utilização do SET nesta parte da norma, a função de auto geração do valor da velocidade do ar em função da taxa metabólica foi removida.

FindSaturatedVaporPressureTorr = function(T) {

//Helper function for pierceSET calculates Saturated Vapor Pressure (Torr) at Temperature T (°C)

return Math.exp(18.6686 - 4030.183/(T + 235.0));

}

pierceSET = function(TA, TR, VEL, RH, MET, CLO, WME, PATM) {

//Input variables – TA (air temperature): °C, TR (mean radiant temperature): °C, VEL (air velocity): m/s,

//RH (relative humidity): %, MET: met unit, CLO: clo unit, WME (external work): W/m2, PATM

(atmospheric pressure): kPa

var KCLO = 0.25;

var BODYWEIGHT = 69.9; //kg

var BODYSURFACEAREA = 1.8258; //m²

var METFACTOR = 58.2; //W/m²

var SBC = 0.000000056697; //Stefan-Boltzmann constant (W/m²K4)

var CSW = 170.0;

var CDIL = 120.0;

var CSTR = 0.5;


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var LTIME = 60.0;

var VaporPressure = RH * FindSaturatedVaporPressureTorr(TA)/100.0;

var AirVelocity = Math.max(VEL, 0.1);

var TempSkinNeutral = 33.7;

var TempCoreNeutral = 36.49;

var TempBodyNeutral = 36.49;

var SkinBloodFlowNeutral = 6.3;

var TempSkin = TempSkinNeutral; //Initial values

var TempCore = TempCoreNeutral;

var SkinBloodFlow = SkinBloodFlowNeutral;

var MSHIV = 0.0;

var ALFA = 0.1;

var ESK = 0.1 * MET;

var PressureInAtmospheres = PATM * 0.009869;

var RCL = 0.155 * CLO;

var FACL = 1.0 + 0.15 * CLO;

var LR = 2.2/PressureInAtmospheres; //Lewis Relation is 2.2 at sea level

var RM = MET * METFACTOR;

var M = MET * METFACTOR;

if (CLO <= 0) {

var WCRIT = 0.38 * Math.pow(AirVelocity, –0.29);

var ICL = 1.0;

} else {

var WCRIT = 0.59 * Math.pow(AirVelocity, –0.08);

var ICL = 0.45;

}

var CHC = 3.0 * Math.pow(PressureInAtmospheres, 0.53);

var CHCV = 8.600001 * Math.pow((AirVelocity * PressureInAtmospheres), 0.53);

var CHC = Math.max(CHC, CHCV);

var CHR = 4.7;

var CTC = CHR + CHC;

var RA = 1.0/(FACL * CTC); //Resistance of air layer to dry heat transfer

var TOP = (CHR * TR + CHC * TA)/CTC;

var TCL = TOP + (TempSkin – TOP)/(CTC * (RA + RCL));

//TCL and CHR are solved iteratively using: H(Tsk – TOP) = CTC(TCL – TOP),

//where H = 1/(RA + RCL) and RA = 1/FACL*CTC

var TCL_OLD = TCL;

var flag = true;

var DRY, HFCS, ERES, CRES, SCR, SSK, TCSK, TCCR, DTSK, DTCR, TB, SKSIG,WARMS,

COLDS, CRSIG,WARMC, COLDC, BDSIG,WARMB, COLDB, REGSW, ERSW, REA, RECL, EMAX,

PRSW, PWET, EDIF, ESK;

for (var TIM = 1; TIM <= LTIME; TIM++) { //Begin iteration

do {

if (flag) {


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TCL_OLD = TCL;

CHR = 4.0 * SBC * Math.pow(((TCL + TR)/2.0 + 273.15), 3.0) * 0.72;

CTC = CHR + CHC;

RA = 1.0/(FACL * CTC); //Resistance of air layer to dry heat transfer

TOP = (CHR * TR + CHC * TA)/CTC;

}

TCL = (RA * TempSkin + RCL * TOP)/(RA + RCL);

flag = true;

} while (Math.abs(TCL – TCL_OLD) > 0.01);

flag = false;

DRY = (TempSkin – TOP)/(RA + RCL);

HFCS = (TempCore – TempSkin) * (5.28 + 1.163 * SkinBloodFlow);

ERES = 0.0023 * M * (44.0 – VaporPressure);

CRES = 0.0014 * M * (34.0 – TA);

SCR = M – HFCS – ERES – CRES – WME;

SSK = HFCS – DRY – ESK;

TCSK = 0.97 * ALFA * BODYWEIGHT;

TCCR = 0.97 * (1 – ALFA) * BODYWEIGHT;

DTSK = (SSK * BODYSURFACEAREA)/(TCSK * 60.0); //°C/min

DTCR = SCR * BODYSURFACEAREA/(TCCR * 60.0); //°C/min

TempSkin = TempSkin + DTSK;

TempCore = TempCore + DTCR;

TB = ALFA * TempSkin + (1 – ALFA) * TempCore;

SKSIG = TempSkin – TempSkinNeutral;

WARMS = (SKSIG > 0) * SKSIG;

COLDS = ((–1.0 * SKSIG) > 0) * (–1.0 * SKSIG);

CRSIG = (TempCore – TempCoreNeutral);

WARMC = (CRSIG > 0) * CRSIG;

COLDC = ((–1.0 * CRSIG) > 0) * (–1.0 * CRSIG);

BDSIG = TB – TempBodyNeutral;

WARMB = (BDSIG > 0) * BDSIG;

SkinBloodFlow = (SkinBloodFlowNeutral + CDIL *WARMC)/(1 + CSTR * COLDS);

SkinBloodFlow = Math.max(0.5, Math.min(90.0, SkinBloodFlow));

REGSW = CSW *WARMB * Math.exp(WARMS/10.7);

REGSW = Math.min(REGSW, 500.0);

var ERSW = 0.68 * REGSW;

var REA = 1.0/(LR * FACL * CHC); //Evaporative resistance of air layer

var RECL = RCL/(LR * ICL); //Evaporative resistance of clothing (icl=.45)

var EMAX = (FindSaturatedVaporPressureTorr(TempSkin) – VaporPressure)/(REA + RECL);

var PRSW = ERSW/EMAX;

var PWET = 0.06 + 0.94 * PRSW;

var EDIF = PWET * EMAX – ERSW;

var ESK = ERSW + EDIF;

if (PWET > WCRIT) {

PWET = WCRIT;


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PRSW = WCRIT/0.94;

ERSW = PRSW * EMAX;

EDIF = 0.06 * (1.0 – PRSW) * EMAX;

ESK = ERSW + EDIF;

}

if (EMAX < 0) {

EDIF = 0;

ERSW = 0;

PWET = WCRIT;

PRSW = WCRIT;

ESK = EMAX;

}

ESK = ERSW + EDIF;

MSHIV = 19.4 * COLDS * COLDC;

M = RM + MSHIV;

ALFA = 0.0417737 + 0.7451833/(SkinBloodFlow + 0.585417);

} //End iteration

var HSK = DRY + ESK; //Total heat loss from skin

var RN = M –WME; //Net metabolic heat production

var ECOMF = 0.42 * (RN – (1 * METFACTOR));

if (ECOMF < 0.0) ECOMF = 0.0; //From Fanger

EMAX = EMAX * WCRIT;

varW = PWET;

var PSSK = FindSaturatedVaporPressureTorr(TempSkin);

var CHRS = CHR; //Definition of ASHRAE standard environment

//... denoted “S”

if (MET < 0.85) {

var CHCS = 3.0;

} else {

var CHCS = 5.66 * Math.pow(((MET – 0.85)), 0.39);

CHCS = Math.max(CHCS, 3.0);

}

var CTCS = CHCS + CHRS;

var RCLOS = 1.52/((MET – WME/METFACTOR) + 0.6944) – 0.1835;

var RCLS = 0.155 * RCLOS;

var FACLS = 1.0 + KCLO * RCLOS;

var FCLS = 1.0/(1.0 + 0.155 * FACLS * CTCS * RCLOS);

var IMS = 0.45;

var ICLS = IMS * CHCS/CTCS * (1 – FCLS)/(CHCS/CTCS – FCLS * IMS);

var RAS = 1.0/(FACLS * CTCS);

var REAS = 1.0/(LR * FACLS * CHCS);

var RECLS = RCLS/(LR * ICLS);

var HD_S = 1.0/(RAS + RCLS);

var HE_S = 1.0/(REAS + RECLS);


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//SET determined using Newton‟s iterative solution

var DELTA = .0001;

var dx = 100.0;

var SET, ERR1, ERR2;

var SET_OLD = TempSkin – HSK/HD_S; //Lower bound for SET

while (Math.abs(dx) > .01) {

ERR1 = (HSK – HD_S * (TempSkin – SET_OLD) –W * HE_S * (PSSK – 0.5 *

FindSaturatedVaporPressureTorr(SET_OLD)));

ERR2 = (HSK – HD_S * (TempSkin – (SET_OLD + DELTA)) –W * HE_S * (PSSK – 0.5 *

FindSaturatedVaporPressureTorr((SET_OLD + DELTA))));

SET = SET_OLD – DELTA * ERR1/(ERR2 – ERR1);

dx = SET – SET_OLD;

SET_OLD = SET;

}

return SET;

}

Tabela C.2 Tabela com valores calculados de SET para validação do modelo.

Temp. do ar (°C) TMR (°C) Vel. do ar (°C) UR (%) Met Clo SET (°C)

25 25 0,15 50 1,0 0,5 23,9

0 25 0,15 50 1,0 0,5 12,3

10 25 0,15 50 1,0 0,5 17,0

15 25 0,15 50 1,0 0,5 19,3

20 25 0,15 50 1,0 0,5 21,6

30 25 0,15 50 1,0 0,5 26,2

40 25 0,15 50 1,0 0,5 33,6

25 25 0,15 10 1,0 0,5 23,3

25 25 0,15 90 1,0 0,5 24,4

25 25 0,10 50 1,0 0,5 24,0

25 25 0,60 50 1,0 0,5 21,4

25 25 1,10 50 1,0 0,5 20,4

25 25 3,00 50 1,0 0,5 18,8

25 10 0,15 50 1,0 0,5 15,2

25 40 0,15 50 1,0 0,5 31,9

25 25 0,15 50 1,0 0,1 20,7

25 25 0,15 50 1,0 1,0 27,2

25 25 0,15 50 1,0 2,0 32,6

25 25 0,15 50 1,0 4,0 38,0

25 25 0,15 50 0,8 0,5 23,3

25 25 0,15 50 2,0 0,5 29,8

25 25 0,15 50 4,0 0,5 35,9


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Anexo D (Informativo)

Desconforto térmico localizado

Evitar o desconforto térmico local de ocupantes, muitas vezes causados por uma diferença na temperatura no sentido vertical entre a cabeça e os pés, ou por um campo de assimetria radiante, resfriamento local convectivo (correntes de ar), ou pelo contato da pele com um piso frio ou quente, é essencial para promover conforto térmico. Os requisitos especificados na Seção 6.2.4 desta parte da norma se aplicam diretamente às pessoas com baixo isolamento da vestimenta (clo entre 0,5 e 0,7), e que desenvolvem atividades próximas ao nível “sedentário” de taxa metabólica (met entre 1,0 e 1,3). Quando a taxa metabólica é superior a este intervalo, os ocupantes apresentam menor sensibilidade térmica, e consequentemente, o risco de desconforto térmico local é menor. No entanto, é aceitável utilizar os limites aqui estabelecidos, para taxas metabólicas maiores e isolamentos de vestimenta maiores, desde que os valores dos limites sejam mais conservativos. É importante frisar que as pessoas são mais sensíveis ao desconforto local quando o corpo está mais frio que o neutro, e menos sensíveis quando o corpo estiver mais quente que o neutro. Os requisitos desta seção estão baseados em temperaturas mais próximas do centro da zona de conforto. Os requisitos se aplicam a toda zona, mas serão mais conservativos perto dos limites superiores de temperatura da zona de conforto, podendo subestimar perto dos limites inferiores de temperatura da zona de conforto. A Tabela D.1 especifica o percentual esperado de insatisfeitos (PPDL) para cada tipo de desconforto térmico local descrito nas Seções 5.2.4.1 até a 5.2.4.4.Todos os critérios de desconforto térmico local da Tabela D devem ser atendidos simultaneamente para que o ambiente atenda a esta parte da norma.

Tabela D.1 Percentagem limite de insatisfeitos (PPDL) devido ao desconforto local

PPDL

devido à convecção localizada para temperaturas operativas abaixo de 22,5

PPDL

devido ao gradiente na temperatura vertical

PPDL

devido aos pisos quentes ou frios

PPDL

devido à assimetria no campo radiante

< 20 % < 5 % < 10 %

< 5 %

D.1 Assimetria da temperatura radiante O campo radiante ao redor de uma pessoa pode ser assimétrico devido às superfícies frias ou quentes, ou radiação solar direta. Esta assimetria pode causar desconforto localizado e reduzir a aceitabilidade térmica do ambiente. Em geral, as pessoas são mais sensíveis às assimetrias causadas por tetos quentes do que às paredes quentes ou frias. A Figura D.1 apresenta os valores percentuais de ocupantes insatisfeitos em função da assimetria na temperatura radiante causada por tetos quentes, paredes frias, tetos frios e paredes quentes. Os limites para assimetria na temperatura radiante são especificados na Tabela D.2. Alternativamente, pode-se usar a Figura D.1 em conjunto com os limites de PPDL da Tabela D.1 para determinação da assimetria permitida.


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Figura D.1 Desconforto térmico local causado pela assimetria na temperatura radiante

Tabela D.2 Assimetria máxima permitida na temperatura radiante

Assimetria na temperatura radiante

(°C)


< 5 < 10 < 14 < 23

D.2 Convecção localizada O resfriamento localizado causado pelo deslocamento do ar quando o corpo está abaixo da temperatura neutra pode causar desconforto. Este desconforto depende da velocidade do ar, temperatura do ar, atividade e vestimenta. A sensitividade é maior onde a pele não tiver cobertura da vestimenta (cabeça e pescoço). Para temperaturas operativas abaixo de 22,5 °C a velocidade máxima do ar para a zona de conforto não deve exceder 0,15 m/s em qualquer local do corpo. Este limite se aplica ao deslocamento do ar causado por janelas e sistema de ar condicionado. É aceitável que a velocidade do ar exceda estes limites, desde que os ocupantes tenham controle local, como estabelecido na Seção 5.2.3.1.

D.3 Gradiente vertical de temperatura A estratificação térmica, que resultante de valores de na temperatura mais alta ao nível da cabeça que dos tornozelos, podendo causar desconforto térmico localizado. A Figura D.2 apresenta o percentual predito de insatisfeitos em função da diferença de temperatura do ar entre a cabeça e os tornozelos. Temperaturas mais baixas ao nível da cabeça são raras, e percebidas como favoráveis pelos usuários, mas não são utilizadas nesta parte da Norma.

ASSIMETRIA DE TEMPERATURA RADIANTE (°C)

INS

AT

ISF

EIT

OS

0 5 10 15 20 25 30 35 401

2

4

6

810

20

40

6080

%

DESCONFORTO TÉRMICO LOCAL CAUSADO PELA ASSIMETRIA DE RADIAÇÃO

PAREDES FRIAS

PAREDES QUENTES

TETOS FRIOS

TETOS QUENTES


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Existem duas opções para determinar a diferença aceitável entre a temperatura no nível da cabeça e dos tornozelos: utilizando-se a Tabela D.3, ou a Figura D.2em conjunto com a Tabela D.1.

Figura D.2 Desconforto térmico local causado pelo gradiente de temperatura vertical

Tabela D.3 Gradiente de temperatura vertical permitido entre cabeça e tornozelos

Gradiente de temperatura vertical

(°C)

< 3

D.4 Temperatura superficial do piso

As pessoas podem sentir desconforto devido ao contato com pisos muito quentes ou muito frios. A temperatura do piso (e não o material do piso) é o fator mais importante para o conforto térmico dos pés de pessoas que estão utilizando calçados. A Figura D.3 mostra a percentagem de pessoas insatisfeitas em função da temperatura do piso.

O critério desta Seção se baseia nas pessoas utilizando calçados leves. É aceitável usar este critério para pessoas usando calçados mais pesados, de uso típico no exterior, o que seria mais conservativo. Esta parte da Norma não se aplica a pessoas descalças nem sentadas no piso.

Os limites para temperatura do piso são especificados na Tabela D.3, mas alternativamente, pode-se utilizar a Figura D.3 em conjunto com a Tabela D.1 para determinação da faixa de temperatura aceitável.

INS

AT

ISF

EIT

OS

DIFERENÇA DE TEMPERATURA DO AR ENTRE A CABEÇA E OS PÉS (°C)

0 2 4 6 8 101

2

4

68

10

20

40

6080%

DESCONFORTO TÉRMICO LOCAL CAUSADO PELO GRADIENTE VERTICAL DE TEMPERATURA


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Figura D.3 Desconforto térmico local causado por pisos quentes ou frios

Tabela D.3Faixa de temperaturas permitidas

Faixa de temperaturas permitidas no piso

(°C)

19 – 29

TEMPERATURA DO PISO (°C)

INS

AT

ISF

EIT

OS

2

1

4

68

10

20

40

60

80%

5 10 15 20 25 30 35 40 45

DESCONFORTO TÉRMICO LOCAL CAUSADO POR PISOS QUENTES OU FRIOS


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Anexo E (Informativo)

Levantamento e questionário para avaliação do ambiente térmico

A utilização de questionários nas pesquisas de conforto térmico é uma forma aceitável de avaliação para que se alcancem os limites de aceitabilidade discutidos nesta parte da Norma. Utilizando estas pesquisas é possível prever a porcentagem de ocupantes que estão “satisfeitos” ou que consideram o ambiente aceitável e/ou confortável. Por meio da aplicação de questionários é possível se obterem resultados mais reais do que aqueles obtidos utilizando os modelos de conforto. No entanto, estas pesquisas não podem ser feitas em todos os casos por exigirem tempo, planejamento prévio e abordagem de comunicação. Uma boa pesquisa de campo deve pesar a quantidade de tempo e frequência de medição.

As pesquisas devem buscar uma amostra de tamanho significativo, com uma taxa de resposta de no mínimo 50 %, buscando refletir todo o espaço ocupado do edifício. Uma boa amostragem combinada a

uma taxa de resposta adequada (≅ 75 %) ajuda a diminuir o risco de generalização quando o levantamento é feito em uma edificação com diversas instalações. Embora nenhuma taxa de resposta seja especificada nesta parte da Norma, deve-se garantir que as respostas venham de ocupantes representativos de toda a população de interesse.

Pesquisas de satisfação com relação ao ambiente térmico são ferramentas de grande valor na avaliação de edifícios e instalações existentes, funcionando como uma espécie de diagnóstico (voz do edifício), cujo objetivo é trazer ao projetista uma visão detalhada do que acontece dentro da edificação no seu dia-a-dia, valendo-se da opinião (feedback) dos ocupantes.

Existem dois tipos de pesquisas relacionadas ao ambiente térmico como se observa logo abaixo. Em ambos os tipos as principais perguntas estão ligadas ao conforto térmico, mas existem outras perguntas que podem ajudar a identificar problemas e formular possíveis respostas.

1. As pesquisas pontuais ou “instantâneas” ou “point-in-time” são utilizadas para avaliação da sensação térmica dos ocupantes em determinado ponto no tempo. Alguns pesquisadores têm utilizado esse tipo de levantamento para correlacionar conforto térmico com os fatores ambientais do PMV/PPD: taxa metabólica, a vestimenta, temperatura do ar, temperatura radiante, velocidade do ar e umidade.

Uma amostra do questionário utilizado neste tipo de pesquisa está inclusa neste Anexo.

O documento busca avaliar a sensação térmica dos ocupantes com base na escala de sete pontos da ASHRAE (“muito quente” até “muito frio”). A sensação de conforto ou a porcentagem estimada de insatisfeitos (PPD) não levantados diretamente pode ser extrapolada a partir dos votos de sensação térmica. É possível, no entanto, perguntar diretamente ao ocupante: “Este ambiente é termicamente aceitável?” utilizando a escala “aceitável” ou “inaceitável”, ou até mesmo: “Este ambiente é termicamente confortável?”. Por vezes, as escalas de preferência para temperatura e velocidade do ar são também utilizadas, sendo comumente encontradas na base de dados do RP-884 da ASHRAE: “Você prefere estar: mais “frio, não mudar ou mais quente” ou “Você prefere: menor velocidade do ar, não mudar ou maior velocidade do ar”.

Para que os resultados da pesquisa sejam aplicáveis para a análise de intervalos de aceitabilidade, é necessária a implementação do método sob várias condições térmicas, ao longo do tempo e em


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diferentes modos de operação do edifício. A dificuldade na organização de um número grande de dados provenientes da medição instantânea em ambientes de trabalho normalmente limita a utilização deste método, o que pode mudar com o advento de questionários online e aplicativos.

2. As pesquisas de “satisfação” são utilizadas para avaliar as respostas dos ocupantes com relação ao espaço em geral dentro de um intervalo de tempo determinado. Ao invés de avaliar as sensações térmicas junto às medições das variáveis ambientais (e indiretamente a porcentagem de pessoas insatisfeitas), este tipo de pesquisa foca nas respostas de satisfação com relação ao ambiente térmico e instrumentos de controle.

Um modelo de questionário utilizado nas pesquisas de satisfação é apresentado no Anexo E,nele, os ocupantes são solicitados a avaliar o ambiente térmico (com respostas que variam entre “satisfeito” a “insatisfeito”) considerando uma escala de sete pontos de satisfação. A aceitabilidade é determinada por meio da porcentagem de ocupantes que assinalaram sua resposta no intervalo que vai de “neutro” até “satisfeito”.

A premissa básica deste tipo de pesquisa é a natureza das respostas dos ocupantes, podendo recordar períodos ou casos de desconforto térmico, identificando padrões de operação dos sistemas de climatização e envoltória. Desta maneira, os ocupantes fornecem informações “globais” ou “gerais” de voto com relação ao conforto térmico em seu ambiente. O inspetor que realiza a pesquisa deve indicar um espaço de tempo para que os entrevistados considerem em suas respostas. Os resultados de uma pesquisa realizada sob um modo de operação do edifício, ou em determinada estação do ano, não devem ser extrapolados ou generalizados para diferentes modos de operação ou ano.

Por considerar determinados “intervalos de tempo”, esse tipo de pesquisa deve ser realizada periodicamente, podendo ser feita a cada seis meses ou repetida nas estações de aquecimento ou resfriamento. É recomendado que a primeira pesquisa de satisfação seja feita pelo menos seis meses após a ocupação do edifício para que sejam identificados, e assim evitados, os problemas e as reclamações decorrentes.

Nota Quanto mais longo for o período coberto pela pesquisa, menor é a precisão dos resultados. Os ocupantes são solicitados a recordar suas experiências anteriores, sendo suas respostas geralmente ponderadas pelas suas experiências mais recentes.


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E.1 Modelo de questionário para as pesquisas de conforto térmico instantâneas

Data: Hora:

1. Registre os seguintes dados pessoais:

Sexo: Feminino Masculino Idade:

Peso: Altura:

2. Qual tipo de atividade você exerce neste ambiente, e por quanto tempo?

3. Qual é a sua sensação térmica neste momento? (Assinale a alternativa mais apropriada) Nota: Esta escala deve ser utilizada para que o padrão desta parte da norma seja mantido.

Com muito calor

Com calor

Levemente com calor

Neutro

Levemente com frio

Com frio

Com muito frio

4. Você preferiria estar:

Mais quente Não mudar Mais frio

5. Para você este ambiente térmico é:

Aceitável Inaceitável

6. Como você se sente com relação ao movimento do ar neste momento? (Assinale apenas uma alternativa, considerando a aceitabilidade ou não da velocidade do ar)

Inaceitável Pouco movimento do ar

Muito movimento do ar

Aceitável

Pouco movimento do ar

Movimento do ar suficiente

Muito movimento do ar

7. Considerando sua resposta anterior, qual a sua preferência com relação ao movimento do ar neste momento?

Maior movimento do ar Não mudar Menor movimento do ar

8. Marque com um X: (a) o local mais apropriado onde você passa a maior parte do seu tempo:


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Nota Deve ser fornecido um desenho em planta que demonstre adequadamente o espaço da pesquisa ou a edificação em questão.

(b) o local que melhor descreve a área da edificação onde você passa mais tempo:

Norte Sul Leste Oeste Central Não sei

9. Em qual andar da edificação seu local de trabalho está localizado?

1° Andar 2° Andar 3 ° Andar Outro. Especifique:

10. Você está próximo(a) de uma parede externa? (aprox.3 metros).

Sim Não

11. Você está próximo(a) de uma janela com abertura externa? (aprox. 3 metros).

Sim Não

12. Utilizando a relação abaixo, assinale cada item de roupa que você está usando agora: Nota: Esta lista pode ser ajustada de acordo com a necessidade.

Camisa manga curta Vestido social Macacão

Camisa manga longa Saia curta (joelho) Calcinha + Sutiã

Camiseta/Camisa Polo Saia longa (canela) Cueca

Suéter manga longa Shorts/Bermuda Meias de nylon

Suéter manga curta Calça Jeans Meias esportivas

Jaqueta/paletó fino Calça Social Botas

Jaqueta/Paletó grosso Calça moleton Tênis/Sapato

Colete Blusa moleton Sandálias

Outros. Especifique:

13. Qual o seu nível de atividade neste momento? (assinale a opção mais apropriada)

Sentado, atividade leve (relaxado, lendo)

Sentado, atividade moderada (digitando, arquivando)

Em pé, relaxado

Atividade leve em pé

Atividade moderada em pé

Atividade pesada

Outra. Especifique:

Amostra


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14. Dentre as opções abaixo, quais estão disponíveis para o ajuste/controle pessoal da temperatura neste momento? Nota Esta lista pode ser ajustada de acordo com a necessidade.

Cortinas ou persianas Ar condicionado Aquecedor Portátil

Porta para interior Porta para exterior Ventilador de teto

Ventilador portátil Janelas operáveis Termostato

Saida de ar ajustável (chão, parede ou teto) Nenhuma das opções

Outras. Especifique:

E.2 Modelo de questionário para pesquisas de satisfação com relação ao ambiente térmico

Data: Hora:

1. Registre os seguintes dados pessoais:

Sexo: Feminino Masculino Idade:

Peso: Altura:

2. Qual tipo de atividade você exerce neste ambiente, e por quanto tempo?

3. Marque com um X: (a) o local mais apropriado onde você passa a maior parte do seu tempo:

Nota Deve ser fornecido um desenho em planta que demonstre adequadamente o espaço da pesquisa ou a edificação em questão.

(b) o local que melhor descreve a área da edificação onde você passa mais tempo:

Norte Sul Leste Oeste Central Não sei

4. Em qual andar da edificação seu local de trabalho está localizado?

1° Andar 2° Andar 3 ° Andar Outro. Especifique:

5. Você está próximo(a) de uma parede externa? (aprox. 3 metros).

Sim Não

6. Você está próximo(a) de uma janela com abertura externa? (aprox. 3 metros).

Sim Não

7. Dentre as opções abaixo, quais estão disponíveis para o ajuste/controle pessoal da temperatura no seu local de trabalho? Nota Esta lista pode ser ajustada de acordo com a necessidade.

Amostra


FEV 2016


Cortinas ou persianas Ar condicionado Aquecedor Portátil

Porta para interior Porta para exterior Ventilador de teto

Ventilador portátil Janelas operáveis Termostato

Saida de ar ajustável (chão, parede ou teto) Nenhuma das opções

Outras. Especifique:

Por favor responda as próximas perguntas com base na sua experiência neste local de trabalho considerando os últimos meses (considerar os 6 últimos meses ou o intervalo de tempo entre esta e a última pesquisa realizada). Nota Modificar a afirmação acima de acordo com o período mais adequado de tempo

8. Quão satisfeito você está com a temperatura no seu local de trabalho? (assinale no local mais apropriado utilizando a escala abaixo e considerando o quadrado central como “neutro”).

Satisfeito Insatisfeito

9. Se você está instatisfeito com a temperatura no seu local de trabalho, qual das seguintes alternativas contribui para a sua insatisfação?

a) Durante os meses/estações mais quentes, a temperatura no meu local de trabalho é:

Ocasionalmente fria Diversas vezes fria Sempre fria

Ocasional. quente Div. vezes quente Sempre quente

b) Durante os meses/estações mais frias, a temperatura no meu local de trabalho é:

Ocasionalmente muito fria Diversas vezes muito fria Sempre muito fria

Ocasional. muito quente Div. vezes muito quente Sempre muito quente

10. Em qual horário do dia este problema ocorre com maior frequência?

Pela manhã (antes das 11h)

Meio-dia (entre 11 e 14h) Tarde (entre 14 e 18h)

Noite (após as 18h) Fins de semana/Feriados O tempo todo

Segunda-feira pela manhã Não existe hora certa Outra:

11. Qual(is) alternativa(s) melhor descreve a fonte deste desconforto? Marque mais de uma opção, se necessário. Nota Esta lista pode ser ajustada de acordo com a necessidade.

Umidade muito alta (úmido) Umidade muito baixa (seco)

Muita ventilação (velocidade do ar) Pouca ventilação (velocidade do ar)

Incidência de luz solar direta Calor proveniente de equipamentos

Corrente de ar proveniente das janelas Corrente de ar prov. de ventiladores

Meu espaço é mais quente/frio que os outros Janela é inoperável

Termostato ajustado por outra pessoa Termostato é inacessível

Uniforme (roupa) não pode ser ajustado Sistema de climatização deficiente

Outros. Especifique:


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12. Por favor descreva qualquer outro problema com relação à temperatura no seu local de trabalho:


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Anexo F (Informativo)

Modelo de documentação para avaliação de conformidade na etapa de projeto

F.1 Comum a todos os tipos de projeto

Valores de variáveis subjetivas pressupostos para cada tipo de espaço,

categoria de uso e estação

Tipos de Espaço

(escritórios, recepção, espera, etc.)

Nível de Vestimenta

(CLO) Taxa Metabólica (MET)

Verão Inverno

F.2 Complete esta seção se o projeto utilizar o método relativo à Seção 5.3.3 desta parte da Norma (PMV/PPD)

1. Dados climáticos utilizados para os cálculos do projeto: __________________________

2. Condições climáticas de projeto utilizadas para o cálculo das cargas de pico (0,5%, 1%, etc.)

Resfriamento: ________________ Aquecimento: ________________

3. Horas de um ano típico em que a temperatura externa excede as condições de projeto:

Resfriamento: ________________ Aquecimento: ________________

Tabela F.1 Modo de resfriamento

Mo

do

de R

esfr

iam

en

to

Tipos de Espaço

(escritório, recepção, espera, etc.)

Temperatura Operativa de Projeto

Umidade Máxima de Projeto

Velocidade Média do Ar

Verão Inverno Verão Inverno Verão Inverno

Tabela F.2 Modo de aquecimento


FEV 2016


Mo

do

de A

qu

ec

imen

to

Tipos de Espaço

(escritórios, recepção, espera, etc.)

Temperatura Operativa de Projeto

Umidade Máxima de Projeto

Velocidade Média do Ar

Verão Inverno Verão Inverno Verão

Inverno

4. Verificar se as combinações de fatores pessoais, temperatura operativa assumida, velocidade do ar e umidade relativa detalhados acima resultam em Votos Médios Estimados (PMV) dentro do intervalo de ± 0,5. (Inclui documentação de apoio com o cálculo de PMV/PPD, resultados e ferramentas utilizadas e/ou gráfico da zona de conforto psicrométrica do modelo).

5. Velocidade do ar elevada: Quando a velocidade média do ar das condições especificadas em projeto excederem 0,20 m/s:

a) verificar se a velocidade média do ar atende os parâmetros especificados pelos limites da Figura 1 quando os ocupantes não têm o controle da velocidade do ar.

b) verificar se a velocidade média do ar atende aos parâmetros especificados pelos limites da Figura 1 quando os ocupantes detém o controle da velocidade do ar, e se estes são separados a cada 84 m² ou um controle a cada 6 ocupantes.

6. Efeitos de desconforto térmico localizado

Verificar se os efeitos de desconforto localizado foram considerados, e não são susceptíveis a exceder os limites descritos na Seção 5.2.4 desta parte da Norma. Quando os efeitos de desconforto térmico localizado são susceptíveis de ocorrência, verificar se os cálculos foram realizados de forma a incluir os valores previstos dentro do intervalo permitido pela Seção 5.2.4 desta Norma.

Tabela F.3 Efeitos de desconforto

Efeitos de desconforto localizado

Não são susceptíveis

Cálculos foram efetivados

Assimetria de Temperatura Radiante

Diferenças de Temperatura no sentido Vertical

Temperatura Superficial do Piso

Correntes de Ar

F.3 Complete esta seção se o projeto utilizará o método relativo à Seção 5.4 desta parte da Norma F.3.1 Modelo adaptativo para ambientes naturalmente ventilados e controlados pelos ocupantes


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1. Verificar se cada espaço condicionado naturalmente controlado pelo ocupante atende a todos os critérios especificados pela Seção 5.4 desta parte da Norma. a) os espaços possuem janelas operáveis com abertura para o exterior, prontamente ajustáveis pelos

ocupantes;

b) não existe nenhum tipo de sistema mecânico de condicionamento ambiental instalado

(condicionamento artificial, resfriamento por radiação, ou resfriamento com desumidificadores). Não

existe sistema de aquecimento artificial em operação;

c) os ocupantes desenvolvem atividades sedentárias, com baixa taxa de metabolismo entre 1,0 e 1,3

met;

d) os ocupantes podem adaptar a sua vestimenta de acordo com as condições térmicas internas ou

externas, dentro de um intervalo de no mínimo 0,5 a 1,0 clo;

e) a temperatura média predominante do ar externo é superior a 10°C, e inferior a 33,5°C.

2. Arquivo climático utilizado para o cálculo da temperatura média mensal. 3. Verificar o valor da velocidade do ar; se elevada, verificar o ajuste incremental no limite superior da zona de aceitabilidade térmica da Figura 5, em conjunto com a Tabela 4. 4. Verificar se a temperatura operativa estimada atende o limite de 80 % de aceitabilidade da Figura 5 desta parte da Norma, incluindo os ajustes no limite causado pelo incremento da velocidade do ar. Nota Fornecer documentação de apoio que comprovem os dados de entrada e os resultados de cálculo e simulação. Incluir os piores casos de condições externas de projeto e o pior caso de condições internas de temperatura estimadas para cada mês.


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Bibliografia

[1] Software da ASHRAE Thermal Comfort Tools;

apostila da disciplina de conforto térmico, versão 2016

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