apostila de conforto termico

7/29/2019 APOSTILA DE CONFORTO TERMICO

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Laboratrio de Eficincia Energtica emEdificaes lwww.labeee.ufsc.br

ltima Atualizao: Junho/2011

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINACENTRO TECNOLGICO - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

CONFORTO E STRESS TRMICO

Atualizaes: Prof. Antonio Augusto XavierProf. Solange Goulart

Renata De Vecchi

Professor Roberto Lamberts, PhD


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SUMRIO

1 CONFORTO TRMICO .............................................................................................................. 4

1.1 INTRODUO AO CONFORTO TRMICO .................................................................................................. 41.1.1 Definies............................................................................................................................................. 41.1.2 Termorregulao humana e balano de calor no corpo ...................................................................... 51.1.3 Zonas de respostas fisiolgicas e comportamentais ................................................................ ............ 9

1.2 Avaliao de conforto trmico .............................................................................................................. 101.2.1 Pesquisas em cmaras climatizadas................................................................................................... 101.2.2 Pesquisas de campo ........................................................................................................................... 111.2.3 Condies de conforto trmico ......................................................................................................... 121.2.4 Variveis que influenciam na sensao de conforto trmico ............................................................ 141.2.5 Equao do conforto trmico e carga trmica................................................................................... 141.2.6 Equao do PMV ................................................................................................................................ 15

1.2.7 Desconforto Localizado ................................................................ ...................................................... 151.2.8 Influncia do movimento do ar no conforto trmico ........................................................................ 19 1.2.9 Normas de conforto trmico ............................................................................................................. 20

1.3 ISO 7730/2005 - Ambientes Trmicos Moderados - Determinao dos ndices PMV e PPD eespecificaes das condies para conforto trmico: ..................................................................................... 22

1.3.1 Escopo ................................................................................................................................................ 221.3.2 Voto Mdio Estimado - PMV ........................................................ ...................................................... 231.3.3 Percentagem de pessoas insatisfeitas - PPD ................................................................ ...................... 241.3.4 Aceitabilidade de ambientes trmicos visando conforto .................................................................. 251.3.5 Anexos .......................................................... ................................................................. ..................... 261.3.6 Intervalo de Temperatura Operativa (Anexo A da ISO 7730/2005) ................................................... 30

1.3.7 Critrios de Projeto para diferentes tipos de espao Exemplos. .................................................... 321.3.8 Desconforto Localizado ................................................................ ...................................................... 321.3.9 Exemplo de aplicao......................................................................................................................... 34

1.4 ISO/DIS 7726/98 - Ambientes trmicos - Instrumentos e mtodos para a medio dos parmetrosfsicos. ............................................................................................................................................................ 34

1.4.1 Introduo ............................................................... ................................................................. .......... 341.4.2 Escopo e campo de aplicao ............................................................................................................ 351.4.3 Gerais ................................................................................................................................................. 351.4.4 Instrumentos de medio .................................................................................................................. 371.4.5 Especificaes relativas aos mtodos de medio ............................................................................ 421.4.6 Anexo A: Medio da temperatura do ar .......................................................................................... 44

1.4.7 Anexo B: Medio da temperatura radiante mdia .......................................................................... 451.4.8 Anexo C: Medio da temperatura radiante plana ................................................................ ............ 541.4.9 Anexo D: Medio da umidade absoluta e relativa do ar .................................................................. 591.4.10 Anexo E: Medio da velocidade do ar ......................................................................................... 641.4.11 Anexo F: Medio da temperatura superficial .............................................................................. 671.4.12 Tipos de equipamentos e sensores para medies ambientais .................................................... 68

2 ESTRESSE (STRESS) TRMICO. ......................................................................................... 73

2.1 INTRODUO ........................................................................................................................................ 73

2.2 AMBIENTES QUENTES ........................................................................................................................... 73

2.3 AMBIENTES FRIOS ................................................................................................................................. 74


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2.4 NORMAS DE REFERNCIA ...................................................................................................................... 74

2.5 ISO 7243/1989 - Ambientes quentes - Estimativa do stress por calor sobre o trabalhador, baseado noIBUTG - (bulbo mido e temperatura de globo) ............................................................................................. 75

2.5.1 Princpios gerais ................................................................................................................................. 752.5.2 Medies das caractersticas ambientais ........................................................... ................................ 76

2.5.3 Medio ou estimativa da taxa metablica ....................................................................................... 772.5.4 Especificaes das medies ............................................................................................................. 782.5.5 Perodo e durao das medies ....................................................................................................... 802.5.6 Valores de referncia ......................................................................................................................... 802.5.7 Relatrio final de avaliao ................................................................................................................ 822.5.8 Exemplo de aplicao......................................................................................................................... 82

2.6 NR 15 - Anexo 3 - Limites de tolerncia de exposio ao calor .............................................................. 832.6.1 Limites de tolerncia para exposio ao calor em regime de trabalho intermitente com perodosde descanso no prprio local de prestao de servio ................................................... ................................ 84

2.6.2 Limites de tolerncia para exposio ao calor em regime de trabalho intermitente, com perodo dedescanso em outro local (local de descanso). ....................................................... ........................................... 85

2.6.3 Exemplo de aplicao......................................................................................................................... 86Analisar a situao de stress trmico pela NR -15 da mesma condio de trabalho do item 2.5.8: ............... 86


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1 CONFORTO TRMICO1.1 INTRODUO AO CONFORTO TRMICOConforto trmico, tomado como uma sensao humana, situa-se no campo do

subjetivo e depende de fatores fsicos, fisiolgicos e psicolgicos. Os fatores fsicosdeterminam as trocas de calor do corpo com o meio; j os fatores fisiolgicos referem-se aalteraes na resposta fisiolgica do organismo, resultantes da exposio contnua adeterminada condio trmica; e finalmente os fatores psicolgicos, que so aqueles que serelacionam s diferenas na percepo e na resposta a estmulos sensoriais, frutos daexperincia passada e da expectativa do indivduo.

Os estudos em conforto trmico visam principalmente analisar e estabelecer ascondies necessrias para a avaliao e concepo de um ambiente trmico adequados atividades e ocupao humanas, bem como estabelecer mtodos e princpios parauma detalhada anlise trmica de um ambiente. A importncia do estudo de confortotrmico est baseada principalmente em 3 fatores:

a) A satisfao do homem ou seu bem-estar em se sentir termicamente confortvel;

b) A performance humana, muito embora os resultados de inmeras investigaes nosejam conclusivos a esse respeito, e a despeito dessa inconclusividade, os estudosmostram uma clara tendncia de que o desconforto causado por calor ou frio reduz aperformance humana. As atividades intelectuais, manuais e perceptivas, geralmenteapresentam um melhor rendimento quando realizadas em conforto trmico.

c) A conservao de energia, pois devido crescente mecanizao e industrializao dasociedade, as pessoas passam grande parte de suas vidas em ambientes condicionadosartificialmente. Ao conhecer as condies e os parmetros relativos ao conforto trmicodos ocupantes em seus ambientes, evitam-se desperdcios com calefao e refrigerao,muitas vezes desnecessrios.

Convm ressaltar que devido variao biolgica entre as pessoas, impossvelque todos os ocupantes do ambiente se sintam confortveis termicamente, buscando-sesempre criar condies de conforto para um grupo, ou seja, condies nas quais a maiorporcentagem das pessoas estejam em conforto trmico.

1.1.1 DefiniesPara melhor entender os assuntos subsequentes a respeito de conforto trmico,

necessrio apresentar alguns conceitos e definies de conforto e neutralidade trmica:

Conforto trmico

Segundo a ASHRAE Standard 55 conforto trmico definido como A condio da menteque expressa satisfao com o ambiente trmico.


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Neutralidade Trmica

Segundo o pesquisador dinamarqus Ole Fanger (1970), neutralidade trmica Acondio na qual uma pessoa no prefira nem mais calor nem mais frio no ambiente a seu

redor.

De acordo com Shin-Iche Tanabe (1984), Neutralidade Trmica a condio da menteque expressa satisfao com a temperatura do corpo como um todo.

Analisando-se dentro de uma tica fsica dos mecanismos de trocas de calor,sugere-se uma definio para neutralidade trmica como sendo O estado fsico no qualtodo o calor gerado pelo organismo atravs do metabolismo seja trocado em igualproporo com o ambiente ao seu redor, no havendo nem acmulo de calor e nem perdaexcessiva do mesmo, mantendo a temperatura corporal constante.

Considerando essas definies, pode-se dizer que a neutralidade trmica umacondio necessria, mas no suficiente, para que uma pessoa esteja em confortotrmico. Um indivduo que estiver exposto a um campo assimtrico de radiao podemuito bem estar em neutralidade trmica, porm no estar em conforto trmico.

Como o corpo humano um sistema termodinmico, que produz calor e interagecontinuamente com o ambiente para alcanar o balano trmico, existe uma constantetroca de calor entre o corpo e o meio, regidas pelas leis da fsica e influenciadas pelosmecanismos de adaptao fisiolgica, condies ambientais e fatores individuais. Asensao de conforto trmico est diretamente relacionada ao esforo realizado pelo

organismo para manter o balano trmico e assim sendo, se faz necessrio conhecer atermorregulao humana e o balano trmico do corpo humano.

1.1.2 Termorregulao humana e balano de calor no corpoPodemos considerar o corpo humano como uma mquina trmica que dispe

de um mecanismo termorregulador que controla as variaes trmicas do organismo.Sendo o organismo humano homotrmico, isto , sua temperatura deve permanecerpraticamente constante, o mecanismo termorregulador cria condies para que issoocorra.

Entende-se por mquina trmica aquela que necessita de certa quantidade decalor para seu funcionamento. O funcionamento do corpo humano a condio na qual omesmo se encontra para que esteja apto a desempenhar suas atividades, que podem sersubdivididas em 2 categorias:Atividades basais internas, que so aquelas independentesde nossa vontade e suficientes para fazer com que os rgos de nosso corpo funcionem acontento, e as atividades externas, que so aquelas realizadas conscientemente pelohomem atravs de seu trabalho ou atividade desempenhada.

Para ter condies de desempenhar qualquer uma das atividades citadas, nossoorganismo necessita do calor que oriundo do metabolismo dos alimentos ingeridos eque tambm pode ser subdividido em 2 categorias: Metabolismo basal, que a taxa de

calor necessria para o desempenho das atividades basais, e metabolismo devido satividades externas, que a taxa de calor necessria para o desempenho das atividades.


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O calor gerado pelo organismo pode variar de 100W a 1.000W. Uma parte dessecalor gerado necessrio, como j dito, para o funcionamento fisiolgico do organismo ea outra parte gerada devido ao desempenho das atividades externas, sendo que essagerao deve ser dissipada para que no haja um superaquecimento do corpo, j que omesmo homotrmico. A temperatura interna do corpo humano praticamente

constante, variando aproximadamente de 35 a 37C.Para que uma pessoa esteja em estado de conforto trmico no desempenho das

atividades, admitem-se pequenas oscilaes nessa temperatura interna, sendo que emsituaes mais extremas admitem-se variaes um pouco maiores, para se evitarem osperigos do stress trmico.

Desta maneira podemos dizer que as atividades desempenhadas pelo ser humanogeram calor ao corpo, o qual deve ser dissipado ao ambiente a fim de que no se acarreteum aumento exagerado da temperatura interna e que se mantenha o equilbrio trmicodo corpo. Essa dissipao se d atravs de mecanismos de trocas trmicas, que podemser observados na Figura 1.1.

Atravs da pele: Perda sensvel de calor, por conveco e radiao (C e R);Perda latente de calor, por evaporao do suor e por dissipaoda umidade da pele (Esw.e Edif).

Atravs da respirao: Perda sensvel de calor: conveco (Cres);Perda latente de calor: evaporao (Eres).

RadiaoDepende da temperatura dassuperfcies ao redor

ConvecoDepende da temperatura eda velocidade do ar

ConduoDepende da temperatura dassuperfcies onde existe umcontato fsico

EvaporaoDepende da atividade fs ica,da temperatura das superfciinternas das paredes evelocidade do ar

Metabolism

o

Figura 1.1 Representao esquemtica da fisiologia humana e a trocas trmicas.

O mecanismo termorregulador do organismo tem como objetivo a manutenoda temperatura corporal, mantendo-a constante. Assim sendo, a teoria assume que umorganismo exposto por longo tempo a um ambiente trmico constante, moderado,tender a um equilbrio trmico de acordo com esse ambiente, isto , a produo decalor pelo organismo atravs de seu metabolismo, ser igual perda de calor do mesmopara o ambiente, atravs das diversas formas de transferncia de calor.

A maioria dos modelos de trocas trmicas entre o corpo e o ambiente, bem comoas medies de sensaes trmicas, est relacionada clssica teoria de transferncia de


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calor, introduzindo equaes empricas que descrevem os efeitos de conhecidoscontroles reguladores fisiolgicos.

O modelo utilizado na Norma Internacional ISO 7730 utiliza o estadoestacionrio ou permanente desenvolvido por Fanger, o qual assume que o corpo emdeterminado ambiente, encontra-se em estado de equilbrio no ocorrendo, portanto,

acmulo de calor em seu interior. O corpo assim modelado encontra-se bem prximo condio de neutralidade trmica.

O ganho de calor no corpo se d atravs de produo de calor pelo metabolismo, eas perdas de calor se sucedem atravs da respirao e pela pele. As perdas de calor, demaneira sensvel e latente pela pele e pela respirao, so expressas em termos defatores ambientais. As expresses tambm levam em conta a resistncia trmica e apermeabilidade das roupas. Variveis tanto ambientais tais como a temperatura do ar,temperatura mdia radiante, velocidade do ar e umidade do ar e variveis pessoais,como a atividade e vestimentas, so incorporadas ao modelo.

A expresso do balano de energia entre o corpo e o ambiente pode assim serdescrita:

M W Q QSK RES [Equao 1]

As perdas de calor pela pele (Qsk) e respirao (Qres) tambm so expressas emforma de mecanismos de perda de calor como conveco, radiao e evaporao, eassim atinge-se a expresso dupla que representa o balano de calor para um corpo emestado estacionrio:

)()( RESRESSKRESSK ECERCQQWM [Equao 2]

onde:M = Taxa metablica de produo de calor (W/m2);W = Trabalho mecnico desenvolvido pelo corpo (W/m2), sendo que para amaioria das atividades humanas esse trabalho nulo;Qsk = Taxa total de perda de calor pela pele (W/m2). Igual perda de calor pelaevaporao pela pele mais a conduo de calor da pele at a superfcie externadas roupas, podendo ser escrita como: Qsk = Esk + KCl

Qres = Taxa total de perda de calor pela respirao (W/m2);C+R= Perda de calor sensvel pela pele (W/m2) - Conveco e radiao. Seuvalor igual perda de calor por conduo at a superfcie externa das roupas;Esk = Perda de calor latente pela pele, atravs da evaporao (W/m2);Cres = Perda de calor sensvel pela respirao, por conveco (W/m2);Eres = Perda de calor latente pela respirao, por evaporao (W/m2).

Assim, a expresso do balano trmico pode ser reescrita:

RCKEECWM ClRESSKRES)( [Equao 3]


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OBS: Todos os termos da equao anterior so dados em termos de energia por unidadede rea, e os mesmos referem-se rea da superfcie do corpo nu. Uma expressoconvencional para o clculo dessa rea dada atravs da expresso da rea de DuBois(AD).

A m lDu 0 202 0 425 0 725, . ., , [Equao 4]

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

As perdas parciais de calor pela pele pela respirao e por conduo atravs dasroupas podem ser expressas pelas equaes empricas seguintes, numeradas de 5 a 10.

]15,58)[(42,0])(007,073,5[05,3 WMpWME ask [Equao 5]

)87,5(0173,0 ares pME [Equao 6]

)34(0014,0 ares tMC [Equao 7]

cl

clCl

I

tWMK

.155,0

)](028,07,35[[Equao 8]

])273()273.[(.10.96,3 448 rclcl ttfR [Equao 9]

).(. aclccl tthfC [Equao 10]

Ao substituirmos essas expresses na equao dupla do balano trmico, omesmo pode ser expresso em funo das variveis ambientais e pessoais, conforme aequao a seguir:

(M-W) - 3,05[5,73 - 0,007(M-W) - pa] - 0,42[(M-W) - 58,15] - 0,0173M(5,87 - pa) -0,0014M(34-ta) =

=[ , , ( )]

, .

35 7 0 028

0155

M W t

I

cl

cl

=

= 3,96. 10-8. fcl

. [(tcl

+ 273)4 - (tr+ 273)4] + f

cl. h

c. (t

cl- t

a) [Equao 11]


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onde:M = taxa metablica, produo orgnica de calor (W/m2);W = Trabalho ou eficincia mecnica (W/m2);pa = Presso de vapor no ar (kPa);ta = Temperatura do ar (C);

tcl = temperatura superficial das roupas (C);Icl = Isolamento trmico das roupas (Clo);fcl = Razo de rea do corpo vestido e corpo n (adimensional);tr = Temperatura radiante mdia (C);hc = Coeficiente de conveco entre ar e roupas (W/m2.C).

A equao apresentada acima representa o balano de calor entre o corpo e oambiente. Nessa equao a temperatura superficial das roupas dada ao compararmos aparte central com a direita da equao dupla, ou seja:

tcl = 35,7 - 0,028.M - 0,155.Icl . { 3,96.10-8. fcl . [(tcl + 273)4 - (tr + 273)4]+fcl . hc . (tcl - ta)}

[Equao 12]

onde:hc = 2,38.(tcl - ta)0,25 ou hc = 12,1. var (utiliza 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 Cloe

fcl = 1,05 + 0,1.Icl para Icl > 0,5 Clo.

* A Equao acima calculada iterativamente.

1.1.3 Zonas de respostas fisiolgicas e comportamentaisAs pessoas apresentam zonas de respostas fisiolgicas e comportamentais de

acordo com as condies a que estiverem submetidas e, de acordo com a atividade queestiverem desempenhando. Como na maioria dos estudos de conforto trmico, asatividades desempenhadas so do tipo sedentrias, e o fator humano de influncia sobrea determinao da zona de conforto a vestimenta utilizada. Pode-se ento apresentar 2

zonas de conforto, para pessoas vestidas e pessoas nuas, em funo da temperatura doar:

Para pessoas nuas: Zona de conforto para que se mantenha o equilbrio trmicositua-se entre 29C e 31C;

Para pessoas vestidas com vestimenta normal de trabalho (Isolamento = 0,6 clo) :Zona de conforto para que se mantenha o equilbrio trmico situa-se entre 23 e27C.

Cada indivduo possui uma temperatura corporal neutra, descrita como aquela

em que o mesmo no prefira sentir nem mais frio e nem mais calor no ambiente(neutralidade trmica) e nem necessite utilizar seu mecanismo de termorregulao. Ao


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compararmos a temperatura interna corporal com essa temperatura neutra, podemosapresentar as seguintes zonas de respostas fisiolgicas e comportamentais:

* tcorpo < tneutra Ocorre neste caso o mecanismo de vaso constrio;* tcorpo < 35C Ocorre a perda de eficincia (habilidade);

* tcorpo < 31C Esta situao de temperatura corporal letal.

Da mesma forma:

* tcorpo > tneutra Ocorre neste caso o mecanismo de vaso dilatao;* tcorpo > 37C Inicia-se o fenmeno do suor;* tcorpo > 39C Inicia-se a perda de eficincia;* tcorpo > 43C Esta situao de temperatura corporal letal.

1.2 AVALIAO DE CONFORTO TRMICOAo estudar os aspectos relativos ao conforto trmico, so encontradas duas

abordagens diferentes e com prescries distintas de como as condies microclimticasdas edificaes podem ser administradas. A primeira, mais conhecida como esttica,representa uma linha analtica, ou racional, da avaliao das sensaes trmicashumanas e considera o homem como um simples receptor passivo do ambiente trmico.J a segunda abordagem, conhecida como adaptativa, considera o homem como umagente ativo, que interage com o ambiente em resposta s suas sensaes e prefernciastrmicas. Tais abordagens so resultados de dois grandes grupos de pesquisasnormalmente utilizados nos estudos de conforto trmico, sendo a primeira realizada emcmaras climatizadas e chamada de modelo esttico, e a segunda, proveniente deestudos de campo, conhecida como modelo adaptativo.

1.2.1 Pesquisas em cmaras climatizadasOs estudos em cmaras climatizadas deram origem ao mtodo mais conhecido

para avaliao de conforto trmico e so aqueles realizados no interior de ambientestotalmente controlados pelo pesquisador, onde tanto as variveis ambientais como asvariveis pessoais ou subjetivas so manipuladas, a fim de se encontrar a melhorcombinao possvel entre elas, resultando em uma situao confortvel.

Ole Fanger (1970), que realizou diversos experimentos na Dinamarca sobreconforto trmico, o principal representante da linha analtica de avaliao dassensaes trmicas humanas. Suas equaes e mtodos tm sido utilizadosmundialmente e serviram de base para a elaborao de Normas Internacionaisimportantes, fornecendo subsdios para o equacionamento e clculos analticos deconforto trmico e conhecidos hoje como PMV (Predicted Mean Vote) e o PPD (Percentage ofDissatisfied).

Posteriormente, a utilizao do modelo esttico desenvolvido por O. Fanger comoum modelo universal se tornou discutvel, j que a mesma analisa os limites confortveisde temperatura como sendo limites universais, e os efeitos de um determinadoambiente trmico acontecem exclusivamente pelas trocas fsicas de calor com a

superfcie do corpo, enquanto que a manuteno da temperatura interna de umindivduo necessita de certa resposta fisiolgica.


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... Para dado nvel de atividade, a temperatura mdia da pele (ts) e a taxa de secreo do

suor (Esw) podem ser consideradas como as nicas variveis fisiolgicas que influem sobre o

equilbrio de calor na equao do conforto trmico...

(Fanger, 1970)

1.2.2 Pesquisas de campoCom o avano das pesquisas, muitos estudos foram realizados no s em cmaras

climatizadas, mas tambm em situaes reais do cotidiano, com pessoasdesempenhando suas atividades rotineiras. Nestas pesquisas de campo o pesquisadorno interfere nas variveis ambientais e pessoais, e as pessoas expressam suassensaes e preferncias trmicas de acordo com escalas apropriadas.

A partir desta avaliao da sensao trmica em ambientes reais, MichaelHumphreys (1979) props o modelo adaptativo, supondo que as pessoas adaptam-sediferentemente ao lugar onde esto sendo as aes adaptativas uma forma de ajuste do

corpo ao meio trmico.

... A temperatura de conforto no uma constante, e sim varia de acordo com a estao, e

temperatura a que as pessoas esto acostumadas...

(Humphreys, 1979)

De acordo com Humphreys, o interesse pelo modelo adaptativo pode ser identificadopor duas razes principais. A primeira por ter sido identificado que os resultados obtidos emcmaras climatizadas divergem dos valores conseguidos nos ambientes climatizadosnaturalmente (Figura 1.2), e a segunda pela constatao de que a populao parece aceitar umintervalo de temperaturas muito maior do que a proposta pelos mtodos racionais, j que oindividuo se adapta ao lugar emque vive.

Figura 1.2 Mtodo adaptativo derivado do banco de dados da ASHRAE.

Pode-se afirmar que a abordagem adaptativa considera fatores alm dos fsicos epsicolgicos que interagem na percepo trmica. Estes estudos tm como base osconceitos de aclimatao, e os fatores considerados podem incluir caractersticasinerentes demografia (gnero, idade, classe social), contexto (composio daedificao, estao, clima) e cognio (atitudes, preferncias e expectativas).

So trs os mecanismos de adaptao utilizados pelo corpo humano para se defenderdos efeitos do clima:


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Ajustes comportamentais: so as modificaes conscientes ou inconscientes daspessoas; podem modificar o fluxo de calor e massas que governam as trocastrmicas do corpo. Estes ajustes podem ainda ser divididos em subcategorias,conhecidos como os ajustes pessoais (roupa, atividade, postura), ajustestecnolgicos ou ambientais (abrir/fechar janelas, ligar ventiladores, usar culos

escuros) e os ajustes culturais. Ajustes Fisiolgicos: so aqueles que incluem todas as mudanas nas respostas

fisiolgicas das pessoas, que so resultado da exposio a fatores ambientais etrmicos, conduzindo a uma diminuio gradual na tenso criada por tal exposio.As mudanas fisiolgicas podem ser divididas em: adaptao gentica, que soaquelas que se tornaram parte da herana gentica de um indivduo ou grupo depessoas; e a aclimatao, que so as mudanas inerentes ao sistema termo-regulador.

Ajustes Psicolgicos: percepes e reaes das informaes sensoriais. Apercepo trmica diretamente atenuada por sensaes e expectativas ao clima

interno. Esta forma de adaptao pode ser comparada noo de hbito, exposiorepetida ou crnica, que conduz a uma diminuio da intensidade da sensaoevocada anteriormente.

importante frisar que para esta abordagem, a sensao de conforto trmico nodeveria ser originada apenas pela temperatura do ambiente interno, mas tambm originada deum valor mdio mensal de temperatura externa, pois o desconforto trmico surge

principalmente da contradio entre os ambientes que as pessoas esperam e os ambientes queelas encontram. Este processo pressupe uma adaptao para cada lugar, delimitando um tipode projeto que leva em considerao a questo social, o clima e a temperatura externa. Odesconforto pode ser causado pelo desgaste excessivo do corpo nos processos de escolha e

ajuste da temperatura prpria ao clima exterior. Segundo Humphreys, ... O desconforto causado pela excessiva regulao necessria nos processos de ajuste ao lugar, pelatemperatura corporal....

Embora vrios estudos defendam a abordagem adaptativa como uma ferramentaideal para a avaliao precisa do conforto humano em relao temperatura, as duascorrentes de pesquisa acabam por possuir o mesmo objetivo final: buscar as condiesque mais satisfaam o homem com relao s suas sensaes trmicas.

1.2.3 Condies de conforto trmicoConforme j comentado anteriormente, a condio de neutralidade trmica, ou

seja, a verificao do balano trmico apresentado, condio necessria, mas nosuficiente para que uma pessoa encontre-se em conforto trmico, pois a mesma podeencontrar-se em neutralidade trmica e estar sujeito a algum tipo de desconfortolocalizado, isto , sujeita uma assimetria de radiao significativa, sujeita a algumacorrente de ar localizada, ou ainda estar sobre algum tipo de piso frio ou aquecido, eassim sendo, no estar em condio de conforto trmico.

Alm disso, segundo estudos empricos desenvolvidos por Fanger, a Atividadedesempenhada pela pessoa, regular a temperatura de sua pele, bem como sua taxa desecreo de suor. Isso equivale a dizer que se uma pessoa estiver desempenhandodeterminada atividade, e estiver suando muito acima do que os estudos realizadosmostraram que deveria estar, ou a temperatura de sua pele estiver acima ou abaixo de


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valores que esses mesmos estudos demonstraram, a pessoa no estar certamente emconforto trmico, mesmo que ela esteja em neutralidade trmica e no esteja sujeita aalgum tipo de desconforto localizado. Esses estudos ento realizados mostraram que:

a tskm b

c Esw d

onde:tskm = temperatura da pele, (C)Esw = taxa de evaporao do suor, (W/m2)a, b, c, d = parmetros empricos extrados em funo da atividade da pessoa.

Segundo a ASHRAE Fundamentals, cap. 8, as correlaes estatsticas utilizadaspor Rohles e Nevins em aproximadamente 1600 estudantes, apresentaram expressespara t

skme E

sw, em funo da atividade, que forneciam conforto trmico, quando as

outras condies estivessem estabelecidas, as quais so apresentadas abaixo:

t Mskm 35 7 0 0275, , . [Equao 13]

E MSW 0 42 58 15, .( , ) [Equao 14]

Podemos ento desta forma dizer que existem 3 condies para que se possaatingir o conforto trmico:a) Que a pessoa se encontre em neutralidade trmica;b) Que a temperatura de sua pele, e sua taxa de secreo de suor, estejamdentro de certos limites compatveis com sua atividade;c) Que a pessoa no esteja sujeita a desconforto localizado.

Podemos representar esquematicamente as condies necessrias para aobteno de conforto trmico, conforme a figura 1.3.2.

Ambiente Real

Neutralidade TrmicaTemp. Pele e Suor fora dos padres

Desconforto LocalizadoConforto

Trmico

Figura 1.3 - Representao esquemtica das condies necessrias a obteno de conforto trmico.


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1.2.4 Variveis que influenciam na sensao de conforto trmicoOs clculos analticos do conforto trmico baseados em estudos realizados em cmaras

climatizadas, apresentam 6 variveis que influenciam o conforto trmico:

Atividade desempenhada, M, (W/m2);Isolamento trmico das roupas utilizadas, Icl, (clo);Temperatura do ar (C);Temperatura radiante mdia, trm, (C);Velocidade do ar, va, (m/s);Presso parcial do vapor de gua no ar ambiente, p a, (kPa).

As duas primeiras variveis so chamadas pessoais ou subjetivas, por nodependerem do ambiente, enquanto as outras so denominadas de variveisambientais. As respectivas caracterizaes das variveis ambientais, mtodos e

instrumentos de medio esto contidos na ISO/DIS 7726/98.A atividade desempenhada pela pessoa determina a quantidade de calor geradopelo organismo. As tabelas de taxas metablicas em funo da atividade e do isolamentodas roupas esto na ISO 7730/2005, ASHRAE Fundamentals cap.8 - 2005 e ISO8996/2004.

O isolamento trmico das roupas determinado atravs de medies emmanequins aquecidos ou determinados diretamente pelas tabelas constantes da ISO7730/2005, ASHRAE Fundamentals cap.8 - 2005 e ISO 9920/2007.

1.2.5 Equao do conforto trmico e carga trmicaTambm oriunda da equao do balano trmico [Equao 11], ao compararmos

a parte da esquerda da equao com sua parte da direita, temos a equao de confortotrmico conforme conceituao de Fanger, contida na ISO 7730/94 e ASHRAEFundamentals cap. 8. Ao nosso entender, o termo mais apropriado seria equao deneutralidade trmica, uma vez que essa equao apresenta um rearranjo da expressodo balano trmico, e no uma sensao psicofisiolgica do conforto. Tambm ao nossoentender, o termo de equao do conforto trmico seria mais apropriado ao que asnormas citadas denominam de equao do PMV, conforme ser apresentado no item1.2.6. De acordo com as normas, ento a equao de conforto trmico assimrepresentada:

M - 3,05.(5,73 - 0,007.M - pa) - 0,42 .(M - 58,15) - 0,0173.M.(5,87 - pa) -0,0014.M.(34 - ta) = 3,96 . 10-8. fcl.[(tcl +273)4 - (tr + 273)4] + fcl . hc . (tcl - ta)

[Equao 15]

Em casos em que no se verifique a expresso de balano trmico, isto , emcasos em que a gerao de calor orgnico no seja igual dissipao desse calor aoambiente, existir um gradiente de calor, e a essa diferena entre o calor gerado pelocorpo e o trocado com o meio ambiente denominada de carga trmica sobre o corpo,

(L). Escrevendo sua expresso em linguagem matemtica, a carga trmica expressapor:


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L =M - 3,05.(5,73 - 0,007.M - pa) - 0,42 .(M - 58,15) - 0,0173.M.(5,87 - pa) -0,0014.M.(34 - ta) - 3,96 . 10-8. fcl.[(tcl +273)4 - (tr + 273)4] - fcl . hc . (tcl - ta)

[Equao 16]

1.2.6 Equao do PMVA equao de conforto trmico [Equao 15], apresentada anteriormente, foi

expandida para englobar uma grande gama de sensaes trmicas, para o que foiutilizado o ndice PMV ou voto mdio estimado, atravs de anlises estatsticas deacordo com resultados obtidos por Fanger em estudos na Dinamarca em cmarasclimatizadas, onde as pessoas registravam seus votos sobre a escala stima da ASHRAE,que aponta desde muito frio at muito quente. A sensao real sentida pela pessoa representada pela equao do PMV ou equao do voto mdio estimado, que podeassim ser representada.

PMV = (0,303 e-0,036M + 0,028) . L [Equao 17]

onde:PMV = voto mdio estimado, ou voto de sensao de conforto trmicoM = Atividade desempenhada pelo indivduoL = Carga Trmica atuante sobre o corpo.

A escala stima da ASHRAE, ou escala de sete pontos, utilizada nos estudos deFanger e utilizada at hoje para determinao real das sensaes trmicas das pessoas, assim representada:

+3 Muito uente

+2 uente

+1 Levemente uente

0 Neutro

-1 Levemente Frio

-2 Frio

-3 Muito Frio

1.2.7 Desconforto LocalizadoVrios fatores podem causar desconforto localizado em indivduos, estejam eles

desempenhando quaisquer atividades. Esses fatores, como diz o prprio nome, noatingem o corpo como um todo, apenas uma parte e, embora a pessoa possa estar


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satisfeita com a temperatura do corpo como um todo, normalmente est se sentindoincomodada, no estando dessa forma em conforto. Dentre os principais fatores quecausam esse desconforto, podemos citar os 4 mais comuns:

1.2.7.1 Assimetria de Radiao TrmicaA assimetria de radiao trmica ou radiao no uniforme pode ser causada por

janelas frias, superfcies no isoladas, bocas de fornos, calor gerado por mquinas eoutros. A pessoa dessa maneira tem uma parte do seu corpo atingida por radiaodiferenciada das demais, e dessa forma quanto maior for esse diferencial, maisdesgostosa com a situao ficar a pessoa conforme mostraram estudos realizados comesse intuito. Os estudos realizados tiveram a preocupao de fazer com que as pessoasse mantivessem em neutralidade trmica, para assim analisassem apenas o fenmenoem questo.

Observou-se que quanto mais acentuada era a assimetria, mais pessoasencontravam-se insatisfeitas com o ambiente. Observou-se tambm que as pessoas

respondem de maneira diferenciada com relao ao que est causando essa assimetria,conforme Figura 1.1. A anlise da assimetria de radiao particularmente importantequando se buscam alternativas trmicas baseadas principalmente em painis resfriadosou aquecidos para se buscar o conforto trmico. A figura ilustra ainda situaesdiferenciadas de assimetria de radiao que so fatores de insatisfao com o ambientetrmico (Fonte ISO 7730-2005)

Figura 1.4 - Percentagem de pessoas expressando desconforto devido assimetria de radiao.

Onde:t = assimetria de temperatura radiante1 Teto quente2 Parede Fria3 - Teto frio4 Parede quente


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1.2.7.2 Correntes de arEssa situao que acarreta um resfriamento localizado em alguma parte do corpo

humano causada pelo ar em movimento. um problema bastante comum de serobservado no apenas em ambientes ventilados, mas tambm em automveis, e outros.Essas correntes de ar tm sido identificadas como um dos fatores mais incmodos em

escritrios. Normalmente quando isso ocorre, a reao natural das pessoas aumentar atemperatura interna ou parar o sistema de ventilao, sendo que s vezes essas reaespodem tender a deixar o local ainda mais desconfortvel.

Notou-se por estudos realizados que as pessoas suportam esses golpes demaneira diferenciada, conforme a temperatura que se encontre o ambiente. A Figura 1.5mostra o aumento das pessoas insatisfeitas com o ambiente medida que se aumenta avelocidade mdia do ar sobre a regio da cabea. A figura apresenta ainda as situaesde desconforto devido s correntes de ar para diferentes temperaturas do ar.

Figura 1.5 - Percentagem de pessoas insatisfeitas, devido s correntes de ar.

1.2.7.3 Diferena na temperatura do ar no sentido verticalNa maioria dos ambientes das edificaes, a temperatura do ar normalmente

aumenta com a altura em relao ao piso. Se o gradiente de temperatura

suficientemente grande entre a temperatura do ar ao nvel da cabea e a temperatura dotornozelo, ocorre desconforto por calor na altura da cabea ou um desconforto por frioao nvel dos ps, estando o corpo como um todo em neutralidade trmica.

Embora tenham poucos estudos sobre esse desconforto, algumas situaes foramrelatadas por Olesen, McNair e Erikson, conforme mostra a figura 1.3.5. Se atemperatura ao nvel da cabea for inferior ao do tornozelo, essa situao no causardesconforto s pessoas. Erikson mostrou que as pessoas so mais tolerantes quando acabea estiver mais fria.


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Figura 1.6 - Percentagem de pessoas insatisfeitas devido diferena de temperatura entre a cabea eps. (Fonte ISO 7730-2005)

1.2.7.4 Pisos aquecidos ou resfriadosDevido ao contato direto dos ps com o piso, o desconforto local nos ps pode ser

verificado quando o piso estiver aquecido ou resfriado. A temperatura do piso muitoinfluenciada por caractersticas construtivas dos prdios (isolamento do piso, camada decontrapiso, materiais de construo etc.). Uma reao normal das pessoas em contatocom piso muito frio, aumentar a temperatura interna do ambiente, geralmente

utilizando-se sistemas de calefao, o que possibilita o aumento do desconforto trmicoe contribui para o aumento do consumo de energia.Em alguns estudos referentes resposta das pessoas com relao temperatura

do piso, Olesen encontrou que quando as pessoas encontram-se caladas normalmente,o material de acabamento do piso no importante, porm em locais onde normalmenteas pessoas encontram-se descalas, esse item j se torna significante. Desses estudosempricos se extraram as seguintes faixas recomendadas de temperaturas:

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

* Acabamento txtil (carpetes ou tapetes) 21 a 28C

* Acabamento em madeira: 24 a 28C* Acabamento em concreto: 26 a 28,5C

Faixas de temperatura recomendadas para o piso, onde circulam pessoas caladasnormalmente, em funo da atividade desempenhada:

* Pessoas em atividade sedentria: 25C* Pessoas caminhando (circulaes): 23C

A Figura 1.7 exemplifica o descontentamento das pessoas devido temperaturado piso.


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Figura 1.7 - Percentagem de pessoas insatisfeitas em funo da temperatura do piso.(Fonte ISO 7730-2005)

1.2.8 Influncia do movimento do ar no conforto trmicoO movimento do ar num ambiente interfere no conforto trmico das pessoas

devido a sua influncia nos processos de troca de calor do corpo com o meio porconveco e por evaporao. Essa influncia pode ser benfica, quando o aumento davelocidade do ar provoca uma desejvel acelerao nos processos de perda de calor do

corpo, ou prejudicial, quando a perda de calor indesejvel e provoca o resfriamentoexcessivo do corpo com um todo, ou de uma de suas partes, efeito internacionalmenteconhecido como draught. Assim, diz-se que a sensao trmica influenciadadiretamente pela intensidade da ventilao, especialmente em climas midos, onde aventilao representa um fator necessrio para diminuir o desconforto causado pelocalor atravs do processo de evaporao do suor. A contribuio da ventilao naremoo de calor varia de acordo com a temperatura do ar e tambm com a umidaderelativa.

A referncia mais tradicional para os limites da velocidade do ar advm doconceito de desconforto por correntes de ar (i.e. draughtou draft). Tal conceito pode serdefinido como um resfriamento indesejado no corpo, causado pela movimentao do are sendo considerado um problema comum em ambientes com baixa atividademetablica. Para avaliar o risco de desconforto causado pelas correntes de ar, o modelomais comum utilizado o de Fanger, que foi desenvolvido com base em experimentoslaboratoriais. O modelo combina trs parmetros fsicos: temperatura do ar, velocidademdia do ar e intensidade de turbulncia do ar (Equao 16), e utilizado para predizera porcentagem de indivduos insatisfeitos com o movimento do ar.

= 34 . 0,050,62 . (0,37. . + 3,14)(%) [Equao 18]


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Onde:DR: Percentual de pessoas desconfortveis pela movimentao do ar; : Velocidade mdia do ar (m/s); : Temperatura do ar (C); : Intensidade de turbulncia do ar (%).

Tais valores aceitveis de velocidade do ar tm sido constantemente objeto deestudo de vrios pesquisadores. Os valores considerados como aceitveis para umambiente de atividades sedentrias podem variar entre 0,5 e 2,5 m/s, de acordo comdiferentes autores. O limite mximo baseado em problemas prticos, tais como voo depapis sobre a mesa e desarranjo de penteados, ao invs de exigncias fisiolgicas deconforto. Alguns pesquisadores notaram que a maioria dos estudos realizados a respeitoda velocidade do ar estava focada nos efeitos negativos causados pelo desconfortoproveniente da movimentao indesejado do ar. No entanto, inmeras constataessugerem que a movimentao do ar desejada quando a temperatura considerada alta.

Assim, para obterem-se ambientes climatizados de maneira sustentvel, necessrio incrementar o valor da velocidade do ar ao invs de reduzir a temperatura eumidade relativa do ar, alcanando equivalentes nveis de conforto. O incremento davelocidade do ar pode ser uma soluo bastante eficiente, desde que antes sejamanalisadas todas as condicionantes de influncia, de maneira que seus efeitos sejamexponenciados. Dentre estas condicionantes esto: o clima, as necessidades, a finalidadedos edifcios, dentre outras.

1.2.9 Normas de conforto trmico

Os estudos de conforto trmico tiveram nos ltimos anos um aumento deinteresse por parte dos pesquisadores, sendo que as normas existentes nesta reaenglobam estudos sobre todas as variveis que influenciam no conforto trmico, quersejam em ambientes condicionados ou no. As principais normas e guias de refernciaaos estudos so:

ISO 7730Verso anterior:ISO 7730/94 - Ambientes trmicos moderados - Determinao dos ndices PMV e

PPD e especificaes das condies para conforto trmico. Ttulo original: Moderatethermal environments -- Determination of the PMV and PPD indices and specification ofthe conditions for thermal comfort.

Esta norma prope um mtodo de determinao da sensao trmica e o grau dedesconforto das pessoas expostas a ambientes trmicos moderados e especificacondies trmicas aceitveis para o conforto.

ISO 7730Verso Atual ttulo original:ISO 7730:2005 - Ergonomics of the thermal environment -- Analytical

determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV andPPD indices and local thermal comfort criteria.

Nesta nova verso, foi adicionado um mtodo para avaliao de perodos longos,bem como informaes sobre desconforto trmico localizado, condies em estado noestacionrio e adaptao. Alm disso, foi adicionado um anexo estipulando como os

requisitos de conforto trmico podem ser expressos em diferentes categorias.


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ISO 7726 Verso anterior:ISO/DIS 7726/96 - Ambientes Trmicos - Instrumentos e Mtodos para medies

das quantidades fsicas. Esta norma internacional especifica as caractersticas mnimasdos instrumentos de medio das variveis fsicas, assim como apresenta mtodos demedio desses parmetros.

ISO 7726 Verso Atual ttulo original:ISO 7726/1998-Ergonomics of the thermal environment -- Instruments for

measuring physical quantities.

ASHRAE Standard 55 Verso anterior:ASHRAE Standard 55-1992: Ambientes Trmicos - Condies para ocupao

humana. Esta norma americana especifica condies ambientais aceitveis para a sadedas pessoas sujeitas a presses atmosfricas equivalentes a altitudes superiores a3,00m, em ambientes internos projetados para ocupao humana por perodos noinferiores a 15 minutos.

ASHRAE Standard 55 Verso Atual:ASHRAE Standard 55-2010 - Thermal Environmental Conditions for Human

Occupancy. A nova verso da norma tambm contm um mtodo opcional paradeterminar condies trmicas aceitveis em espaos naturalmente ventilados,considerando a possibilidade ou no de controle das variveis ambientais por parte dousurio. A Norma incorpora ainda inovaes encontradas nas pesquisas mais recentestais como a utilizao de valores elevados de velocidade do ar, o que faz com que seaumente o intervalo aceitvel das condies trmicas em um ambiente. Na nova versoos limites de Temperatura Operativa, alm do PMV e PPD, foram revistos em funo davelocidade do ar e intensidade de turbulncia do ar.

A Norma incorpora ainda em um dos seus anexos um novo mtodo para

determinar o efeito do resfriamento corporal atravs da velocidade do ar para valoresacima de 0,15m/s, permitindo a utilizao de ventiladores de teto e outros meios paraincremento da velocidade do ar durante os meses mais quentes.

ASHRAE Fundamentals Handbook - cap. 8 Thermal Comfort - 2005:Este guia normativo da sociedade americana de aquecimento, refrigerao e ar

condicionado, apresenta os fundamentos de termo-regulao humana e conforto emtermos teis aos engenheiros para a operao de sistemas e preparao de projetos eaplicaes para o conforto dos ocupantes de edificaes. Apresenta, de maneirasumarizada todos os dizeres das normas ISO aqui referidas.

ISO 8996 Verso anterior:ISO 8996/90 - Ergonomia - Determinao da produo de calor metablico.Esta norma internacional especifica diferentes mtodos para a determinao e

medio da taxa de calor metablico, no contexto da ergonomia do ambiente detrabalho. Esta norma tambm pode ser utilizada para outras aplicaes, como porexemplo a verificao da prtica de atividades, o custo energtico de atividadesespecficas ou atividades fsicas, bem como o custo total energtico das atividades.

ISO 8996 Verso Atual ttulo original:ISO 8996/2004 Ergonomics of the thermal environment Determination of

metabolic rate.


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ISO 9920 Verso anterior:ISO 9920/95 - Ergonomia de ambientes trmicos - Estimativa de isolamento

trmico e resistncia evaporativa de um traje de roupas.Esta norma internacional especifica mtodos para a estimativa das caractersticas

trmicas, resistncia perdas de calor seco e perda por evaporao, em condies de

estado estacionrio para um traje de roupa, baseado em valores de vestimentasconhecidas, trajes e tecidos.

ISO 9920 Verso Atual ttulo original:ISO 9920/2007 Ergonomics of the thermal environment Estimation of thermal

insulation and water vapour resistance of a clothing ensemble.

1.3 ISO 7730/2005 - AMBIENTES TRMICOS MODERADOS - DETERMINAODOS NDICES PMV E PPD E ESPECIFICAES DAS CONDIES PARACONFORTO TRMICO:

Esta Norma Internacional se aplica avaliao de ambientes trmicosmoderados. A verso atual foi desenvolvida em paralelo com a norma ASHRAE 55 naantiga reviso de 2004.

Quando os parmetros fsicos de um ambiente (temperatura do ar, temperaturaradiante mdia, velocidade do ar e umidade do ar) bem como os parmetros pessoaiscomo atividade desempenhada e vestimenta utilizada pelas pessoas so conhecidos oumedidos, a sensao trmica para o corpo como um todo pode ser estimada pelo clculodo ndice do voto mdio estimado, PMV, descrito nesta Norma.

A Norma tambm descreve como calcular o ndice da percentagem de pessoasinsatisfeitas com o ambiente (PPD), que a percentagem de pessoas que gostariam queo ambiente estivesse mais quente ou mais frio.

O desconforto trmico tambm pode ser causado por aquecimento ouresfriamento localizado do corpo. Os fatores de desconforto localizado mais comuns soassimetria radiante de temperatura (superfcies frias ou quentes), correntes de ar,diferena vertical de temperatura, e pisos frios ou quentes. A verso anterior da normafornecia um mtodo para o clculo da percentagem de pessoas insatisfeitas somentedevido s correntes de ar. Na verso atual, a norma especifica como predizer o PPD paraos demais parmetros de desconforto localizado.

Na nova verso tambm so apresentados mtodos de avaliao para condiesem estado no estacionrio. O ambiente trmico em edifcios ou em locais de trabalhomuda com o tempo e pode no ser sempre possvel manter as condies dentro de

limites recomendados. Um mtodo para avaliao de conforto trmico para perodoslongos tambm apresentado.Por fim, a norma fornece recomendaes de como levar em conta a adaptao de

pessoas ao se avaliar e projetar edifcios e sistemas.

1.3.1 EscopoOs propsitos dessa norma internacional so:

a) Apresentar um mtodo de clculo da sensao trmica e o grau de desconforto daspessoas expostas a um ambiente trmico moderado;

b) Especificar as condies de aceitabilidade trmica de um ambiente para conforto.Esta norma se aplica para homens e mulheres saudveis e foi originalmente

baseada em estudos realizados na Amrica do Norte e Europa, principalmente nos


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estudos de Fanger. Porm, a verso de 1994 contm concluses retiradas de recentesestudos realizados no Japo.

1.3.2 Voto Mdio Estimado - PMVO PMV um ndice que prev o valor mdio de um grande grupo de pessoas

segundo uma escala de sensaes de 7 pontos, apresentada anteriormente.

1.3.2.1 DeterminaoEsse ndice pode ser determinado quando a Atividade (taxa metablica) e as

Vestimentas (resistncia trmica) so conhecidas, e os parmetros fsicos so medidos,tais como: temperatura do ar, temperatura radiante mdia, velocidade do ar e umidadedo ar, conforme previsto na Norma ISO 7726/85, apresentada no captulo adiante.

importante ressaltar que esse ndice est baseado no balano de calor do corpo

humano com o ambiente. Para o equacionamento do ndice do PMV, foram consideradasas respostas fisiolgicas do sistema termorregulador de mais de 1300 pessoas, respostasestas que foram tratadas estatisticamente, atingindo-se a equao abaixo, que obtidaatravs da substituio do valor (L) na Equao 17, pela sua respectiva expressoconforme a Equao 19.

PMV e M M W M W pa

M W M pa M ta

fcl tcl tr fcl hc tcl ta

( , .,

, ).{( ) , . .[ , ( ) ]

, .[( ) , ] , . . . ( ) , . . ( )

, . . .[( ) ( ) ] . . ( )}

0 3030 036

0 028 3 05 103

5733 6 99

0 42 58 15 1 7 105

5867 0 0014 34

3 96 108

2734

2734

[Equao 19]

onde:tcl calculada iterativamente atravs da equao 8.sendo:PMV = Voto mdio estimado, ou sensao de conforto,M = Taxa metablica, em W/m2,W = Trabalho mecnico, em W/m2, sendo nulo para a maioria das atividades,Icl = Resistncia trmica das roupas, em m2.C/W,fcl = Razo entre a rea superficial do corpo vestido, pela rea do corpo n,ta = Temperatura do ar, em C,tr = Temperatura radiante mdia, em C,var = Velocidade relativa do ar, em m/s,pa = Presso parcial do vapor de gua, em Pa,hc = Coeficiente de transferncia de calor por conveco, em W/m2.C,tcl = Temperatura superficial das roupas, em C.

A fim da utilizao da Equao 19, deve-se levar em conta as seguintes relaes: 1met = 58,2 W/m2 e 1 clo = 0,155 m2.C/W

recomendado o uso do ndice do PMV apenas para valores de PMV entre +2 e -2.Recomenda-se tambm que s se use o ndice do PMV, quando:

M = 46 W/m2 a 232 W/m2 (0,8 met a 4 met)Icl = 0 m2.C/W a 0,310 m2.C/W (0 clo a 2 clo)


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tar = 10 a 30Ctr = 10 a 40Cvar = 0 m/s a 1 m/spa = 0 Pa a 2700 PaAssim sendo, o PMV pode ser determinado pelas seguintes maneiras:

a) Utilizando a Equao 19;b) Utilizando as tabelas constantes do anexo C da Norma, em funo de diferentescombinaes de atividade, vestimenta, velocidade relativa do ar e temperaturaoperativa. A temperatura operativa a temperatura uniforme de um ambienteradiante negro hipottico, onde um ocupante poderia trocar a mesma quantidadede calor por radiao e conveco que no ambiente real.

To = A.ta + (1-A).tr [Equao 20]

sendo:A=0,5 para var0,2 m/sA=0,6 para var de 0,2 a 0,6 m/sA=0,7 para var de 0,6 a 1,0 m/s

A temperatura operativa pode ser calculada com suficiente aproximao comosendo o valor mdio entre a temperatura do ar e a temperatura mdia radiante.c) Diretamente, utilizando um sensor integrador.

1.3.2.2 Aplicaes

Verificar se determinado ambiente encontra-se em condies de aceitabilidadetrmica, conforme os critrios constantes no anexo D desta Norma. Estabelecer maiores limites de aceitabilidade trmica em espaos com

requerimentos de conforto menores do que os estabelecidos no anexo D. Fixando-se o PMV=0, estabelecer as melhores combinaes das variveis que

fornecem a sensao de neutralidade trmica.

1.3.3 Percentagem de pessoas insatisfeitas - PPDO ndice PPD estabelece a quantidade estimada de pessoas insatisfeitas

termicamente com o ambiente. Ele se baseia na percentagem de um grande grupo depessoas que gostariam que o ambiente estivesse mais quente ou mais frio, votando +3,+2 ou -3 e -2, na escala stima de sensaes. O PPD pode ser determinado analiticamenteconforme a Equao 21, em funo do PMV ou extrado da Figura 1.8, apresentada aseguir.

PPD e PMV PMV100 95 0 03353 0 21794 2

. [ , . , . ] [Equao 21]


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Figura 1.8 - Percentagem de pessoas insatisfeitas (PPD), em funo do voto mdio estimado (PMV).

1.3.4 Aceitabilidade de ambientes trmicos visando conforto

Devido s diferenas individuais, impossvel se projetar um ambiente quesatisfaa a todo mundo. Sempre haver uma percentagem de pessoas que estaroinsatisfeitas termicamente. possvel, porm, se especificar ambientes que sejamaceitveis termicamente, ou seja, satisfaam a maioria de seus ocupantes.

O requisito de conforto trmico da verso anterior da Norma especificavasomente uma aceitabilidade trmica para 90% de seus ocupantes (10% de insatisfeitos),e prevendo que 85% dos ocupantes no estariam insatisfeitos devido a correntes de ar(Ambientes aceitveis termicamente: -0,5 PMV +0,5).

Devido a prioridades locais e nacionais, desenvolvimento tcnico e regiesclimticas, uma qualidade trmica mais alta (poucos insatisfeitos) ou qualidade maisbaixa (mais insatisfeitos) em alguns casos pode ser aceito. Em tais casos, o PMV e PPD, omodelo de corrente de ar, e a relao entre os parmetros de desconforto trmico local,podem ser usados para determinar diferentes intervalos de parmetros ambientais paraa avaliao e projeto do ambiente trmico.

A ltima verso da norma especifica diferentes nveis de aceitabilidade. Exemplosde diferentes categorias de requisitos so dados no Anexo A da nova verso. O ambientetrmico desejado para um espao pode ser selecionado entre 3 categorias, A, B e C deacordo com a Tabela 1.1 (Tabela A.1 da ISO 7730/2005): Categorias de ambientetrmico. (Tabela A1 da Norma). Todos os critrios devem ser satisfeitossimultaneamente para cada categoria.


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Tabela 1.1 (Tabela A.1 da ISO 7730/2005): Categorias de ambiente trmico.

1.3.5 AnexosA ISO 7730/2005, apresenta os seguintes anexos:

1.3.5.1 Anexo A (Informativo) Exemplos de requisitos de conforto trmico para diferentescategorias de ambientes e tipos de espao.

1.3.5.2 Anexo B (Informativo): Taxas metablicas para diferentes atividadesEste Anexo B fornece conforme Tabela 1.2 a seguir, as taxas metablicas para

algumas atividades cotidianas. Para maiores informaes sobre taxas metablicas deve-se consultar a ISO 8996/2004.

Tabela 1.2 - (Tabela B.1 da ISO 7730/2005): Taxas metablicas

Atividades Taxas MetablicasW/m2 met

-Deitado, reclinado-Sentado, relaxado-Atividade sedentria(escritrio, residncia,escola, laboratrio)-Atividade leve em p

(compras, laboratrio,indstria leve)-Atividade mdia em p(balconista, trabalhodomstico, em mquinas)-Andando em nvel:2 km/h3 km/h4 km/h5 km/h

4658

70

93

116

110140165200

0,81,0

1,2

1,6

2,0

1,92,42,83,4

1.3.5.3 Anexo C (Informativo) Estimativa de isolamento trmico de vestimentas


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Este anexo apresenta valores bsicos de isolamento trmico para trajes tpicos,bem como para peas de roupas. Para pessoas sentadas, a cadeira pode contribuircom um aumento adicional de isolamento de 0 a 0,4 clo.

Tabela 1.3 - (Tabela C.1 da ISO 7730/2005) - Isolamento trmico para trajes tpicos.


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Tabela 1.4 - Isolamento trmico para peas individuais de roupas.

1.3.5.4 Anexo D (Normativo) - Programa computacional para o clculo do voto mdio estimado,

PMV, e percentagem de pessoas insatisfeitas, PPD

1.3.5.5 Anexo E (Normativo) - Tabelas para a determinao do voto mdio estimado, PMV, parauma umidade relativa de 50%.

Este anexo apresenta tabelas para a determinao do PMV em funo davestimenta, temperatura operativa e velocidade relativa do ar, para uma umidade


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relativa de 50%, para 9 nveis de atividade metablica, sendo aqui apresentada a de69,6W/m2.

Tabela 1.5 - Tabela do PMV, para atividade metablica de 69,6 W/m2


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1.3.5.6 Anexo F (Informativo) Umidade1.3.5.7 Anexo G (Informativo) Velocidade do Ar1.3.5.8 Anexo H (Informativo) Avaliao de perodo longo das condies gerais de conforto

trmico.

1.3.6 Intervalo de Temperatura Operativa (Anexo A da ISO 7730/2005)Para um dado espao, existe uma temperatura operativa1 tima correspondente a

um PMV = 0 em funo da atividade e da roupa dos ocupantes. A Figura 1.9 mostra atemperatura operativa tima e o intervalo de temperatura permitida em funo davestimenta e atividade para cada uma das trs categorias. A temperatura operativatima a mesma para as trs categorias, enquanto que o intervalo permitido ao redor datemperatura operativa varia. A temperatura operativa de todos os locais dentro da zona

ocupada de um espao deveria estar dentro do intervalo permitido todo o tempo.

1 Temperatura uniforme de um fechamento imaginrio, no qual um ocupante trocaria a mesmaquantidade de calor por radiao e conveco, do que se ele estivesse num ambiente real, no uniforme.


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Figura 1.9 - Temperatura operativa tima (PMV=0) como funo da atividade e vestimenta.


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Obs: As reas hachuradas indicam uma faixa de conforto t ao redor da temperatura tima. Avelocidade relativa do ar causada pelo movimento do corpo estimada como sendo = 0 para M 1 mete como sendo v

ar= 0,3.(M-1) para M 1 met. A umidade relativa considerada = 50%.

1.3.7 Critrios de Projeto para diferentes tipos de espao Exemplos.Os critrios de projeto especificados na Tabela 1.6 so derivados de certas

suposies: para o ambiente trmico, os critrios para a temperatura operativa sobaseados em atividades tpicas leves; para vestimentas de 0,5 clo durante o vero e 1,0clo durante o inverno. Os critrios para a velocidade mdia do ar se aplicam para umaintensidade de turbulncia de aproximadamente 40% (ventilao mista). Todos oscritrios de projeto so vlidos para as condies de ocupao mostradas na Tabela 1.6,mas podem ser aplicados para outros tipos de espao de uso similar.

Tabela 1.6 - Exemplos de critrios de projeto para espaos em vrios tipos de edifcios.

1.3.8 Desconforto LocalizadoA Figura 1.10 mostra intervalos para os parmetros de desconforto trmico

localizado para as trs categorias da Tabela 1.1 (tabela A1 da Norma). A mximavelocidade mdia do ar permitida funo da temperatura do ar local e da intensidadeda turbulncia.


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Figura 1.10 - Velocidades do ar mdias permitidas em funo da temperatura do ar e da intensidade daturbulncia.

As tabelas abaixo fornecem valores para desconforto trmico localizado(diferena de temperatura vertical, temperatura do piso e assimetria radiante detemperatura) para diferentes categorias (Fonte: ISO 7730/2005).


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1.3.9 Exemplo de aplicaoDeterminar a condio de conforto trmico (PMV e PPD) para a anlise da

seguinte situao de posto de trabalho em escritrio, em local com presso atmosfricade 101kPa.

Dados:M = 1,2 met; Icl = 0,75 clo; ta = 20C; tg = 20C; va = 0,12 m/s; UR=50%.

1 Passo: Transformao das variveis para aplicar na equao 12:Como M=1,2 met, mas 1 met=58,2W/m2, logo M = 69,84 W/m2Como ta = tg = 20C, logo trm = 20CComo UR = 50%, mas UR = 100.(pa/pas)

presso saturada de vapor, pas = 0,611.e(17,27.ta / ta + 237,3), logo pas= 2,34 kPapresso parcial do vapor de gua, pa = (UR.pas)/100, logo pa = 1,17 kPa

Como va = 0,12 m/s, mas var = va + 0,0052(M-58), logo var = 0,18 m/s

2 Passo: Clculo da temperatura da roupa, tcl:Atravs da 12 anterior, calculando-se iterativamente: tcl = 26,22 C

3 Passo: Clculo do PMV:Aplicando-se os valores calculados, acima, na equao 18: PMV = -1,00

4 Passo: Clculo do PPD:Substituindo o valor do PMV, na equao 19: PPD= 26,11%

5 Passo: Determinao alternativa, utilizando-se tabelas e grficos:Com os dados iniciais do problema, consultando-se a tabela 1.5.5 anterior, temos que ovalor do PMV ser de -1,00.Consultando-se o grfico da figura 1.5.1, com um valor de PMV = -1,00 temosgraficamente que o PPD ser de 26,11%.

1.4 ISO/DIS 7726/98 - AMBIENTES TRMICOS - INSTRUMENTOS E MTODOSPARA A MEDIO DOS PARMETROS FSICOS.

O objetivo dessa Norma Internacional definir padres e orientar as mediesdos parmetros fsicos de ambientes trmicos, tanto para ambientes moderados, anlisede conforto trmico, como ambientes extremos e anlises de stress trmico.

1.4.1 IntroduoEsta norma internacional que se encontra atualmente em discusso uma de

uma srie de normas que objetivam particularmente:

a) A finalizao das definies para os termos usados nos mtodos de medio,testes ou interpretao, levando-se em conta as normas j existentes ou emprocesso de execuo.


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b) O fornecimento de relao de especificaes relativas aos mtodos de mediodos parmetros fsicos que caracterizam os ambientes trmicos.c) A seleo de um ou mais mtodos para a interpretao dos parmetros.d) A especificao dos valores recomendados para os ambientes trmicos sesituarem na faixa de conforto ou limites de exposio para ambientes extremos

(calor ou frio).e) A especificao de mtodos de medio da eficincia dos dispositivos ouprocessos.

Os equipamentos descritos nos anexos da Norma significam apenas que eles sorecomendados, porm, como suas caractersticas podem variar conforme o princpio demedio, modo de construo e uso, necessrio chec-los com as especificaescontidas nessa norma.

1.4.2 Escopo e campo de aplicaoEsta Norma especifica as caractersticas mnimas dos equipamentos e mtodos

de medio dos parmetros fsicos de um ambiente. No objetiva o estabelecimento deum ndice global de conforto ou estresse trmico, mas apenas padroniza o processo deregistro de informaes que levam obteno deste ndice.

Esta Norma dever ser utilizada como referncia quando se deseja fornecerespecificaes para fabricantes e usurios de equipamentos de medio de parmetrosfsicos de ambientes ou em um contrato formal entre duas partes para a medio dessesparmetros. Seu campo de aplicao envolve estudos tanto em ambientes moderados,como quentes ou frios ocupados pelo homem.

1.4.3 Gerais1.4.3.1 Padres de conforto e padres de stress:

As especificaes e mtodos contidos nessa Norma esto subdivididos em doistipos, conforme a situao a ser analisada.

Especificaes e mtodos do tipo C. Referem-se s medies executadasem ambientes moderados, prximos do conforto.

Especificaes e mtodos do tipo S. Referem-se s medies executadasem ambientes sujeitos a estresse trmico.As medies de conforto trmico, tipo ou classe C, e as medies de stress

trmico, tipo ou classe S, podem ser realizadas em ambientes homogneos ouheterogneos, que podem ser classificados da seguinte maneira:

Ambientes homogneos: so aqueles onde no h variaes nos valores dasvariveis fsicas no espao ao redor da pessoa (variaes inferiores a 5%).

Ambientes heterogneos: so aqueles que apresentam variaes nos valores dasvariveis fsicas no espao ao redor da pessoa, superiores a 5%.


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1.4.3.2 Variveis fsicas que caracterizam o ambienteOs estudos de conforto e stress trmico, bem como a determinao dos

respectivos ndices, requerem conhecimentos a respeito das variveis fsicas que seencontram ligadas ao ambiente. Essas variveis podem ser consideradas variveisbsicas e variveis derivadas.

As variveis bsicas so aquelas que caracterizam um dos fatores ambientais,independentemente dos outros. So elas:

a) Temperatura do ar, expressa em Kelvins, Ta, ou em graus Celsius, ta;b) Temperatura radiante mdia, expressa em Kelvins, Tr, ou em graus Celsius,tr, e temperatura radiante plana, expressa em Kelvins, Tpr, ou em grausCelsius, tpr;c) Umidade absoluta do ar, expressa pela presso parcial do vapor de gua, p a,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 relaes entre estas variveis, e os vrios tipos de ganhos ou perdas de calorpelo organismo, esto contidas na Tabela 1.7. Os parmetros isolamento da roupa (Icl),resistncia evaporativa da roupa (Rcl), taxa metablica (M) e trabalho mecnicorealizado (W), por serem geralmente extrados de tabelas e no medidos, no soobjetos de estudos dessa Norma.

O conceito de temperatura mdia radiante pressupe que os efeitos sobre ohomem, de um ambiente real, geralmente heterogneo, e de um ambiente imaginrio,homogneo, so idnticos. Quando essa hiptese no vlida (em casos de assimetria de

radiao) lana-se mo do conceito de temperatura radiante plana.

Tabela 1.7 - Principais variveis independentes envolvidas no balano trmico entre o homem e oambiente

VariveisElementos do ta tr va pa Icl Rcl M W

balanotrmico

temp. doar

temp. radmdia

veloc. doar

Umidadeabsol. ar

Isolam.roupas

Resist.evapor.

Taxa me-tablica

trabalhomecnico

Produo decalor orgnico

(M-W)X X

Transfernciapor radiao

(R)X X

Transfernciapor conveco

(C)X X X

Evaporaopela pele (E) X X XEvaporao

pela

respirao(Eres)

X X


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J as variveis derivadas caracterizam um grupo de fatores do ambiente, queso dependentes de outras variveis, principalmente as bsicas. So geralmenteutilizadas para definir ndices empricos de conforto e stress trmico, onde no setenham recursos para a utilizao de mtodos racionais ligados ao balano trmico.Algumas variveis derivadas so descritas em Normas especficas onde elas se aplicam,

as quais apresentam os requerimentos de medio.

1.4.4 Instrumentos de medio1.4.4.1 Definies

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

b) Temperatura mdia radiante a temperatura uniforme de um ambiente imaginrio no qual a transferncia de

calor por radiao do corpo humano igual transferncia de calor por radiao em umambiente real no uniforme. Pode ser medida por instrumentos que permitam que aradiao, geralmente heterognea das paredes de um ambiente real, seja integrada emum valor mdio. (Ver anexo B, item).

O termmetro de globo negro o instrumento mais frequentemente utilizado.Pode ser determinado um valor aproximado da temperatura mdia radiante

atravs de valores observados da temperatura de globo (tg) e da temperatura evelocidade do ar ao redor do globo.

A preciso da medio varia consideravelmente de acordo com o tipo deambiente e tambm de acordo com a preciso da medio da temperatura do ar e datemperatura de globo. A preciso de uma medio real sempre deve ser indicada quandoestiver fora dos limites estipulados nessa Norma.

Como a temperatura mdia radiante medida em relao ao corpo humano, otermmetro de globo tipo esfrico o representa bem na posio sentada, porm umsensor do tipo elipsoide representa melhor o corpo humano quer seja na posio em p,como na sentada.

A temperatura mdia radiante tambm pode ser calculada atravs de mediesdas temperaturas superficiais das paredes ao redor da pessoa, conhecendo-se o tipo dasparedes e suas posies em relao pessoa. Clculo esse, realizado atravs dos fatoresde forma. (Anexo B, item).

A temperatura radiante mdia pode tambm ser estimada atravs datemperatura radiante plana em 6 direes opostas, ponderadas de acordo com o fator derea projetado para a pessoa.

c) Temperatura radiante plana

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

ambiente imaginrio, onde a radiao sobre um lado de um pequeno elemento planoseja igual de um ambiente real no uniforme. Ela descreve a radiao oriunda de umadireo.


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O radimetro de fluxo lquido, ou radimetro de dupla face, o instrumentoutilizado para se determinar esse parmetro (ver anexo C, item). Com esse instrumento possvel se determinar a temperatura radiante plana atravs da radiao lquidatrocada entre o ambiente e a superfcie do elemento e da temperatura superficial doradimetro.

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

A temperatura radiante plana pode tambm ser determinada pelas temperaturassuperficiais do ambiente e os fatores de forma entre as superfcies e o elemento plano(Anexo C, item).

A assimetria da temperatura radiante a diferena entre a temperatura radianteplana dos dois lados opostos de um pequeno elemento plano. Ela utilizada quando atemperatura mdia radiante no descreve completamente o ambiente radiativo, comopor exemplo, quando a radiao proveniente de partes opostas do espao apresenteconsidervel heterogeneidade trmica.

A assimetria da temperatura radiante medida ou calculada atravs do valormedido da temperatura radiante plana em duas direes opostas.

d) Umidade absoluta do ar

o parmetro relativo ao montante real de vapor de gua contido no ar. Aocontrrio da umidade relativa ou nvel de saturao que fornece o montante de vapor degua no ar, ocorre em relao ao montante mximo que pode conter a uma determinadatemperatura.

A umidade absoluta levada em conta para se analisar as trocas por evaporao

entre o homem e o ambiente. Ela geralmente expressa em termos de presso parcial devapor de gua. A presso parcial do vapor de gua de uma mistura de ar mido apresso que esse vapor de gua exerceria, se ele sozinho ocupasse o volume do ar midoa uma mesma temperatura.

A umidade absoluta pode ser determinada diretamente utilizando-seinstrumentos eletrolticos ou de ponto de orvalho, ou indiretamente, medindo-sesimultaneamente vrios parmetros, como umidade relativa e temperatura do ar,temperatura de bulbo mido e temperatura do ar (ver anexo D, item).

O psicrmetro o equipamento normalmente utilizado para se determinar aumidade. Ele permite que a umidade absoluta seja determinada atravs de medies datemperatura do ar seco (ta) e da temperatura de bulbo mido ventilado (tbu). A precisodo equipamento s ser adequada e conforme os preceitos dessa Norma, se o mesmo forbem projetado e os cuidados com o uso forem verificados.

e) Velocidade do ar

um parmetro definido por sua magnitude e direo. No caso de ambientestrmicos, considera-se a velocidade efetiva do ar, ou seja, a magnitude do vetorvelocidade do fluxo no ponto de medio considerado (ver anexo E, item).

A velocidade do ar (va) para qualquer ponto no espao varia com o tempo e essasflutuaes devem ser registradas. Um fluxo de ar pode ser descrito pela velocidade

mdia (va), que a mdia das velocidades instantneas em um dado intervalo de tempo,e pelo desvio padro das velocidades, o qual dado pela seguinte equao:


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SDn

v vai ai

n1

1

2

1

. ( ) [Equao 22]

onde:vai = velocidade instantnea do ar.

A intensidade de turbulncia do fluxo de ar (Tu) definida pelo quociente entre odesvio padro das velocidades instantneas e a velocidade mdia, sendo geralmenteexpressa em percentagem.

TSD

vu

a

.100 [Equao 23]

f) Temperatura superficial

a temperatura de uma dada superfcie. utilizada para avaliar as trocas decalor radiativo entre o corpo humano por meio da temperatura radiante mdia e/outemperatura radiante plana. Avalia tambm o efeito do contato direto entre o corpo euma dada superfcie. Pode ser medida pelo mtodo apresentado no anexo F, utilizandoum termmetro de contato onde o sensor est em contato com a superfcie ou um sensorinfravermelho, onde medido o fluxo de calor radiante da superfcie e convertido emtemperatura.

1.4.4.2 Caractersticas dos instrumentos de medioAs faixas e precises das medies, assim como o tempo de resposta dos sensores

para cada tipo de parmetro fsico bsico e derivado, encontram-se na Tabela 1.8, queapresenta as faixas de medio, a acuracidade requerida e desejada, e o tempo deresposta para os instrumentos de medio das variveis fsicas. Estes so os valoresmnimos recomendados. Certos parmetros fsicos para medies muito precisas deestresse trmico podem requerer o uso de instrumentos de medio com faixas demedio na classe S e a preciso da classe C.

A constante de tempo de um sensor considerada como sendo numericamenteigual ao tempo necessrio para que o sensor efetue a substituio do valor do parmetro

que est sendo medido, para alcanar 63% da troca final, sem ultrapass-la. O tempo deresposta na prtica o tempo depois do qual o parmetro que est sendo medido podeser considerado suficientemente prximo do valor exato e real do parmetro a sermedido. Um tempo de resposta de 90% (proximidade de 90% com o valor real exato), adquirido aps um perodo igual a 2,3 vezes a constante de tempo.

Como a constante de tempo, e tambm o tempo de resposta dos sensores nodependem exclusivamente do sensor, mas tambm do ambiente e das condies sob asquais so executadas as medies, necessrio indicar as condies sob as quais ostempos de resposta foram obtidos. As condies ambientais padronizadas para adeterminao do tempo de resposta encontram-se Tabela 1.9.


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Tabela 1.8 - Caractersticas dos instrumentos de medio:


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Tabela 1.9 - Condies de ambientes padres para a determinao das constantes de tempos dossensores.

Variveis doambiente padro ta tr pa va

Tempo de

resposta dossensores para:Temperatura do

ar=ta qualquer < 0,15 m/s

Temperaturamdia radiante

=tr qualquer < 0,15 m/s

Umidadeabsoluta

= 20C =ta

Serespecificada

conf.mtodod

Velocidade do ar = 20C =ta qualquerTemperatura

radiante plana= 20C =ta qualquer < 0,15 m/s

Temperaturasuperficial

= 20C =ta qualquer < 0,15 m/s

EXEMPLO DE INSTRUMENTO DE MEDIO

Figura 1.11 - Confortmetro BABUC.


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Painel de controle Termmetro protegido (TBS)

Anemmetro a fio quente Radimetro de dupla face

Psicrmetro com ventilao forada Psicrmetro de ventilao naturalFigura 1.12 - Sensores do confortmetro BABUC.

1.4.5 Especificaes relativas aos mtodos de medioAs caractersticas fsicas de um ambiente so variveis em posio e no tempo, e

assim sendo, as medies a serem realizadas devem levar em considerao essasvariaes.


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1.4.5.1 Especificaes relativas s variaes dos parmetros fsicos no espao ao redor dapessoa

Um ambiente pode ser considerado homogneo do ponto de vista bioclimtico,se em um dado momento suas variveis fsicas ao redor da pessoa podem serconsideradas praticamente constantes, isto , os desvios padres destas variveis no

podem exceder aos valores obtidos pela multiplicao entre a acuracidade de mediorequerida, dada pela Tabela 1.8, e o correspondente valor do fator X apresentado naTabela 1.10. Esta condio frequentemente encontrada no caso de temperatura do ar,velocidade e umidade do ar, mas raramente no caso de radiao.

Tabela 1.10 - Critrios para um ambiente homogneo e em estado permanente.

Varivel Classe C (conforto)Fator X

Classe S (stress trmico)Fator X

Temperatura do ar 3 4Temperatura radiante

mdia

2 2

Temperatura radianteplana

2 3

Velocidade do ar mdia 2 3Presso de vapor de gua 2 3

Quando os desvios so superiores multiplicao tratada anteriormente, osambientes so ditos heterogneos, e nesses casos devem ser executadas medies emvrios pontos ao redor do indivduo e registrados os resultados parciais obtidos, a fim dese determinar um valor mdio dos parmetros a serem considerados na avaliao doconforto ou da condio de estresse trmico. Em casos de dvidas com relao

homogeneidade ou no de um ambiente, o mesmo deve ser considerado comoheterogneo.

A Tabela 1.11 apresenta a posio na qual devem ser executadas as medies dosparmetros fsicos bsicos, bem como os coeficientes de ponderao a serem usadospara a determinao do valor mdio, de acordo com o tipo do ambiente considerado e aclasse das especificaes da medio.

As posies a serem medidos os parmetros derivados devem seguirpreferencialmente os dizeres da Tabela 1.11, porm devem ser respeitados os preceitosdas Normas especificas que definem os ndices de conforto e estresse trmico, as quaistem preferncia sobre os dizeres desta Norma.

Os sensores devem estar localizados em alturas especificadas da Tabela 1.11,onde geralmente se executam as atividades. Quando for impossvel de se interromper asatividades que esto sendo executadas, a fim de se localizarem os sensores nos locaisexatos, estes devem ser dispostos onde as trocas trmicas sejam mais ou menosidnticas s que a pessoa est sujeita.


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Tabela 1.11 - Posies de medies para as variveis fsicas de um ambiente.

Coeficientes ponderados para os clculos dasvariveis

Alturas recomendadas

Localizao

Ambienteshomogneos

Ambientesheterogneos

Sentado Em p

dossensores Classe C Classe S Classe C Classe S

Nvel dacabea 1 1 1,1 m 1,7 m

Nvel doabdomen 1 1 1 2 0,6 m 1,1 mNvel do

tornozelo 1 1 0,1 m 0,1 m

1.4.5.2 Especificaes relativas s variaes das variveis fsicas com o tempoOs parmetros fsicos, e tambm pessoais (extrados de tabelas), podem variar

em funo do tempo (hora da medio), pelas seguintes razes:

a) Os parmetros podem variar, para uma dada atividade, em funo deincidentes externos tais quais os que acontecem em processos de fabricao, nocaso de atividade industrial.b) Podem tambm variar de acordo com a movimentao da pessoa pordiferentes ambientes, por exemplo, um ambiente quente prximo a uma mquinapode estar desconfortvel enquanto o resto do ambiente confortvel.

Um ambiente dito estacionrio em relao pessoa quando os parmetrosfsicos utilizados para descrever o nvel de exposio ao calor so praticamenteindependentes do tempo, ou seja, as flutuaes verificadas nos valores dos parmetroscom relao sua mdia so insignificantes, no excedendo a multiplicao entre aacuracidade apresentada na Tabela 1.8 e o fator X apresentado na Tabela 1.10. Quandoum ambiente no puder ser considerado estacionrio, devero ser feitos registros dasprincipais variaes dos parmetros em funo do tempo.

1.4.6 Anexo A: Medio da temperatura do ar1.4.6.1 Introduo

A medio da temperatura do ar particularmente importante quando seanalisam as trocas de calor por conveco sobre o corpo da pessoa.

1.4.6.2 Princpios para se medir a temperatura do arA temperatura determinada geralmente por medies de variveis que so

funes de volumes de lquidos, resistncias eltricas, fora eletromotiva, etc.Qualquer que seja a varivel com a qual est sendo relacionada a temperatura, a

leitura do sensor corresponde somente temperatura onde ele se encontra, a qual podediferir da temperatura do fluido geral a ser medido.


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1.4.6.3 Precaues a serem tomadas quando se mede a temperatura do ar1 - Reduo do efeito da radiao:Devem ser tomados cuidados para se proteger o sensor utilizado contra os efeitos

da radiao proveniente de superfcies vizinhas, seno o valor medido no ser o corretoda temperatura do ar e sim um valor intermedirio entre a temperatura do ar e a

temperatura mdia radiante. Estes cuidados podem ser efetivados de diferentesmaneiras:

a) Reduzindo a emissividade do sensor, utilizando um sensor polido quando omesmo for de metal, ou utilizando-se um sensor coberto por tinta reflexivaquando o mesmo for do tipo isolante.b) Reduzindo a diferena de temperatura entre o sensor e as paredes adjacentes aele. Quando essa reduo no for possvel, deve ser utilizada uma barreiraradiativa entre o sensor e o ambiente (uma ou mais telas ou chapas refletivasfinas, por exemplo, de alumnio de 0,1 a 0,2 mm). Deve ser deixado um espao

entre a proteo e o sensor para que haja conveco natural.c) Aumentando-se o coeficiente de conveco atravs de um aumento davelocidade do ar, utilizando-se ventilao forada e reduzindo-se o tamanho dosensor.

2 - Inrcia trmica do sensor:O sensor requer um determinado tempo para indicar a temperatura correta, j

que a leitura no instantnea. Uma medio no deve ser concretizada em um perodomenor a 1,5 vezes menos que o tempo de resposta (90%) do sensor.

Um sensor responder mais rapidamente:a) Quanto menor a temperatura do sensor e mais baixo seu calor especfico;

b) Quanto melhor as trocas trmicas com o ambiente.

1.4.6.4 Tipos de sensores de temperatura:Termmetros de expanso: Termmetros de expanso de lquidos (mercrio, etc.),termmetros de expanso de slidos.Termmetros eltricos: Termmetros de resistncia variada (resistor de platina,termistor), termmetros baseados em gerao de fora eletromotriz(termopares).Termomanmetros: Variao da presso de um lquido em funo da temperatura.

1.4.7 Anexo B: Medio da temperatura radiante mdia1.4.7.1 Introduo

O montante de calor radiante ganho ou perdido pelo corpo pode ser consideradoa soma algbrica de todos os fluxos radiantes trocados por suas partes expostas com asvrias fontes de calor a seu redor. A radiao a que est sujeita uma pessoa no interiorde um ambiente pode ser determinada atravs das dimenses do ambiente, suascaractersticas trmicas e a localizao da pessoa no ambiente. Este mtodo pode,porm, ser complexo e bastante trabalhoso, uma vez que podem haver vrias fontes

emissoras de radiao e de variados tipos.


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Os objetivos deste anexo so:

a) Apresentar um mtodo de determinao da temperatura mdia radianteatravs da temperatura do termmetro de globo, e temperatura e velocidade doar ao nvel do globo;

b) Apresentar resumidamente outros mtodos de obteno desse parmetrofsico;c) Apresenta os princpios de clculo da temperatura radiante mdia utilizando-se fatores de forma.

O termmetro de globo negro ser utilizado neste anexo como um instrumentopara a medio da varivel ambiental denominada temperatura mdia radiante.

1.4.7.2 Medio da temperatura mdia radiante, utilizando-se o termmetro de globoa) Descrio do termmetro de globo negro:

Consiste de um globo negro, em cujo centro colocado um sensor de temperaturado tipo bulbo de mercrio, termopar ou resistor. O globo pode, teoricamente, terqualquer dimetro, mas como a frmula utilizada para o clculo da t

apostila de conforto termico

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