PROJETO DE ANLISE DE CONCEPO ARQUITETNICA

LabCon Laboratrio de Conforto Ambiental / ARQ

UFSC Dept. de Arquitetura e Urbanismo Cx.P. 476 88040-900, Florianpolis/SC

PRTICA DE ANLISE EM CONFORTO AMBIENTAL

PANCA 3

AVALIAO DA INSOLAO E SUA GEOMETRIA NO AMBIENTE CONSTRUDO: USO DE UM SIMULADOR DE INSOLAOINTRODUO

O superaquecimento das edificaes no vero um problema bastante comum e crtico na obteno de conforto trmico, principalmente em pases de clima tropical e subtropical. Em salas fechadas voltadas para noroste e oeste, por exemplo, a temperatura do ar, nos meses de dezembro a maro, frequentemente ultrapassa os 30C. As decises mais adequadas quanto orientao e forma das edificaes so aquelas que levam a um balano de radiao mais favorvel no que se refere ao atendimento das necessidades em termos de ganho de calor ao longo do ano. Este balano resulta, na maioria dos casos, da combinao dos elementos presentes, tais como: geometria da insolao, dados do stio (topografia local) e dados do entorno construdo.

O sol entra em contato com as edificaes nas fronteiras entre o edificado e o ambiente externo, nos limites da envolvente ou nos espaos de transio entre o interior e exterior, que se apresentam como lugares privilegiados da relao arquitetura-sol. Todas as possibilidades de resposta apontam para a considerao da influncia das variveis da insolao sobre o ambiente construdo, permeadas pelas necessidades de rejeio, aproveitamento e transformao das radiaes solares, conforme uma avaliao bioclimtica prvia. No projeto do ambiente construdo, estes aspectos so tratados atravs:

das formas e implantao dos edifcios no stio;

da distribuio dos espaos internos;

do tratamento da envolvente dos edifcios;

do tratamento dos espaos de transio;

da criao de espaos destinados proteo contra a insolao.

Em pases de clima tropical e subtropical, o superaquecimento das fachadas das edificaes acarreta, principalmente no vero, em grande desconforto para os usurios. Fachadas com orientaes equivocadas resultam em grandes transtornos no que se refere ao conforto trmico e at mesmo visual para as pessoas que utilizam esss ambientes orientados de maneira incorreta.

OBJETIVO

Fazer com que estudantes de arquitetura utilizem um simluador de insolao, Solarscpio ou, alternativamente, o Relgio de Sol, como ferramenta de anlise dos seus projetos em sua fase inicial, com a utilizao de maquetes, para que possam evitar problemas referentes insolao excessiva ou deficiente.

METODOLOGIA

Com o auxlio do Solarscpio, possvel fazer avaliaes da insolao e sua geometria sobre modelos em escala para 3 datas distintas (solstcios e equincios). O aparato consiste em 3 arcos de madeira que simulam a trajetria aparente do sol, estes arcos so unidos entre si por peas transversais tambm de madeira. A luz do sol simulada atravs de 30 lmpadas halgenas com refletor dicrico, lmpadas essas fixadas aos arcos e com espaamento correspondente ao arco percorrido pelo sol no intervalo de uma hora. Todo o conjunto possui um movimento de giro para compensar a variao da latitude que se deseja estudar. Dessa maneira, possvel avaliar a insolao em maquetes de edificaes em 3 estaes do ano (vero, inverno e meia-estao).

FIGURA 1: Solarspio do LabCon/ARQ

Para se trabalhar no solarscpio ou relgio de sol so propostos 2 exerccios, para avaliar as condies de insolao de fachadas e o controle de insolao em fachadas por meio de protees solares. Os modelos utilizados para estudo sero de responsabilidade do aluno, o aluno ter a liberdade de construir a sua maquete com o material que melhor lhe convier. A maquete pode ser simples, por exemplo, de 1 pavimento, ou pode ser de uma edificao existente a qual o aluno tenha o interesse de avaliar.

A maquete deve ser preferencialmente pintada em cores claras para que as sombras projetadas possam ser melhor visualizadas e desenhadas, ou fotografadas, como o aluno preferir.

CONSIDERAES IMPORTANTES ANTES DO COMEO DOS TRABALHOS COM O SOLARSCPIO OU RELGIO DE SOLAntes de iniciar os trabalhos junto ao solarscpio, deve-se prestar ateno a algumas recomendaes:

( a escala das maquetes muito importante para o desempenho das anlises junto ao solarspio, por isso, importante dar uma olhada na TABELA 1, tabela essa que se refere a escala mais indicada para se trabalhar com o equipamento;

TABELA 1: Escalas indicadas de maquetes para trabalhos junto ao solarscpio

Objetivo do TrabalhoEscala Indicada

Estudos de edificaes num todo, com anlises referentes obstrues por meio de elementos construtivos (muros, outras edificaes) ou vegetao1:250 / 1:100

Estudos especficos para adequao de diferentes tipos de protees solares para aberturas1:50 / 1:10

( a maquete deve ser colocada no centro da base existente sob o solarscpio (base de 1.30 x 0.70m), com a orientao norte correta, estando ela dentro de um dimetro de mais ou menos 50cm partindo do centro da base (FIGURA 2);

( maquetes muito grandes, que passem dos limites da base, iro ocasionar erros por parte de distoro da luz (FIGURA 3), portanto cuidado;

FIG. 2: Posicionamento da maquete sob a baseFIG. 3: Maquete no deve exceder os limites da base

(o solarscpio deve ser ajustado para a latitude da cidade que se deseje estudar, por exemplo, latitude de 27,5 S para a cidade de Florianpolis (FIGURA 4);

FIGURA 4: Solarscpio ajustado para a latitude de 27,5 S (Florianpolis)

( se for fazer anlises com fotos, essas devem ser tiradas sempre no mesmo ponto de observao, para assim facilitar a comparao entre diferentes pocas do ano;

( ligue primeiramente o interruptor situado na lateral da mesa de controle do solarscpio, depois ligue o interruptor que se encontra no painel de controle;

( nunca ligue mais de trs lmpadas ao mesmo tempo, caso isso ocorra, os interruptores se desligaro automaticamente.O Relgio de Sol do LabCon/ARQ

A melhor fonte o prprio sol, mas pode-se usar uma lanterna ou qq luminria de luz direcionada.O Relgio de Sol do LabCon apresenta uma legenda de cores para identificao das condies de Desejabilidade ou Indesajabilidade da insolao nos diferentes meses e horas do dia.

ROTEIRO PARA OS EXERCCIOS

EXERCCIO 1: ANLISE DE OBSTRUES NAS FACHADAS

( Construa uma maquete seguindo as orientaes da TABELA 1;

( Construa rvores (copa esfrica ou copa cnica) com dimetro de 3m e altura de 5m ou construa cubos que representem muros ou outras edificaes;

( Posicione a maquete sobre a base existente sob o solarscpio conforme a FIGURA 2;

( Ajuste o solarscpio para a latitude da cidade estudada, conforme FIGURA 4;

( Faa simulaes para todos os horrios do vero fixando junto a maquete as rvores ou os cubos construdos para projetar sombras sobre a edificao (locais de fixao ao gosto do aluno);

( Tire fotos para cada horrio simulado;

( Faa o mesmo procedimento acima para todos os horrios de inverno;

( Faa um estudo achando o ponto de 1, 2 ou 3 horas de sombra nas fachadas para vero e inverno. Para achar o ponto, por exemplo, de 1 hora de sombra, veja onde a sombra das 14:00h intercepta a das 15:00h.

ANLISE DOS RESULTADOS

Aps todo o procedimento descrito acima, o aluno ter um conjunto de fotos para vero e inverno, com as quais ele dever:

( Montar um relatrio (anexando croqui da planta baixa da maquete) apresentando quais partes das fachadas recebem mais sol/sombra devido s obstrues por eles colocadas;

( Apresentar quais as melhores solues para os ambientes, levando em considerao as obstrues e os pontos de sombra, para a edificao estudada.

EXERCCIO 2: CONTROLE DE INSOLAO POR MEIO DE PROTEES SOLARES

( Escolha um objeto de estudo, ou seja, uma ou vrias aberturas, numa mesma fachada, com elementos de proteo solar significativos;

( Construa uma maquete seguindo as orientaes da TABELA 1;

Obs.: no use placas de isopor para confeccionar o modelo

( Faa simulaes para vero e inverno nos horrios compreendidos entre 8:00 e 18:00 usando duas orientaes para as fachadas da maquete (a original e uma alternativa);

( Com as simulaes, identifique as sombras projetadas no plano envidraado da(s) janela(s) e determine as reas insolaradas (expostas aos raios de sol) e converta em porcentagem da rea total da abertura;

DICA: use papel milimetrado ou quadriculado colocado por trs das aberturas para levantar as reas que recebem ou no sol direto.

ANLISE DOS RESULTADOS

Aps todo o procedimento descrito acima, o aluno dever:

( Registrar fotograficamente as simulaes;( Montar a seguinte tabela com os resultados obtidos:Orient. da janelaTipo de elemento% da rea da janela insolarada

Solstcio de vero% da rea da janela insolarada

Solstcio de inverno

Hor.Vert.89101112131415161718891011121314151617

( Calcular o Fator Solar (FST) do sistema de abertura (abertura + proteo solar) multiplicando o FSV do envidraado pelo FSP da proteo, calculado pela porcentagem da rea da abertura insolarada. Representar grficamente a variao do FST nas diferentes datas e horas;( Montar um relatrio (ver roteiro a seguir) comentando sobre a adequabilidade da proteo solar escolhida para sombrear diferentes orientaes da(s) abertura(s), conforme as condies de desejabilidade x indesejabilidade da insolao e da rea (percentual) de abertura efetivamente exposta radiao solar.

Comente sobre o comportamento da proteo com relao a:- viso (visibilidade) atravs da abertura;

- permeabilidade ao ar (ventilao);

- proteo contra chuva.( O exerccio pode ser feito em grupos de no mximo 3 alunos.

( Perodo de realizao: 2 semanas

COMO ESTRUTURAR O RELATRIO

1. Identificao do(s) aluno(s), do curso e da disciplina.2. Apresentao: explicitar os objetivos do trabalho, (mx 1/3 pgina).

3. Introduo: apresentar uma conceituao sumria da importncia do estudo da insolao, sua geometria e das condies bioclimticas de desejabilidade ou indesejabilidade da incidncia solar sobre as edificaes do local a ser estudado. Identificao do objeto de estudo, apresentando plantas, croquis e fotos, se necessrio (mx 1 pgina)

4. Metodologia: apresentar as caractersticas dos modelos estudados e descrio da rotina seguida para execuo do experimento (mx 1/2 pgina).

5. Anlise dos Resultados: os resultados devero ser analisados a partir de desenhos ou registros fotogrficos, descrio do comportamento da insolao sobre o modelo e dos valores de ganho de calor solar resultantes (mn 2 pginas).

6. Concluses: comente sobre os resultados gerais (descobertas) e sobre a contribuio potencial deste estudo para a qualificao do projeto arquitetnico (max 1/2 pgina).

RECOMENDAES

( Reserve o perodo de uso do Solarscpio ou emprstimo de um Relgio de Sol junto ao LabCon;

( Para o uso, atente para as recomendaes das Tab. 1 e Fig. 2 e 3; certifique-se de que os arcos estejam na inclinao correta (Fig. 4) e ligue primeiramente o interruptor situado na lateral da mesa de controle do Solarscpio, depois ligue o interruptor que se encontra no painel de controle;

( Nunca ligue mais de 3 lmpadas ao mesmo tempo, caso isso ocorra, os interruptores se desligaro automaticamente; Cuide do ponteiro do relgio que frgil e deve estar sempre na posio perpendicular;( Sempre tire as fotos da maquete no mesmo ponto de observao, para assim facilitar a comparao entre diferentes pocas do ano;( O relatrio deve ser entregue na forma impressa;( D um bom exemplo, aps todas as tarefas junto ao solarscpio, desligue os circuitos, coloque-o na posio em que o encontrou e retire a sua maquete do LabCon ou devolva o Relgio emprestado nas mesmas condies em que o recebeu.

MAQUETE

BASE

RESPEITAR O

DIMETRO

(

CUIDADO!