arquitetura bioclimÁtica: especificidades do clima … bioclimática... · 5. artifícios de...

ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA:

Especificidades do Clima

Temperado

Leandro C. Fernandes

• Arquiteto e Urbanista, Espec. em Gerenciamento de Obras, Mestre e Doutorando em Tecnologia

• Atuação como projetista autônomo e em escritórios, consultor, professor e pesquisador.

• José Sanchotene Arq, Morozowski & Perry , UTESC, Unochapecó, Mater Dei, UFFS, UFPR...

Especificidades do Clima Temperado

1. Conceito de arquitetura bioclimática• Trata-se de uma linha de atuação.

• Vê o ambiente construído (edificação e o entorno) como moderador das variáveis climáticas do meio externo buscando proporcionar ambientes internos adequados às necessidades humanas.

• É alinhada à ideia da arquitetura como a terceira pele, um filtro ou meio regulador de trocas.

• Utiliza:• a envoltória: paredes, pisos, coberturas, elementos de

fachada...• os elementos internos: divisórias, pisos, mobiliário,

revestimentos...• o entorno imediato: vegetação, jardins, muros, edificações

próximas...• e prevê participação ativa do usuário para climatização

interior.

1. Conceito de arquitetura bioclimática• Utiliza arquitetura passiva e meios ativos para

condicionamento.

• Alinha-se aos conceitos de: Arquitetura eficiente, adequada e sustentável.

• Tem foco no usuário, diferenciando-se da arquitetura passiva (foco nos meios passivos), da arquitetura verde (foco no verde) e das arquiteturas hight tec e low tec.

• Está em oposição à arquitetura hermética, de alto consumo de energia.

• A abordagem atual da Arq Bio apresenta alguns problemas a superar. Cita-se:

• as cartas bioclimáticas para análise do clima focam excessivamente nos problemas em detrimento das potencialidades do local.

• desconsideram as variações nas necessidades dos usuários ao longo do dia (uma mesma faixa de conforto para o dia todo).

• no Brasil, utilizamos modelos para o conforto importados.• precisa tornar-se mais amigável para incorporar-se às rotinas de

projeto.

2. Para projetar edificações bioclimáticas preciso

• 1 – optar por um modelo de conforto (adaptativo) que identifique as necessidades humanas

• 2 – conhecer e analisar o clima local segundo o modelo adotado, verificando fragilidades e potencialidades

• 3 – conhecer artifícios de projeto capazes de moderar a atuação do ambiente externo sobre o interno

3. Modelos de confortos

• Faixas de conforto de Olgyay - Carta Bioclimática de Olgyay

• Fonte: (OLGYAY, 2008).

3. Modelos de confortos

• Faixas de conforto de Givoni - Carta Bioclimática Givoni

• Fonte: (BOGO et al., 1994).

3. Modelos de confortos• Modelos adaptativo europeu

• Fonte: (EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION - CEN, 2007).

𝑇𝑐𝑜𝑚𝑓 = 0,33𝑇𝑟𝑚 + 18,8 (NICOL; HUMPHREYS, 2010).

3. Modelos de confortos• Modelos adaptativo Americano

• Fonte: (ASHRAE, 2010).

𝑇𝑐𝑜𝑚𝑓 = 0,31𝑇𝑜𝑚 + 17,8 (NICOL; HUMPHREYS, 2010)

3. Modelos de confortos• Modelos adaptativo Americano X Europeu

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

Categoria III

Categoria II

Categoria I

Tn

Categoria I

Categoria II

Categoria III

ASHRAE II

ASHRAE I

ASHRAE Tn

ASHRAE I

ASHRAE II

3. Modelos de confortos• No Brasil, são mais utilizados os modelos de GIVONI e

o modelo adaptativo da ASHRAE (Americano)

• Vale refletir sobre o melhor modelo para cada local.

4. Conhecer o clima• Passo Fundo

• Dados disponíveis na internet.

• Fonte: www.labeee.ufsc.br.

4. Conhecer o clima• Temperaturas – Passo Fundo

4. Conhecer o clima• Umidade Relativa – Passo Fundo

4. Conhecer o clima• Velocidade do ar

4. Conhecer o clima• Velocidade do ar - Histograma

4. Conhecer o clima• Velocidade do ar – direção

4. Conhecer o clima• Insolação – latitude 28,25º

• Altura solar nos equinócios

• 𝐴 = 90º − 𝛷 90º-28,25º = 61,75º

• Altura solar no solstício de inverno

• 𝐴 = 90º − 23,47º − 𝛷 38,28º

• Altura solar no solstício de verão

• 𝐴 = 90º + 23,47º − 𝛷 85,22º

4. Conhecer o clima• Insolação – latitude 28,25º - Nascer e pôr do sol

• Sol em 14 h no verão e 10 h no inverno

4. Análise do Clima segundo modelos• Temp. Neutra - ASHRAE

4. Análise do Clima segundo modelos• Faixas de conforto - ASHRAE

Desconforto por calor

Conforto

Desconforto por frio

Grande amplitude térmica diária!!!

4. Análise do Clima segundo modelos• Histograma de temperaturas

4. Análise do Clima segundo modelos• Histograma de temperaturas – Faixa conf. GIVONI

4. Análise do Clima segundo modelos• Histograma de Umidade Relativa

4. Análise do Clima segundo modelos• Histograma de Umidade Relativa – Faixa conf. GIVONI

4. Análise do Clima segundo modelos• Amplitude média diária = 9,8ºC

• Amplitude máxima diária = 16,1ºC

• Amplitudes médias mensais

4. Análise do Clima segundo modelos• Tempo entre as temperaturas máxima e mínima é de aproximadamente 8h.

• ASHRAE ambientes condic. mecanicamente, amplitude interna máxima 8h = 3,87ºC.

• ASHRAE - Faixas do modelo adaptativo com larguras 5ºC e 7ºC.

• Norma Européia – Faixas com largura 6ºC e 8ºC.

• Givoni = 6ºC

• Evans = 8,3ºC

• Carta Bioclimática de Givoni adaptada para o Brasil = 7ºC.

4. Análise do Clima segundo modelos• Plotagem na Carta Bioclimática de Givoni

4. Análise do Clima segundo modelos

• Plotagem na Carta Bioclimática de Givoni• POR ZONAS

• Ventilação: 3.21%

• Ventilação/Alta Inércia: 0%

• Ventilação/Alta Inércia/Resfriamento Evaporativo: 1.31%

• Alta Inércia Térmica p/ Resfriamento: 0%

• Alta Inércia/Resfriamento Evaporativo: 0.183%

• Alta Inércia Térmica/Aquecimento Solar: 38.1%

• Conforto: 31.5%

• Aquecimento Artificial: 10.5%

• Aquecimento Solar Passivo: 15.1%

• Ar Condicionado: 0%

• Resfriamento Evaporativo: 0.0457%

• Umidificação: 0.0114%

• SOMBREAMENTO

• Porcentagem: 30.1 %

• GERAL • Conforto: 31.5%• Desconforto: 68.5%• Frio: 63.7%• Calor: 4.76%

• Calor • Ventilação: 4.52%• Alta Inércia p/ Resfr.: 1.5%• Resfr. Evap.: 1.54%• Ar Condicionado: 0%

• Frio • Alta Inércia Termica/Aquecimento

Solar: 38.1%• Aquecimento Solar Passivo: 15.1%• Aquecimento Artificial: 10.5%• Umidificação: 0.0114%

4. Análise do Clima segundo modelos• Diagnóstico

• Fragilidades• Amplitude térmica diária e anual altas

• Frio outono, inverno e primavera

• Calor verão

• Ondas ocasionais de calor na primavera e no outono

• Alta umidade relativa

• Nebulosidade no período frio – poucos dias de sol

• Baixa intensidade de radiação no período frio

• Potencialidades• Ventos permanentemente

• Ventos o ano todo oriundos de direção favorável (nordeste)

• Facilidade para bloquear a insolação no verão

• Facilidade para captar insolação no inverno

• Possibilidade de obter amplitude interna adequada à saúde humana

5. Artifícios de Projeto• Fragilidade

• Amplitude térmica → Reduzir as trocas térmicas• Superfícies externas isolantes

• Vedações internas pesadas

• Superfícies externas reflexivas

• Alta compacidade (volume x perímetro)

• Geotermia

• Esquadrias estanques

• Controle da ventilação

• Superfícies

5. Artifícios de Projeto• Amplitude térmica → Reduzir as trocas térmicas

• Superfícies externas isolantes


• Vedações internas pesadas


• Wood-frame?


• Superfícies externas reflexivas


• Alta compacidade (volume x perímetro)


• Geotermia (aquecimento + resfriamento!)

• Esquadrias estanques

• Controle da ventilação

5. Artifícios de Projeto• Amplitude térmica

• 𝑇𝑖𝑛′′ = 𝑇𝑖𝑛

′ + 𝛼 ∗ 𝑇𝑒𝑥′′ − 𝑇𝑖𝑛

′

• Onde

• 𝑇𝑖𝑛′′ Temp interna seguinte

• 𝑇𝑖𝑛′ Temp interna anterior

• 𝛼 Coef ganhos e perdas

• 𝑇𝑒𝑥′′ Temp externa

• Arquivo climático

Amplitude.xlsx

5. Artifícios de Projeto• Fragilidade - Frio outono, inverno e primavera

• Ações anteriores + aquecimento solar - POTENCIALIDADE


• + aquecimento solar - POTENCIALIDADE


• + aquecimento artificial

5. Artifícios de Projeto• Fragilidade - calor

• + resfriamento artificial

5. Artifícios de Projeto• Potencialidades - FORMA

• Exemplo para uma residência unifamiliar

• Planta quadrada 8,37 x 8,37 m

• A radiação recebida pela cobertura nos períodos quentes a torna elemento prioritário em se tratando de cuidados.

• Ou seja, o cuidado com o isolamento da cobertura quanto a radiação é mais importante que o com as vedações externas.


• Exemplo para uma residência unifamiliar

• Planta quadrada


• Planta retangular

• Grande incidência de radiação na cobertura

• Pico de radiação nas paredes no verão


• Planta retangular

• Grande incidência de radiação na cobertura

• Pico de radiação nas paredes no inverno


• 70m² em 2 pav. – Caso A

• Vai a influência da cobertura no aquecimento da edificação

• Aumento efetivo da área das vedações externas


• 70m² em 2 pav. – Caso B

• Aumento da insolação útil!

• Diminuição da indesejada!


• 70m² em 2 pav. – Caso B

• Aumento da insolação útil!

• Diminuição da indesejada!

• Fácil de ventilar no Verão!!

Exemplos

OBRIGADO!!!

[email protected]

arquitetura bioclimÁtica: especificidades do clima … bioclimática... · 5. artifícios de...

Documents