ca1_2014_2_aula_2

CONFORTO AMBIENTAL E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 1

UGO SANTANA

ELEMENTOS DE PROTEÇÃO SOLAR

Elementos de proteção solar externos, são todos aqueles elementos construtivos incorporados ao edifício que impeçam os raios solares atingir algum ponto de interesse na edificação. Podem funcionar como tal: beirais, varandas, balanços, sacadas, marquises, toldo e paredes.

CONFORTO AMBIENTAL E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 1 UGO SANTANA

BEIRAL

MARQUISE

TOLDO

PAREDE

MARQUISE

SACADA

Alpendre (varanda) em casas nordestinas.


Cobogós tradicionais quadrados de concreto.



Existe uma enorme quantidade de modelos de elementos vazados, executados normalmente em concreto ou cerâmica.

Toldos plásticos no exterior e cortinas no interior.


Brises, marquise e pérgolas. (ANATEL, Fausto Nilo e Delberg Ponce de Leon)


LÚCIO COSTA, Parque Guinle, Rio de Janeiro


Lúcio Costa e Equipe, Palácio Capanema, Rio de Janeiro


Pérgolas na laje de coberta. (Palácio do Itamaraty, Oscar Niemeyer)


GEOMETRIA DA PROTEÇÃO


Aprendemos que o Sol se movimenta em um percurso aparentemente circular sobre uma esfera virtual que representa o céu, a chamada esfera celeste. Se for desconsiderado qualquer objeto ao redor do observador, toda a esfera celeste estará visível.


Quando se quer proteger da incidência solar, um determinado ponto, faz-se necessário a criação de um obstáculo. Esse obstáculo deve estar localizado entre o Sol e o ponto que se deseja proteger.


A projeção do obstáculo na esfera celeste, a partir do observador, cria uma zona do céu que não pode ser vista. Essa zona também marca a região em que o Sol não incide no ponto considerado.


Porém, como o Sol continua seu percurso, pode-se observar que fora da área marcada pela projeção do elemento de proteção, os raios solares atingem o ponto correspondente ao observador.


Se quisermos proteger um determinado ponto em um horário específico, devemos ter em mente o caminho do Sol.


N

S

LO

76

18

8

9

10111213

14

15

1617

N

S

LO

76

18

8

9

10111213

14

15

1617

Quando projetamos os limites dos elementos sobre a esfera celeste criamos o que chamamos de máscara solar, ou seja, descobrimos em que trechos do céu os raios solares atingem o ponto central.


Deve-se ter em mente que a proteção está ligada ao ângulo e não simplesmente ao tamanho do obstáculo. Uma distância maior pode permitir maior iluminação, porém de forma indireta, ou seja, continuará bloqueando a incidência direta.


Vale lembrar que quando consideramos um determinado ângulo de inclinação do raio solar significa que toda a incidência solar nas superfícies ocorrerá com a mesma inclinação.


Por serem considerados paralelos, a inclinação que entendemos estar relacionada com o observador estará também relacionada ao qualquer edifício. Quando a inclinação se altera, todos os raios serão alterados.


0º 30º 60º

30º 45º 60º

Deve-se que a inclinação correta é essencial para o bloqueio dos raios solares de modo efetivo. No caso acima está apresentado um elemento horizontal aplicado sobre uma janela. Pode-se notar que em elementos assim, quanto menor a altura solar, mais difícil será para bloquear.


O objetivo de se bloquear o Sol a uma altura determinada, pode ser feito com a modificação das dimensões do elemento de proteção solar em questão. No exemplo, a marquise sofreu um aumento para possibilitar a proteção em um altura solar de 30º.


30º

30º

AUMENTO

Elementos repetidos funcionam exatamente igual a elementos simples com a mesma angulação. Se os raios solares em um determinado momento são paralelos entre si, o Sol terá uma inclinação igual quando atingir cada parte do elemento repetido.


TRANSFERIDOR AUXILIAR


Essa teoria nos leva a um diagrama chamado de transferidor auxiliar. Esse diagrama nos ajuda a encontrar os ângulos de sombra utilizados por elementos de proteção.


As curvas internas representam ângulos verticais de um plano inclinado que corta o observador.


Pode-se observar ainda, que existem marcações de ângulo horizontais de inclinação.


EXEMPLO 1



Qual o período de insolação na janela, considerando que a fachada está voltada para o nordeste? Deve-se observar que as dimensões da janela e da proteção são de extrema importância.


50º

50º50º

CORTE

VISTA LINHA DA FACHADA

OR

IEN

TAÇ

ÃO


50º

50º50º

CORTE

VISTA

Após a criação da máscara, aplica-se o resultado sobre a carta solar. O presente exemplo demonstra a aplicação para uma fachada voltada para o azimute 50º.


6

78

91011121314

1516

17

18

22 JUN

21 MAI

1 MAI

16 ABR

3 ABR

21 MAR

8 MAR

23 FEV

9 FEV

21 JAN

22 DEZ

22 JUN

24 JUL

13 AGO

28 AGO

11 SET

24 SET

6 OUT

20 OUT

4 NOV

22 NOV

22 DEZ

0

330

300

270

240

210

180

150

120

90

60

30

O trecho azul mostra o espaço bloqueado pela fachada; o trecho vermelho, aquele bloqueado pelo obstáculo; e o amarelo as possibilidades de insolação.


6

78

91011121314

1516

17

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22 JUN

21 MAI

1 MAI

16 ABR

3 ABR

21 MAR

8 MAR

23 FEV

9 FEV

21 JAN

22 DEZ

22 JUN

24 JUL

13 AGO

28 AGO

11 SET

24 SET

6 OUT

20 OUT

4 NOV

22 NOV

22 DEZ

0

330

300

270

240

210

180

150

120

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OUTROS EXEMPLOS



40º

40º90º

CORTE

VISTA


50º

20º

30º

30º

PLANTA

VISTA

ENTORNO


Considerando o céu uma esfera sobre o observador, e imaginando que o Sol caminha na superfície dessa esfera, podemos prever sua posição.



Observador

O Transferidor Auxiliar permite o estudo da insolação de um ponto específico. No exemplo acima, o ponto estudado, representado pelo observador, está no centro de uma praça com três edifícios de dimensões diferentes ao seu redor. Pode-se observar a seguir como descobrir o período de insolação no ponto em questão.


45º

45º

25º

30º

20º

65º30º

N N

A

B

C

C

C

B

A

O

PLANTA

CORTE 1

CO

RTE

2 1 1

2 2


45º

45º

25º 65º

C

B

A O

45º

45º

25º

30º

20º

65º30º

N N

A

B

C

C

C

B

A

O

PLANTA

CORTE 1

CO

RTE

2 1 1

2 2


30º

50º

30º

C

B

A

O

45º

45º

25º

30º

20º

65º30º

N N

A

B

C

C

C

B

A

O

PLANTA

CORTE 1

CO

RTE

2 1 1

2 2


C

B

A O

45º

45º

25º

30º

20º

65º30º

N N

A

B

C

C

C

B

A

O

PLANTA

CORTE 1

CO

RTE

2 1 1

2 2


6

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1516

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22 JUN

21 MAI

1 MAI

16 ABR

3 ABR

21 MAR

8 MAR

23 FEV

9 FEV

21 JAN

22 DEZ

22 JUN

24 JUL

13 AGO

28 AGO

11 SET

24 SET

6 OUT

20 OUT

4 NOV

22 NOV

22 DEZ

0

330

300

270

240

210

180

150

120

90

60

30

N N

C

B

A


6

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21 MAI

1 MAI

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3 ABR

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24 JUL

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28 AGO

11 SET

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6 OUT

20 OUT

4 NOV

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