CONFORTO AMBIENTAL:

CLIMA

Universidade Ibirapuera – Arquitetura e Urbanismo

Profª Claudete Gebara J. Callegaro - Mestranda em Arquitetura e Urbanismo claudete.callegaro@ibirapuera.edu.br

ALGUNS TÓPICOS SOBRE CLIMA

E EQUILÍBRIO TÉRMICO EM AMBIENTES INTERNOS

20.05.2014

Algumas ações sobre o clima para promover o conforto físico

temperatura do ar x umidade do ar x movimentação do ar

radiação direta

cortina d’água vegetação material refletivo ventilação cruzada

temperatura do ar x umidade do ar x movimentação do ar

vedação bloqueio

Algumas ações sobre o clima para promover o conforto físico

temperatura radiante x temperatura do ar

isolação – amortecimento da onda térmica e diminuição da temperatura radiante

média da superfície interna do edifício;

sombreamento – bloqueio da entrada de sol direto no edifício (quebra-sol) e da

insolação direta das faces externas (volumetria do edifício, vegetação,

projeções do entorno).

temperatura radiante x temperatura do ar

exposição direta máxima

http://revistapegn.globo.com/Revista/Common/0,,EMI134649-17180,00-ARQUITETOS+CRIAM+CASA+FEITA+INTEIRA+EM+VIDRO.html

Casa em Bali.

Algumas ações sobre o clima para promover o conforto físico Casa de Vidro – Lina Bo Bardi, 1951, Morumbi, São Paulo.

Quando a opção arquitetônica privilegia a estética (estilo), o panorama (cenário exterior) ou outro elemento, pode ser necessário investir em complementos extras que promovam o conforto físico nos interiores.

Cortinas para proteção interna (ofuscamento, descoloração, temperatura)

Grande massa de vegetação ao redor da construção para redução da temperatura do ar

Alta temperatura radiante

Espaços livres internos próximos às janelas

Para edificações mais modestas... a NBR 15.220 de 2005 (correção em 2008) – parte III, ABNT, traz sugestões para o bom desempenho térmico, em cada tipo de clima brasileiro:

•tamanho das aberturas para ventilação,

•proteção das aberturas,

•vedações externas (tipo de parede externa e tipo de cobertura –

material, espessura, sistema),

•estratégias de condicionamento térmico passivo (sem

equipamentos artificiais eletromecânicos).

CONFORTO TÉRMICO (alguns tópicos)

Fontes de calor no interior do edifício: •presença humana: varia com atividade; •iluminação artificial: variável com o sistema;

100% da potência instalada em caso de lâmpadas incandescentes, 125% em caso de lâmpadas fluorescentes (25% luz absorvida pelas superfícies + 25% calor radiante + 50% dissipação transformada em calor + 25% calor do reator).

•motores e equipamentos destinados a aquecer e outros com baixa potência (em geral têm menor rendimento, ou seja, perdem mais energia para o ambiente sob forma de calor e ruído); •processos industriais que utilizam calor (metais, vidros, plásticos); •calor solar: quantidade varia com latitude, data, altitude, nebulosidade, poluição do ar, orientação do plano de incidência, entre outros.

Menor gradiente

entre

radiação direta e difusa

Laboratório Nacional de Engenharia Civil de Lisboa (LNEC) – Cálculo para ex-províncias de Ultramar (África). Fonte: Frota e Schiffer, p.208.

Fonte: Frota e Schiffer, p. 222.

São Paulo

Radiação diária para as condições de São Paulo (latitude, altitude,

nebulosidade, poluição, microclima) ao longo do ano.

Fonte: Frota e Schiffer, p. 218-221.

Fonte: Frota e Schiffer, p. 218-221.

As temperaturas podem ser compensadas com a ventilação, que pode promover uma diferença de pressão entre ambiente interior e exterior e, com isso, favorecer trocas térmicas nos 2 sentidos.

Fonte: Frota e Schiffer, p. 127.

A pressão do vento sobre o edifício depende de: •direção do vento, •área exposta às correntes de ar, •velocidade do vento, •ângulo de incidência.

A ventilação natural pode ser dada pelos ventos e por

efeito chaminé.

O ar é um fluido em estado gasoso e, como todo fluido, seu movimento (escoamento) pode ser: • Laminar / lamelar - regular e ordenado; •Turbulento / turbilhonado - irregular e desorganizado.

A ventilação natural ocorre com o aproveitamento dos ventos, considerados como deslocamento de ar paralelo ao solo, em movimento lamelar.

Fonte: Frota e Schiffer, p. 128.

A ventilação por ação dos ventos depende da diferença de pressão e: •direção e sentido do fluxo; •obstruções à passagem do ar (vizinhos, vegetação, telas); •área de abertura de entrada; •área de abertura de saída; •posição das aberturas em relação ao solo e à cobertura (efeito chaminé) e entre as faces do imóvel (ventilação cruzada).

Fonte: Frota e Schiffer, p. 130 e 134.

O conforto dado pela ventilação depende de alguns cuidados: •distanciamento entre obstáculos e a edificação, de maneira a que o vento dominante consiga penetrar no interior da mesma; •direção e sentido do fluxo, de modo a evitar que odores indesejados sejam espalhados pelos ambientes; •possibilidade de interrupção ou mudança de direção e sentido do fluxo natural por meio de obstáculos exteriores; •descontrole por formação de corredores de vento decorrentes do posicionamento de construções posteriores.

Gráfico elaborado por American Conference of Governnmental Industrial Hygienists (ACGIH) e American Society of Heating, Refrigerating and Air Condictioning Engineers (ASHRAE). Fonte: Frota e Schiffer, p. 223.

A renovação de ar é calculada em função das necessidades vitais: •suprimento de oxigênio; •desconcentração de gás carbônico e outros elementos nocivos; •desconcentração de odores corporais; •umidade do ar.

O dimensionamento de aberturas para ventilação é feito depois da determinação da taxa de renovação de ar adequada para o clima, a atividade e a lotação.

Cd = energia dissipada por condução (depende da superfície do corpo em contato com outras superfícies, resistência à passagem de calor das roupas e calçados). Cv = energia dissipada por convecção (depende da área da pele, da resistência à passagem de calor das roupas entre a pele e o ar, da movimentação do ar, da temperatura do ar). Cr = energia dissipada por radiação (depende da área e da temperatura das superfícies externas que rodeiam o corpo, de suas características de cor e textura, da área da pele descoberta, das roupas). E = energia dissipada por evaporação de água sobre a superfície da pele (depende da área nua do corpo ou da condição de evaporação da mesma – roupas de tecidos porosos ou absorventes -, da umidade relativa da camada de ar vizinha da pele). D = termo de balanço de acumulação, que pode se traduzir em sensação de frio (se for negativo) ou em sensação de calor (se for positivo). D = zero corresponde à sensação de bem-estar, definida como conforto térmico, desde que a pessoa esteja com a temperatura da pele em torno de 35°C.

Equação de balanço de calor: (M + W) – (Cd + Cv + Cr + E) = D

M = metabolismo (calor produzido pelo corpo a partir dos alimentos, variando com a idade, atividade, massa corporal, condição de saúde, tempo passado desde a última refeição). W = energia usada para realizar trabalho mecânico (depende da atividade).

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15220 de 2005.

CORBELLA, Oscar; YANNAS, Simos. Em busca de uma Arquitetura Sustentável para os trópicos - conforto ambiental. Rio de Janeiro: Revan, 2003.

FROTA, A. B; SCHIFFER S. R. Manual de conforto térmico. São Paulo: Nobel, 1997. (7ª edição lançada em 2003)

JOHN, Vanderley Moacyr; PRADO, Racine Tadeu Araújo (organizadores). Manual Selo Casa Azul: Boas práticas para habitação mais sustentável. Caixa Econômica Federal. São Paulo: Páginas & Letras, 2010. Obtido em http://downloads.caixa.gov.br/_arquivos/desenvolvimento_urbano/gestao_ambiental/SELO_CASA_AZUL_CAIXA_versaoweb.pdf

LAMBERTS, Roberto. Desempenho Térmico de Edificações. Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis: Labee, 2005. Acessível em http://www.labcon.ufsc.br/anexosg/147.pdf

LENGEN, Johan Van. Manual do Arquiteto Descalço. São Paulo: Empório do Livro, 2009.

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RORIZ, Maurício; GHISI, Enedir; LAMBERTS, Roberto. Uma proposta de norma técnica brasileira sobre desempenho térmico de habitações populares. V Encontro Nacional de Conforto no Ambiente Construídoe II Encontro Latino-Americano de Conforto no Ambiente Construído. Fortaleza 1999.

TARIFA, José Roberto; ARMANI, Gustavo. Unidades Climáticas Urbanas da Cidade de São Paulo. Atlas Ambiental do Município de São Paulo. Secretaria do Verde e do Meio Ambiente / Secretaria de Planejamento (Município). Primavera de 2000.

http://www.engenharia.pro/papers/NBR_15220.pdf

FONTES PESQUISADAS