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CONFORTO AMBIENTAL E ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA

Profa. Lucila C. Labaki Colaboração:

Cristiane Dacanal (PED)

Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, UNICAMP

Obj

etiv

os d

a A

ula:

1.  Noções de Conforto Ambiental

2.  O que é Conforto Térmico?

3.  O que é Arquitetura Bioclimática?

4.  Clima e arquitetura

5.  Exemplos de edificações que empregaram conceitos da Arquitetura Bioclimática:

a.  Arquitetura Vernacular;

b.  Projetos contemporâneos

6.  Metodologias que orientam o projeto arquitetônico visando o conforto térmico e eficiência energética

Luminoso, Acústico, Térmico, Funcional

Conforto ambiental Bem estar físico relacionado com as condições do ambiente em que o ser humano vive, seja interno ou externo às edificações.

Envolve vários aspectos: térmico, visual, acústico, ergonômico, qualidade do ar, e outros.

Objetivos da disciplina conforto ambiental: •  Busca de qualidade ambiental nos edifícios e espaços abertos •  Eficiência energética, máxima qualidade e mínimo consumo: ▫  uso de estratégias passivas

•  Redução do impacto ambiental: ▫  gerado pela urbanização e construção das edificações.

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Conforto ambiental: Fatores de influência externos e internos

O que é?

Conforto térmico: definição

Estado de espírito que reflete a satisfação com o ambiente térmico (ASHRAE 55-64 )

Importância do conforto na arquitetura:

•  satisfação ou bem estar

•  desempenho das

atividades

•  conservação de energia

Muito frio

Frio

Frio moderado (fresco)

Levemente frio

Confortável

Levemente aquecido

Aquecido

Quente

Muito quente

Conforto Térmico •  Elemento principal do bem estar •  Desconforto causa:

  sonolência,   alteração de batimentos cardíacos,   aumento de sudação   apatia e desinteresse pelo trabalho

•  Elementos do desconforto:   temperaturas extremas (frio ou calor)   falta ou excesso de ventilação   umidade excessiva com temperatura elevada   radiação térmica

  insolação direta   superfícies aquecidas

  vestimenta inadequada

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Como avaliar?

Variáveis de Conforto Térmico

•  Ambiente térmico é definido pelo conjunto das variáveis ambientais ▫  Temperatura do ar; ▫  Temperatura radiante

média; ▫  Velocidade do ar; ▫  Umidade relativa do ar.

•  Variáveis do indivíduo (metabolismo); ▫  sexo, idade, raça, hábitos

alimentares, peso, altura, atividade realizada

•  Resistência térmica oferecida pela vestimenta

calor

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1.  Materiais construtivos

2.  Tamanho e posição das aberturas

3.  Orientação: Sol e Vento

1.  Localização (latitude): radiação solar

2.  Umidade do ar

Ganho / perda de calor interno

Fonte: L’ habitat Bioclimatique

Conforto e estresse térmico: índices PET (calibrado por Monteiro e Alucci,

2007)

PET (Matzarakis et al, 1999 apud Jendritzky

et al, 1990; Matzarakis e Mayer,

1997)

Sensibilidade térmica Grau de Estresse Fisiológico

PMV (FANGER)

Muito frio Estresse por frio extremo

<4°C 4 °C -3.5 Frio Estresse por frio forte

<12°C 8 °C -2.5 Frio moderado (fresco) Estresse por frio moderado

<18°C 13 °C -1.5 Levemente frio Estresse por frio leve

18°C 18 °C -0.5 Confortável Sem Estresse

26°C 23 °C 0.5 Levemente aquecido Estresse por calor leve

>26°C 29 °C 1.5 Aquecido Estresse por calor

moderado >31°C 35 °C 2.5

Quente Estresse por calor forte

>43°C 41 °C 3.5 Muito quente Estresse por calor extremo

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O que é?

Bioclimatic design – Victor Olgyay •  Assegura a existência e o bem-estar

de organismos biológicos em dadas condições climáticas

•  Baseia-se na ciência da arquitetura, especialmente energética

•  Rejeita ambientes desumanos e com desperdício de energia, as caixas de vidro e os arranha-céus

•  Rejeita a arquitetura dominada pela moda, retorna às necessidades e valores humanos básicos, encoraja o regionalismo (Steven Szokolay, 1995)

•  Concepção de edifícios adaptados ao seu próprio clima.

•  Permite utilizar de forma correta os recursos que a natureza oferece: o sol,o vento, a vegetação e a temperatura ambiental.

•  Possibilidade de tirar partido dos fenômenos naturais de transmissão energética para obter ganhos ou perdas de calor por meio do envoltório do edifício.

•  As perdas e ganhos de calor são benéficas para os usuários do edifício, pois criam condições de conforto físico e psicológico além de limitar o uso dos sistemas mecânicos de aquecimento ou condicionamento de ar. (L’ habitat Bioclimatique)

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Busca-se evitar

Brasília

Adequações para Arquitetura Bioclimática

Projeto bioclimático

• Clima (do grego; klima)- região com certas condições de

temperatura, aridez, vento, luz, etc. - Dicionário de Oxford

Como tempo atmosférico- o estado momentâneo do ambiente atmosférico em uma certa localidade - o clima pode definir-se como “a integração no tempo das condições do ambiente atmosférico”

(L’ habitat Bioclimatique)

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Na programação arquitetônica

Dados climáticos do local:

▫  Princípios de arranjo urbano

▫  Princípios bioclimáticos para a edificação

Clima Quente e Úmido 1.  Habitações leves e permeáveis aos ventos. 2.  Disponibilidade de ventilação natural.

Dal Pian Arquitetos Associados

Clima Quente e Seco 1.  construções compactas e impermeáveis ao vento

seco 2.  paredes e telhados com alta inércia térmica 3.  pequenas aberturas

Climas temperados e frios 1.  Isolamento térmico 2.  Captação de radiação solar para aquecimento 3.  Adaptação do projeto às variações sazonais

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Clima Mediterrâneo

Arquitetura vernacular Arquitetura contemporânea

CONFORTO TÉRMICO: Arquitetura e Clima

Repensar a atualidade

Aprendendo com a Arquitetura Vernacular Observação e Experiência prática

x

Botti Rubin, Ed. Francisco Mellão, Vila Olímpia, São Paulo

Arquitetura Bioclimática Adaptação ao clima: exemplos do vernáculo

Cada clima uma resposta arquitetônica

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Arq. Ken Yeang

Citê Scolaire Internationale de Lyon

Jourda e Perradiun

Lyon,França 1989/ 92

Arq. JOÃO FILGUEIRAS LIMA - Lelé

“A rigor, eu tento fazer com o edifício o que um designer faz com um automóvel”

Rede de Hospitais Sarah Kubitschek

Bed Zed - Londres

Condomínio habitacional e de escritórios:

baixo consumo de energia e auto-sustentabilidade

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AIA The American Institute of Architects Top Ten Green Projects

Charles Hostler Student Center

Location: Beirut, Lebanon Building type(s): Campus,

Recreation, Assembly, Other, Restaurant, Higher education

Estratégias: •  Sombreamento das aberturas com

treliças, painéis externos •  Localização e topografia para

melhorar a brisa no verão •  Planos abertos para incidência de

ventos predominantes •  Aquecedores de Água •  Resfriamento evaporativo •  Distribuição de calor proveniente

de água quente •  Teto verde

Garthwaite Center for Science & Art

Diretrizes de projeto visando a Arquitetura Bioclimática

•  Zonas Bioclimáticas / Zona de Conforto •  Cartas Solares •  Método de Mahoney •  Simulação Computacional

Zonas Biclimáticas • Depende do clima •  Zonas Bioclimáticas: Estratégias diferentes

Carta Bioclimática de Givoni adaptada

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Estratégias para Campinas   Zona 3:

  Aberturas:   Médias: 15 % < Ap < 25%.

  Sombreamento:   Permitir sol durante o inverno.

  Vedações externas:   Parede leve refletora, cobertura

leve isolantes.   Estratégias:

  Verão:   Ventilação cruzada.

  Inverno:   Aquecimento solar;   Vedações internas pesadas

(inércia térmica).

Carta bioclimática de Olgyay •  Temperatura de bulbo seco

•  Umidade relativa

Cartas Solares •  Representação da trajetória do Sol ao longo do ano •  Varia conforme a posição no globo terrestre (latitude)

Influência da Latitude

•  Determina o período de permanência do Sol acima do horizonte;

•  Carta solar: projeção desta trajetória em um plano horizontal

Linha do Equador

Trópico de Capricórnio

Software: Sunpath 1.0

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Aplicações: projeto de brises, marquises, varandas, dimensionamento de aberturas, sombreamento entre edificações ...

Método de Mahoney

•  Processo simples e prático •  Permite uma análise rápida de parâmetros

climáticos obtidos nas estações meteorológicas •  Tabelas: ▫  Registro dos dados climáticos ▫  Diagnóstico do clima ▫  Recomendações para o projeto ▫  Recomendações de desenho dos elementos de

uma edificação

Simulação Computacional

•  Softwares: área urbana, arquitetura

▫  Inserção de dados climáticos ▫  Modelo tridimensional (já baseado nas estratégias

bioclimáticas) ▫  Saída de dados

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Arquitetura bioclimática

Sombreamento Segunda pele: cobertura ou paredes

Arquitetura bioclimática

Ventilação Isolamento correto:

Inércia térmica, reflexão...

Arquitetura bioclimática

Umidificação/ desumidificação

Orientação Proteção e acesso ao Sol

Arquitetura bioclimática Satisfação dos usuários e compatibilidade com conforto acústico, luminoso, visual, funcional ...