iso7730-conforto termico

CONFORTO TRMICOMdulo da Disciplina de Mestrado Mtodos Instrumentais em Energia e Ambiente

Miguel P. N. guas 2000/01

NDICE1. 2. 2.1 2.2 3. 3.1 3.2 3.3 INTRODUO ....................................................................................................................................... 2 POLTICA ENERGTICA EM EDIFCIOS ........................................................................................ 3 ANLISE DA E VOLUO DO CONSUMO ................................................................................................... 3 O SECTOR DE SERVIOS E O PLANO ENERGTICO NACIONAL .................................................................. 5 ISO 7730 ................................................................................................................................................ 10 PARMETROS DO CONFORTO...................................................................................................... 10 METODOLOGIA............................................................................................................................... 11 ANLISE DOS PARMETROS........................................................................................................ 11 Parmetros Individuais.............................................................................................................. 11 Parmetros Ambientais.............................................................................................................. 14

3.3.1 3.3.2 3.4

EQUAO DE CONFORTO TRMICO........................................................................................... 15 Temperatura Exterior do Vesturio............................................................................................ 16 Factor de Vesturio ................................................................................................................... 16 Coeficiente de Conveco .......................................................................................................... 17 Evaporao ............................................................................................................................... 18 Respirao ................................................................................................................................ 18 Radiao ................................................................................................................................... 18

3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 3.4.5 3.4.6 3.5 3.6 4.

PMV................................................................................................................................................... 19 DESCONFORTO TRMICO ............................................................................................................. 19 ISO 7243 ................................................................................................................................................ 21

4.1.1 4.1.2

Taxa de metabolismo ................................................................................................................. 22 O ndice WBGT (Wet bulb globe temperature)............................................................................ 23

IST /DEM-Mestrado Conforto Trmico Miguel P. N. guas 00/01

1

1. INTRODUOA misso dos sistemas de climatizao promover condies trmicas e de qualidade do ar aceitveis para o ser humano. Esta seco destinada anlise do conforto e consiste, fundamentalmente, na discusso da norma ISO1 - 7730 Moderate thermal environments - Determination of the PMV and PPD indices

and specification of the conditions for thermal comfort.Falar de uma norma pode parecer redundante (bastar l-la) mas no deixa de ser preocupante que esta norma, publicada originalmente em 1984, e j alvo de uma reviso em 1994, seja pouco utilizada pelos projectistas nacionais e, pior ainda, ignorada pelos regulamentos oficiais. Trata-se de uma norma que segue de perto a investigao desenvolvida por P.O.Fanger no seu doutoramento, tendo os princpios gerais sido adaptados pela ASHRAE na norma 55-1981 Thermal environment conditions for human occupancy A verificao da ISO-7730 obriga a medies de parmetros trmicos. A definio das grandezas a medir e os instrumentos foram alvo da norma ISO-7726 Thermal environments - Specifications relating to instruments and methods for measuring physical characteristics of the environment, publicada em 1985. Finalmente uma terceira norma, a ISO-7243 Hot environments - Estimation of the heat stress on

working men based on the WBGT Index (wet bulb globe temperature), 1982, define o nvel dedesconforto do ambiente e aplica-se em situaes onde por razes tcnico-econmicas se torna impossvel aplicar a norma ISO-7730. Este texto est estruturado em 3 captulos para alm desta introduo. No captulo seguinte feita uma sinttica anlise do consumo energtico em edifcios em Portugal, enquanto que os captulos 3 e 4 reportam apresentao das principais normas ISO relativas a conforto trmico.

1

ISO - International Standarts Organization 2


2. POLTICA ENERGTICA EM EDIFCIOS2.1 Anlise da Evoluo do ConsumoA evoluo nas ltimas 2 dcadas dos consumos energticos anuais dos vrios sectores que constituem a estrutura energtica nacional de consumo final apresentada no grfico da Fig.1-1.

Evoluo Consumo de Energia Final por Sectores6

5

4Ind.Transfomadora Transportes

3

2

Domstico/Servios No Energticos

1Agricultura

0 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996

Fig. 2-1: Evoluo do consumo anual de energia final.Da anlise deste grfico identifica-se um forte crescimento dos consumos no sector dos transportes, sendo o consumo de energia no sector Domstico e de Servios de segundo nvel de importncia. A evoluo nas ltimas 2 dcadas dos consumos anuais de energia final nestes dois sectores representada no grfico da Fig.1-2.


3

Evoluo do Consumo Energtico Anual em Edifcios3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 Anos Domstico+Servios Domstico Servios

O consumo no sector Domstico mostra-se superior ao consumo no sector dos Servios, verificando-se, no entanto, um maior crescimento neste ltimo. Efectivamente em 1971 os Servios representavam 26% do consumo em edifcios (Domstico + Servios) enquanto que em 1995 representavam j cerca de 38%.Taxas de Crescimento Anual de Energia Final8.0% 7.0%

Milho de TEP

Fig.1-2: Evoluo do consumo anual nos sectores Domstico e Servios

Crescimento Anual

6.0% 5.0% 4.0% 3.0% 2.0% 1.0% 0.0% Anos 70 Anos 80 Anos 90

Total Nacional Domstico Servios

Fig.1-3: Comparao das taxas de crescimentos do consumo de energia


4

A Fig. 1-3 compara as taxas de crescimento anuais mdias verificadas em 3 dcadas nos dois sectores em anlise com a taxa de crescimento mdia do consumo total de energia final em Portugal. Da anlise da figura conclui-se que o crescimento anual dos consumos no sector dos Servios tem sido sempre superior quer ao crescimento do sector Domstico, quer ao crescimento do consumo Nacional. Tomando por referncia o ano de 1971, verifica-se na Fig. 1-4 que o crescimento dos consumos de energia em edifcios desde esse ano apresentam dinmicas diferentes conforme se trata do sector de Servios (maior crescimento que o total nacional) ou do sector Domstico (menor crescimento que o total nacional).

Crescimento do Consumo Final relativo a 1971350% 300% 250% Crescimento 200% 150% 100% 50% 0% 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 Anos Total Nacional Domstico Servios

Fig. 1-4: Crescimento dos consumos em relao a 1971

2.2 O Sector de Servios e o Plano Energtico NacionalA presente anlise refere-se ao Plano Energtico Nacional produzido em 1987, DGE (1987). Efectivamente, foi publicado em 1996 um novo documento estratgico na rea energtica, DGE (1996), com caractersticas diferentes do PEN elaborado em 1987, que, conforme os seus autores, se sintetizam da seguinte forma: Contrariamente experincia anterior, que se concretizava na elaborao de um PEN Plano Energtico Nacional, baseado na interveno, em todas as etapas de trabalho, de uma grande diversidade de entidades, privilegiou-se, na abordagem realizada, a anlise e a reflexo estratgicas, suportadas embora, quer em informaes prestadas pelas empresas energticas quer, no que se refere caracterizao de cenrios no energticos, em trabalhos especializados efectuados por um conjunto restrito de organismos estatais.


5

Verifica-se porm que o PEN elaborado em 1987 fazia uma abordagem bem mais rica, e pedaggica, das variveis em jogo na estrutura energtica dos sectores Domstico e Servios, razo pela qual continuar a servir de base ao presente captulo. Em posterior edio do presente documento sero integradas as previses de consumos apresentadas no PEN elaborado em 1996. Assim, sempre se referir PEN neste texto tal reporta ao PEN elaborado em 1987. A caracterizao do consumo energtico no sector dos servios tarefa difcil em Portugal. Observe-se a forma como o PEN classifica o trabalho de cenarizao macro-econmica para este sector:

Apesar da relevncia do sector Tercirio na economia portuguesa (50% do produto e 40% do emprego em 1986), no se dispe de estudos sistematizados e globais que possam servir de referncia e de apoio ao trabalho de construo de cenrios. Por esta razo, no se poder ir alm de um esboo dos elementos principais que podero constituir uma metodologia de anlise do sector, e que ter neste contexto a utilidade de identificar os factores de dinamizao da oferta de servios em Portugal.2O PEN desagregou a procura de energia nos seguintes mdulos: Calor (gua quente, aquecimento e cozinha) Refrigerao Iluminao pblica Outra electricidade especfica Foi considerado que a evoluo da procura de energia funo da evoluo do emprego, da rea de pavimento e da estrutura do sector. Os dados de base respeitantes ao aumento anual da superfcie de pavimentos em edifcios novos e ampliaes no sector de servios apresentada na Fig.1-5. O valor global da rea de pavimento afecta a servio em 1980 foi considerada de 26.165 Km2.

2

PEN - Cenrios Macroeconmicos de Longo Prazo para a Economia Portuguesa. 1988 - 2010, Vol. II.2, 1989 6


Aumento da rea de Pavimento entre 1980 e 1985TOTAL Outros Sade

Sub-Sector

Educao Administrao Pblica Bancos, seguros e operaes sobre imveis Transportes, armazenagem e comunicaes Comrcio, restaurantes e hotis0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

rea total do sector de servios em 1980=26 km2

Aumento da rea (km2)

Fig.1-5 : Evoluo da rea de pavimento no sector dos ServiosO PEN considera que cerca de 0,078 Km2 foi desafectada (ou demolida) ao sector dos Servios entre 1979 e 1985, sendo, no final de 1985, a rea ocupada de 30.517 Km2, o que representa um crescimento de 16,6% em 6 anos, ou seja, de 2,6% ao ano. Para o mesmo perodo a evoluo do emprego foi de apenas 4,3% (1,475,000 em 1980 e 1,539,000 em 1985), ou seja, de 0.7% por ano. A estrutura do consumo energtico entre 1980 e 1985 representada na Fig.1-6, concluindo-se que o consumo elctrico aumentou o seu peso face s outras formas de energia.

EVOLUO DA ESTRUTURA DO CONSUMO80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% GPL Gasleo Fuelleo Electricidade Gs Cidade

1980 1985

Forma de Energia

Fig.1-6: Estrutura de consumo do sector dos Servios


7

Pela sua relevncia, o PEN analisa o crescimento do consumo elctrico desagregado por tipos de consumidores, conforme se apresenta na Fig.1-7. A desagregao aponta para um forte peso do consumo privado, sector onde se verificaram tambm os maiores aumentos do consumo de electricidade entre 1980 e 1986.

Desagregao do Consumo Elctrico3500 3000 2500

1980 1985

GWh/ano

2000 1500 1000 500 0 Edifc.Estado Ilum. Pblica Privados e Outros Total

Fig.1-7: Consumo elctrico do sector dos Servios No sector dos servios o PEN compara o consumo especifico em Portugal com o verificado em outros pases europeus. Estes valores encontram-se representados na tabela seguinte.

Tab.1-3: Indicadores do sector dos servios

rea/empregado (m2) Consumo Especifico (kgep/m2) (tep/empregado)

Portugal 1985 20 14.0 0.3

RFA 1982 88 20.3 1.8

Sucia 1982 49 27.0 1.3

R.Unido 1982 46 25.2 1.2

Itlia 1986 28 24.8 0.7

Conclui-se da tabela que Portugal apresenta um consumo especifico cerca de metade dos outros pases, em termos de rea, tornando-se ainda mais baixo quando calculado por empregado. Estes baixos consumos especficos decorrem, naturalmente, da menor rea de pavimento ocupada por empregado no sector dos servios em Portugal, que era 20 m2/empregado, em 1985. Valores significativamente maiores so encontrados nos outros pases europeus. Este indicador esteve na base de toda a previso do PEN. A Fig.1-8 mostra a previso deste plano (cenrio de referncia) para a rea de pavimento ocupada pelos servios discretizando em edifcios construdos antes de 1980 e aps 1980.IST /DEM-Mestrado Conforto Trmico Miguel P. N. guas 00/01 8

Da anlise da figura conclui-se que no dobrar do sculo os servios ocuparo, maioritariamente, edifcios de construo recente, o que constitui uma forte motivao para a conservao de energia nas novas edificaes, ou seja: S 29% dos escritrios que existiro no ano 2010 j se encontram construdos O consumo energtico nacional tem apresentado um crescimento significativo nos ltimos anos conforme foi discutido anteriormente. Mais grave do que isso, o facto de ter ultrapassado todos os cenrios de previso de mdio prazo. O Plano Energtico Nacional, apresentado em 1987, e baseado em estatsticas energticas nacionais at ao ano de 1987, previa o consumo energtico entre 1990-2010 para os sectores Domstico e Servios segundo 3 cenrios de desenvolvimento3. Um pessimista, outro moderadamente optimista (cenrio de referncia) e outro de tal forma optimista, que no prprio entender dos responsveis constitua um majorante para o consumo energtico. A anlise das Fig.1-14 e 1-15 mostra que enquanto que no sector domstico as previses se podem considerar aceitveis, j no sector dos servios falham de forma significativa por defeito, acentuando o j atrs citado crescimento impar deste sector.

Evoluo do Consumo Energtico no Sector dos ServiosAs previses do PEN e a realidade3.0

Evoluo Real2.5

PEN - Rotura PEN - Referncia PEN - Majorante

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000

Fig.1-15: Consumo energtico no sector dos Servios

3

Cenrio I- Absoro Difcil das Roturas Sectoriais Cenrio II - Adaptao Progressiva da Economia Portuguesa Criao do Mercado nico Europeu Cenrio III - Maximizao do Potencial de Crescimento


9

3. ISO 77303.1 PARMETROS DO CONFORTOO calor produzido no corpo determinado pelo nvel de actividade da pessoa, sendo tambm varivel com a idade e o sexo. Este calor trocado com o ambiente exterior por conduo, conveco, radiao e evaporao. A conduo no assume geralmente grande relevncia. A conveco depende da temperatura e velocidade do ar exterior. A radiao depende da temperatura mdia radiante e a evaporao depende da humidade do ar e da sua velocidade. Os parmetros mais importantes do conforto trmico subdividem-se em duas classes: Parmetros individuais Actividade Vesturio Parmetros ambientais Temperatura do ar Humidade do ar Velocidade do ar Temperatura mdia radiante


10

3.2 METODOLOGIAA norma ISO 7730 considera que um espao apresenta condies de conforto trmico quando no mais do que 10% dos seus ocupantes se sintam desconfortveis. A quantificao da percentagem de desconforto foi feita atravs de estudos que envolveram 1300 pessoas. Estes estudos permitiram estabelecer uma relao entre o resultado do balano energtico do corpo4 e a tendncia de insatisfao, designada por PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied). A metodologia de clculo consiste nos seguintes pontos: a) Parmetros : quantificam-se os parmetros individuais e ambientais das pessoas e do ambiente. b) Equao de Conforto: substituem-se estes valores na equao de conforto trmico para determinao do termo associado acumulao energtica no corpo, S. c) PMV : com base no valor da acumulao energtica no corpo e no metabolismo determina-se o valor de PMV (Predicted Mean Vote) atravs de uma correlao. O PMV no mais do que uma escala quantitativa da sensao de calor e de frio. d) Insatisfao : a percentagem de pessoas insatisfeitas termicamente, PPD, determinada com base no valor de PMV atravs de uma correlao.

3.3 ANLISE DOS PARMETROS 3.3.1 Parmetros Individuais 3.3.1.1 MetabolismoO metabolismo corresponde taxa de utilizao de energia pelo corpo. O metabolismo subdividese no metabolismo basal e de actividade. O metabolismo basal corresponde taxa verificada durante o repouso absoluto, mas em viglia. O metabolismo de actividade est relacionado com o esforo fsico, podendo ser 20 vezes superior ao metabolismo basal em atletas bem treinados.

O resultado do balano energtico do corpo a diferena entre o metabolismo e a transferncia de calor do corpo para o ambiente (ver seco 2.4). IST /DEM-Mestrado Conforto Trmico Miguel P. N. guas 00/01 11

4

Para a mesma actividade, verificou-se que o metabolismo varia principalmente com a rea corporal, pelo que geralmente definido nas unidades W/m2, tomando-se o valor de 1.8 m2 como rea corporal de um adulto. Embora no referido no texto da norma, convm ter em conta que, de acordo com DuBois e DuBois (1916), a rea corporal (em m2) est correlacionada com a altura (em m) e com o peso (em kg) pela Eq.2-1, com representao grfica na Fig.2-1.

Area = 0.202 Altura 0.725 Peso 0.425

(2-1)2.00

2.2 m2 2.0 m2

1.95 1.90 1.85 1.80

1.8 m2

1.6 m2

1.75 Altura (m) 1.70

1.4 m2

1.65 1.60 1.55 1.50 95 100

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

Peso (kg)

Fig.2-1: rea corporal em funo da altura e do peso A relao entre a actividade e o metabolismo (valor total, isto , soma da parcela basal com a de actividade) apresenta-se na Tab.2-1.


12

Estes valores so expressos em W/m2. Uma forma de simplificar a anlise do metabolismo, consistiu na definio da unidade met, onde 1 met corresponde ao metabolismo de uma pessoa sentada a descansar (1 met = 58.15 W/m2).

Tab.2.1: Valores de metabolismo para vrias actividades

TIPO DE ACTIVIDADE Deitado Sentado a descansar Actividade sedentria De p, actividade leve De p, actividade mdia Grande actividade

Metabolismo (W/pessoa) 85 104 126 167 210 315

Metabolismo (met) 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0 3.0

Metabolismo (W/m2) 47 58 70 93 117 175

3.3.1.2 TrabalhoTipicamente a avaliao de conforto verifica-se em casos em que o trabalho realizado nulo ou corresponde apenas a dissipaes por atrito, tais como, pessoas sentadas ou em andamento continuo. A quantificao do trabalho realizado para o exterior, corresponde variao da energia cintica e potencial (por exemplo, na subida de escadas).


13

3.3.1.3 VesturioO vesturio caracterizado atravs da sua resistncia trmica, Icl, nas unidades m2K/W. semelhana do metabolismo, o vesturio apresenta uma unidade prpria, o clo, que corresponde resistncia trmica de 0.155 m2K/W. A Tab.2-2 apresenta os valores de resistncia trmica, Ivest, de diferentes tipos de vesturio.

Tab.2.2: Resistncia trmica do vesturio

VESTURIO

Nu Cales Vesturio tropical Vesturio leve de vero Vesturio de trabalho Vesturio de inverno para ambiente interior Fato completo

Resistncia trmica (Ivest) (clo) 0 0.1 0.3 0.5 0.7 1.0 1.5

Resistncia trmica (Ivest) (m2K/W) 0 0.016 0.047 0.078 0.124 0.155 0.233

3.3.2 Parmetros Ambientais 3.3.2.1 Temperatura do arCorresponde temperatura seca do ar

3.3.2.2 Humidade do arAs equaes de balano energtico so deduzidas com base na presso parcial do vapor de gua no ar. Definido o estado higrocpico do ar em termos da temperatura seca, T em C, e a humidade relativa, HR entre 0 e 1, a presso parcial do vapor de gua , p vap em Pa, obtida pela Eq.2-2.4030.183 16.6536 T + 235

p vap = HR p sat (T) com p sat (T) = 1000 e

(2-2)

3.3.2.3 Temperatura mdia radianteCorresponde temperatura mdia das superfcies opacas visveis que participam no balano radiativo com a superfcie exterior do vesturio. Este termo particularmente difcil de definir com exactido quer pela dificuldade em correctamente avaliar os factores de forma, quer pela influncia da componente reflectiva, conforme discutido em guas e Domingos (1996).IST /DEM-Mestrado Conforto Trmico Miguel P. N. guas 00/01 14

3.4 EQUAO DE CONFORTO TRMICOA equao de conforto trmico permite calcular o termo de acumulao de energia no corpo, S, correspondente diferena entre o metabolismo desenvolvido no corpo e a transferncia de calor para o ambiente, sendo apresentada na Eq.2-3.

MW 3.05 10 3 (5733 6.99(M W ) p vap ) 0.42((M W ) 58.15) 1.7 10 5 M (5867 p vap ) 0.0014 M (34 Tar ) 4 4 3.96 10 8 f vest (Tvest + 273) (Trad + 273) f vest h (Tvest Tar ) = +S

(

)

(Metabolis mo e Trabalho) (Difuso de vapor) (Transpira o) (Respira o latente) (Respira o sensivel) (Radiao) (Conveco) (Acumula o de calor)

(2-3)

Nesta equao: M o metabolismo, em W/m2 (rea corporal). W o trabalho realizado para o exterior, em W/m2 (rea corporal) pvap a presso parcial do valor de gua do ar ambiente, em Pa. Tar a temperatura seca do ar ambiente, em C. fvest um factor de vesturio, adimensional (ver seco 2.4.2) Tvest a temperatura exterior do vesturio, em C Trad a temperatura mdia radiante dos elementos opacos do espao, em C. h o coeficiente de conveco entre a superfcie exterior do vesturio e o ar exterior, em W/m2K (rea exterior do vesturio) S o termo de acumulao de energia no corpo, em W/m2 (rea corporal)


15

3.4.1 Temperatura Exterior do VesturioA temperatura da superfcie do vesturio obtida por balano energtico igualando a transferncia por conduo da pele para o vesturio transferncia de calor por conveco e radiao, resultando na equao no linear que se apresenta na Eq.2-5. Nesta equao Ivest corresponde resistncia trmica do vesturio, em m2K/W, e Tpele temperatura da pele, em C, correlacionada na Eq.2-4 com o metabolismo e o trabalho realizado.

Tpele = 35.7 0.0275 (M W )

(2-4)

Tvest = Tpele I vest 3.96 10 8 f vest (Tvest + 273) (Trad + 273) + f vest h (Tvest Tar ) (2-5)4 4

{

(

)

}

3.4.2 Factor de VesturioO factor de vesturio define-se pela razo entre a rea exterior do vesturio e a rea corporal, sendo, consequentemente, um valor adimensional e superior unidade. O factor de vesturio correlaciona-se com a resistncia trmica do vesturio atravs das Eqs.2-6, com expresso grfica na Fig.2-2.

1.20 1.18 1.16 Factor de Vesturio 1.14 1.12 1.10 1.08 1.06 1.04 1.02

fvest =1.00+1.290Ivest fvest =1.05+0.645Ivest

para Ivest < 0.078 m2K/W para Ivest > 0.078 m2K/W

(2-6)

1.00 0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

0.16

0.18

0.20

0.22

0.24

Resistncia Trmica (m2K/W)

Fig.2-2: Factor de vesturio em funo da resistncia trmica do vesturioIST /DEM-Mestrado Conforto Trmico Miguel P. N. guas 00/01 16

3.4.3 Coeficiente de ConvecoA norma ISO 7730 define o clculo do coeficiente de conveco natural e forada pelas Eqs.2-7 e 2-8, respectivamente.

h = 2.38 (Tvest Tar ) h = 12.1 v

0.25

(2-7) (2-8)

(v a velocidade do ar em m/s)

Estas correlaes so representadas graficamente nas figuras seguintes.4.5 4.0 3.5 Coef.Conveco (W/m2K) 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Diferena de Temperatura (K)

Fig.2-3: Coeficiente de conveco natural

14

12 Coef.Conveco (W/m2K)

10

8

6

4

2

0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 Velocidade (m/s)

Fig.2-4: Coeficiente de conveco foradaIST /DEM-Mestrado Conforto Trmico Miguel P. N. guas 00/01 17

3.4.4 EvaporaoAs perdas por evaporao de gua na pele so devidas ao mecanismo permanente de difuso de vapor e s situaes de transpirao, resultante da necessidade do corpo em manter uma temperatura constante. A difuso de vapor depende da diferena de presso de vapor entre a pele (ppele) e a atmosfera (pvap) sendo correlacionada por 3.05 10 3 p pele p vap , em W/m2. Como a presso de vapor funo da temperatura da pele, a anterior expresso poder tomar a seguinte forma 3.05 10 3 256 Tpele 3373 p vap , conduzindo expresso final do termo de evaporao substituindo Tpele pela correlao anteriormente apresentada, funo do metabolismo e do trabalho.

(

)

(

)

3.4.5 RespiraoTrata-se de uma perda de calor de pouco significado. Compe-se de uma carga sensvel resultante do aquecimento do caudal de ar de respirao e de uma carga latente por humidificao do ar. Tipicamente a temperatura do ar expirado de 34C, tendo-se identificado uma relao linear entre o caudal e o metabolismo, pelo que este termo dado por

0.0014 M (34 Tar ) Para condies normal (Tar=23C e metabolismo de 90 W/m2) esta carga de 1.3 W/m2, ou seja, insignificante. A carga latente est relacionada com a presso de vapor do ambiente sendo calculada por: 1.7 10 5 M 5867 p vap . Para condies normais (pvap=1400 Pa e metabolismo de 90 W/m2) esta carga de 7 W/m2, pelo que muitas vezes no considerada.

(

)

3.4.6 RadiaoA constante 3.96x10-8 resulta do produto da constante de Boltzmann pelo factor de forma entre o vesturio e o exterior (toma-se 0.71) e pelo termo relacionado com as emissividades (considera-se uma emissividade da pele e do vesturio de 1 e 0.95, respectivamente).


18

3.5 PMVO valor de PMV tem os seguintes significados: +3 Insuportavelmente quente +2 Quente +1 Ligeiramente quente 0 Neutro

-1 Ligeiramente frio -2 Frio -3 Insuportavelmente frio A sua determinao feita pela aplicao de uma correlao envolvendo o termo de acumulao de energia no corpo e o metabolismo:0.036M PMV = 0.303 e + 0.028 S

(2-9)

3.6 DESCONFORTO TRMICOConhecido o valor de PMV, a percentagem de pessoas desconfortveis termicamente, PPD, calcula-se de acordo com a correlao apresentada na Eq.2-10, representada graficamente na Fig.2.5

PPD = 100 95 e (0.03353PMV

4

0.2179 PMV 2

)

(2-10)

Uma concluso interessante deste grfico que qualquer que sejam as condies ambientais, no se consegue menos do que 5% descontentes. Baseado nesta caracterizao de conforto trmico, a ISO-7730 admite serem aceitvel ambientes trmicos em que -0.5 < PMV < 0.5, ou seja, em que no mais de 10% dos ocupantes se mostrem descontentes.


19

A ISO 7730 impe outras regras necessrias para conforto trmico, relacionadas com os parmetros de conforto: A assimetria da temperatura radiante de janelas ou outra superfcie vertical fria deve ser inferior a 10C (em relao a um plano vertical 0.6 m acima do cho) A velocidade do ar tem de ser no Inverno inferior a 0.15 m/s, com temperaturas entre 20 e 24C. No Vero inferior a 0.25 m/s, com temperaturas entre 23 e 26C. A diferena de temperatura do ar a 1.1 m e a 0.1 m acima do cho no deve exceder 3C. A temperatura do cho deve situar-se entre 19 e 26C excepto em pavimentos radiantes podendo atingir neste caso os 29C.80%

Percentagem de pessoas desconfortveis trmicamente

70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0< ZONA de CONFORTO >

PMVFig.2-5: PMV-PPD


20

4. ISO 7243A ISO-7243 Hot environments - Estimation of the heat stress on working men based on the

WBGT Index (wet bulb globe temperature), 1982, define o nvel de desconforto do ambiente eaplica-se em situaes onde por razes tcnico-econmicas se torna impossvel aplicar a norma ISO-7730. Uma anlise detalhada da influncia do ambiente na carga trmica a que est sujeito o indivduo, requer o conhecimento de quatro parmetros ambientais bsicos: temperatura do ar temperatura mdia radiante velocidade do ar humidade absoluta Contudo, uma estimativa mais genrica da influncia dos parmetros ambientais pode ser feita atravs da medio de parmetros, que derivam dos mencionados acima, que so funes das caractersticas fsicas do espao em estudo.


21

4.1.1 Taxa de metabolismoA classificao dos nveis da taxa de metabolismo efectuada de acordo com a seguinte tabela:

Nveis da taxa de metabolismo Classe metablica 0 (repouso) 1 (baixa) Metabolismo (W/pessoa) M

iso7730-conforto termico

Documents