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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA NCLEO DE PESQUISA EM CONSTRUO

    LABORATRIO DE EFICINCIA ENERGTICA EM EDIFICAES PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM CONSTRUO CIVIL

    DISCIPLINA: TPICOS AVANADOS EM CONFORTO TRMICO Prof. Roberto Lamberts, PhD.

    Verso Final

    Doutorando: Wagner Augusto Andreasi

    2003/2o.

  • UFSC-PPGEC Tpicos Avanados de Conforto Trmico - 2003.2o. p. 02/116

    SUMRIO

    1. INTRODUO AO ESTUDO DE CONFORTO TRMICO....................... 03

    2. O ESTUDO DE CONFORTO TRMICO NO BRASIL............................... 05

    2.1 O CONFORTO TRMICO EM AMBIENTES INTERNOS.......................... 05

    2.1.1 Modelos Adaptativos e ndices Trmicos para Conforto Trmico em Ambientes Internos no Brasil..................................................................... 14

    3. O ESTUDO DE CONFORTO TRMICO EM OUTROS PASES.............. 27

    3.1 ESTUDOS RECENTES DE NDICES TRMICOS E MODELOS ADAPTATIVOS DE CONFORTO TRMICO EM AMBIENTES INTERNOS................................................................................................. 41

    3.2 ESTUDOS RECENTES DE CONFORTO TRMICO EM AMBIENTES EXTERNOS................................................................................................ 75

    4. ALGUMAS VARIAVEIS FSICAS E HUMANAS EM DISCUSSO.......... 88

    5. CONCLUSES.......................................................................................... 107

    6. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS.......................................................... 110

  • UFSC-PPGEC Tpicos Avanados de Conforto Trmico - 2003.2o. p. 03/116

    1. INTRODUO AO ESTUDO DE CONFORTO TRMICO

    O estudo de conforto trmico visa analisar e estabelecer as condies

    necessrias satisfao do homem permitindo-o sentir-se termicamente

    confortvel tanto no ambiente familiar, como no social e no de trabalho onde se

    supem que sua performance ou rendimento fsico e/ou intelectual aumentada.

    Apesar deste trabalho no se propem discutir de forma aprofundada questo,

    devemos considerar a existncia de fatores no menos importantes que so os

    relacionados conservao de energia, em funo de que os ambientes mais

    confortveis so em sua quase totalidade condicionados artificialmente.

    As pesquisas relacionadas ao tema conforto trmico so conduzidas por

    duas metodologias, as que se baseiam em resultados obtidos em pesquisas

    desenvolvidas em cmaras climatizadas onde as variveis ambientais so

    gerenciadas pelo pesquisador e outra a partir de pesquisas de campo, sob

    influncia da situao climtica local. Em ambos casos as variveis pessoais ou

    subjetivas so informadas por voluntrios gozando de bom estado de sade.

    As pesquisas sobre conforto trmico atendem os dispostos nas normas

    internacionais ISO 7730 (1994); ISO 7933 (1989); ISO 8996 (1989) e ISO 9920 (1993). Particularmente a ISO 7730 utiliza o modelo desenvolvido por Fanger (1982) em cmara climtica, onde se admitiu que o corpo humano em dado ambiente, em estado de equilbrio trmico ou sem acumular calor em seu interior,

    est desta forma, muito prximo da condio de neutralidade trmica. Entretanto, a

    condio de neutralidade trmica ou de verificao do balano trmico apresentado

    no trabalho condio necessria mas no suficiente para que a pessoa encontre-

    se em conforto trmico, pois a mesma pode encontrar-se ao mesmo tempo em

    situao de neutralidade trmica e ainda assim estar sujeita a algum tipo de

    desconforto localizado como por exemplo radiao assimtrica.

    Objetivando englobar a enorme variedade das sensaes trmicas relatadas

    individualmente pelos voluntrios aps apreciarem questionrio que indicava

    alternativas para seus votos de preferncias trmicas, Fanger expandiu a equao de conforto apresentando os ndices PMV - Predicted Mean Vote (voto mdio

    estimado) e PPD - Predicted Percentage of Dissatisfied (percentagem de pessoas

  • UFSC-PPGEC Tpicos Avanados de Conforto Trmico - 2003.2o. p. 04/116

    insatisfeitas). Entretanto o ndice PMV, apesar de normalizado pela ISO 7730 (1994) e adotado pela ASHRAE Standard 55 (1992), tem sua aplicabilidade discutida por vrios pesquisadores, como ser demonstrado, tudo por que se

    atualmente as variveis climticas so obtidas com auxlio de equipamentos cada

    vez mais precisos, a ainda aplicao de valores tabelados de ndices de isolamento

    de roupas e taxas metablicas continuam determinando imprecises nos resultados

    finais das experincias. O mesmo pode-se afirmar sobre as sensaes trmicas

    relatadas pelos voluntrios, merc de fatores fsicos, psicolgicos e fisiolgicos

    ainda no to bem compreendidos.

    No Brasil o estudo do conforto trmico no recente.

  • UFSC-PPGEC Tpicos Avanados de Conforto Trmico - 2003.2o. p. 05/116

    2. O ESTUDO DE CONFORTO TRMICO NO BRASIL

    2.1 O CONFORTO TRMICO EM AMBIENTES INTERNOS

    S, P. Estudos para o estabelecimento de uma escala de temperaturas efetiva no Brasil. Revista Brasileira de Engenharia - Maro de 1934. p. 67-69. 1934.

    Objetivo: Comparar os valores de temperaturas efetivas obtidas nos Estados Unidos com as do Brasil.

    Concluses: As temperaturas efetivas equivalentes nos dois paises divergem em at 3,6oC bem como a temperatura efetiva tima para os americanos esteve prxima de 19,5oC, para os brasileiros alcanou 22,5OC.

    S (1934) realizou pesquisa com grupo de 13 alunos com idade entre 13 e 17 anos onde em dias diferentes eram anotadas simultaneamente a temperatura,

    umidade e velocidade do ar bem como eram colhidas respostas de questionrio

    que indicariam as sensaes de maior ou menor calor experimentadas. Esse

    trabalho foi realizado entre as 11 e 12 hs., entre agosto e setembro de 1931. A

    escala das sensaes relatada continha 7 indicaes, onde 1 representava

    segundo sua terminologia sensao muito fria, 2 - fria, 3 - fresca, 4 - agradvel, 5 -

    pouco quente, 6 - quente e 7 - muito quente. Segundo o autor, essa escala era mais

    detalhada que uma outra, ento utilizada por Emma France Ward ao estudar the

    mensurement of skin temperature in its ralation to the sensation of comfort,

    publicada no American Journal of Hygiene em julho de 1930, onde as sensaes se

    classificam de 1 a 5.

    Aps obter aproximadamente 250 respostas individuais, o autor apresentou

    trs tabelas, abaixo inseridas, com valores de temperatura de bulbo seco, umidade

    relativa e velocidade do ar para sensao de conforto tima, sensao trmica que

    ele denominou um pouco quente e sensao fresca.

    Tabela 1: Valores de TBS, UR e VA para sensao de conforto tima

    TBS (oC) UR (%) Vel. Ar (m/seg)

    20,1 82 0,39

    24,5 67 0,36

    24,5 88 0,11

    24,6 62 0,09

    25,6 57 0,17

    26,0 61 0,24

  • UFSC-PPGEC Tpicos Avanados de Conforto Trmico - 2003.2o. p. 06/116

    Tabela 2: Valores de TBS, UR e VA para sensao um pouco quente

    TBS (oC) UR (%) Vel. Ar (m/seg)

    24,0 78 0,46

    24,1 73 0,08

    26,8 63 0,50

    Tabela 3: Valores de TBS, UR e VA para sensao fresca

    TBS (oC) UR (%) Vel. Ar (m/seg)

    20,5 71 0,47

    23,0 84 0,64

    23,7 87 2,03

    RIBEIRO, B.A. Contribuio ao estudo do conforto trmico. Instituto de Higiene de So Paulo. Boletim no. 86. 14p. 1945.

    Objetivo: Conhecer os valores de conforto trmico em So Paulo, em 1939 em funo dos ndices catatermometria e das temperaturas efetivas.

    Concluses: A sensao mdia de conforto apresentou os seguintes coeficientes de correlao de Pearson: catatermometria mido = -0,71; catatermometria seco = -0,94; temperatura efetiva (escala normal) = + 0,85; bulbo seco = + 0,92 e bulbo mido = + 0,39

    Ribeiro (1945) realizou pesquisa buscando verificar os valores de conforto em funo de dois ndices na poca muito conhecidos, o da catatermometria

    (tempo decorrido para que a temperatura diminusse de 37,8oC para 35oC) e o das

    temperaturas efetivas.

    O mtodo adotado para avaliao da sensao de conforto trmico foi o da

    votao individual de um grupo de 47 moas com idade entre 18 a 29 anos e

    alunas do curso de Educadores Sanitrios do ento Instituto de Higiene de So

    Paulo.

    O local de desenvolvimento foi sala de aula utilizada pelo grupo, que era

    provida de ventilao natural e iluminao natural abundante, onde nos poucos dias

    de sol claro e incidente nas janelas, as cortinas se conservavam desenroladas.

  • UFSC-PPGEC Tpicos Avanados de Conforto Trmico - 2003.2o. p. 07/116

    As observaes foram realizadas durante a estao fria do ano, de agosto e

    setembro, no perodo entre as 9 e 10 horas da manh, sendo que as estudantes

    adentravam a sala com trinta minutos de antecedncia. Nesse perodo as janelas

    permaneciam abertas, para a partir do incio do experimento, com exceo das

    bandeiras de 2 ou 3 janelas que permaneciam sempre abertas, as portas e demais

    janelas serem mantidas fechadas, buscando-se manter o ambiente com ar sempre

    parado.

    Em 3 pontos previamente escolhidos foram registradas as temperaturas de

    bulbo seco e bulbo mido bem como determinado o poder refrigerante do ar com

    catatermmetros do tipo padro, seco e mido, a uma altura de 1,2m do piso, nvel

    mdio da cabea de um indivduo sentado.

    O autor definiu os questionrios com 5 nveis de sensaes trmicas assim

    identificadas: frio, desagradvel; fresco, agradvel; agradvel; quente, agradvel e

    quente, desagradvel, 3 sobre o vesturio: deficiente; normal e demasiado e uma

    nica sente-se bem disposto? foram propostos ao trmino da aula ou 60 minutos

    aps a entrada das alunas no ambiente