Hoje na Aula

Arquitetura e Urbanismo

NOÇÕES BÁSICAS DE CONFORTO TÉRMICO

“O conforto térmico é um estado de espírito que reflete a satisfação com o ambiente térmico que envolve a pessoa”

(ASHRAE*, 1993)

• O conforto Térmico é subjetivo e depende do metabolismo e da sensibilidade de cada indivíduo!
• O Equilíbrio Térmico com o ambiente determina o conforto térmico.
• O ganho e as perdas de calor entre o ambiente e o homem devem ser teoricamente iguais!
• Quando não há equilíbrio térmico com o ambiente os mecanismo termorreguladores do corpo são ativados:
• Vasoconstrição periférica no caso do frio – vasos capilares se contraem para diminuir a temperatura da pele, enquanto que os mais próximos aos órgãos internos se dilatam, para que as perdas de calor para o meio diminua.
• Vasodilatação periférica no caso do calor –os vasos capilares se dilatam e aumentam o fluxo sanguíneo e consequentemente a temperatura da pele para que as perdas de calor para o meio se intensifiquem.

Determinantes do conforto térmico:

• Atividades Físicas: determinam o calor gerado pelo metabolismo do corpo;
• Vestimenta: determina a resistência térmica da roupa;
• Variáveis Ambientais: englobam as variáveis climáticas e características específicas de cada local.

Variáveis Ambientais (determinam o microclima dentro e fora das edificações)

Microclima – conceito que expressa as variáveis climáticas e particularidades de um determinado local/edifício.

• Níveis de radiação solar direta e difusa (W/m2)
• Movimentação do ar (coeficientes de convecção- W/m2oC ou W/m2K)

Os coeficientes de convecção englobam a velocidade dos ventos e a redução das temperaturas em superfícies .

• Níveis de Umidade (%)
• Temperatura (K ou oC)
• Áreas Verdes - sombreamentos
• Áreas Construídas e seus Materiais
• Máquinas e equipamentos (W)

Arquitetura Bioclimática (HOMEM – CLIMA – ARQUITETURA -SUSTENTABILIDADE)

Busca tirar proveito dos recursos naturais existentes , por meio de seus próprios elementos, das condições favoráveis do clima, com o objetivo de satisfazer as exigências de conforto térmico do homem.

A Arquitetura Bioclimática busca tirar o mínimo possível do ambiente e rejeitar o mínimo possível para o ambiente. Tem como partidos projetivos a sustentabilidade energética das edificações e o conforto térmico

ESTRATÉGIAS BIOCLIMÁTICAS

• V- Ventilação
• RE – Resfriamento Evaporativo
• U - Umidificação
• MR - Massa Térmica para resfriamento
• MA – Massa Térmica para aquecimento
• AS – Aquecimento Solar Passivo
• AC – Ar condicionado
• AA – Aquecimento Artificial

VENTILAÇÃO

Função: Resfriar superfícies das edificações e promover a retirada da umidade do corpo facilitando as trocas térmicas entre o usuário e o ser entorno através da convecção.

Fatores fixos que determinam a ventilação natural:

1.Forma e características construtivas do edifício;

2.Posicionamento geográfico dos edifícios e espaços abertos vizinhos;

3.Posição tamanho e tipo das aberturas.

Fatores variáveis que determinam a ventilação natural:

1.Direção, velocidade e frequência do vento;

2.Diferenças de temperaturas de espaços exteriores e interiores.

RESFRIAMENTO EVAPORATIVO E UMIDIFICAÇÃO

Função: retirar calor calor do ar pela evaporação de água ou evapotranspiração das plantas e aumentar os níveis de umidade do ar.

MASSA TÉRMICA 

Função: a massa térmica pode ser utilizada para aquecer ou resfriar a edificação, dependendo do clima local onde se situem as zonas referidas.

• Os fechamentos absorvem calor tanto do exterior quanto do interior das edificações. A capacidade que cada material tem de armazenar este calor de um extremo ao outro , é denominada massa térmica.
• Os materiais mais espessos tendem a armazenar calor durante o dia e descartá-lo durante a noite quando as temperaturas são mais amenas.
• Massa térmica para aquecimento: utilizar fechamentos opacos mais espessos e diminuir áreas das aberturas orientando-as para o sol.
• Massa térmica para resfriamento – utilizar fechamentos opacos mais espessos e diminuir as áreas das aberturas, evitando a insolação direta.

AQUECIMENTO SOLAR PASSIVO

Função: consiste em utilizar a radiação solar direta ou indireta para o aquecimento dos ambientes internos

• Ganho Direto: possibilita o acesso da radiação solar diretamente ao interior da edificação, através de elementos zenitais (domus ou clarabóias) ou elementos laterais (janelas – ex: bay window ou paredes transparentes) gerando-se o efeito estufa.
• Ganho Indireto: possibilita o acesso da radiação solar a áreas adjacentes da construção, tais como jardins de inverno ou paredes de acumulação, com elevada massa térmica, que captam a radiação distribuindo-a indiretamente a ambientes internos.

AQUECIMENTO ARTIFICIAL OU AR CONDICIONADO

Função: quando não se consegue atingir as condições de conforto térmico utilizando os recursos naturais ou técnicas construtivas passivas é necessário recorrer a sistemas artificiais.

Premissas Básicas para projetos:

1.Garantir a estanqueidade dos ambientes evitando a infiltração do ar exterior;

2.Avaliar a eficiência energética dos aparelhos;

3.Prever isolamento térmico dos fechamentos da edificação – utilizar materiais mais compatíveis. EX; vidro duplo para fechamentos transparentes, materiais com baixa condutividade térmica, etc.

O CONFORTO TÉRMICO E A ECONOMIA DE ENERGIA

A radiação solar influência diretamente o conforto térmico nas edificações, o consumo de energia nos edifícios e o clima nas área urbanas. Sempre que o homem não consegue obter conforto naturalmente ele recorre a sistemas de refrigeração artificiais.

1.Orientação e forma da edificação: A orientação e a forma dos edifícios influem sensivelmente na quantidade calor por ele recebida, implica em menores consumos de energia e está associada à latitude do local onde se implanta o edifício (Mascaró, 1985).

2. Posicionamento e forma das aberturas: Deve favorecer a utilização da luz natural e propiciar o controle da radiação solar. O uso de proteções solares é um recurso importante para reduzir ganhos térmicos (Lamberts, 1997).

Proteções podem ser:

• Internas, cortinas, persianas, etc., porém não evitam o efeito estufa
• Externas: brises, platibandas , porém devem favorecer a penetração de luz natural desde que bloqueie a entrada de radiação solar direta

3. Controle da radiação solar pela vegetação – paisagismo integrado ao projeto: A utilização da vegetação, integrada ao espaço construído, pode atuar de maneira determinante nas questões que remetem à incidência direta da radiação solar e economia de energia, tanto na escala do edifício quanto na escala urbana.

4. Utilizar materiais opacos com albedo (refletância) e emissividade adequados ao clima: Os materiais com elevado albedo ou refletância e emissividade tendem a manter-se mais frios quando expostos a radiação solar, reduzindo assim o ganho de calor por superfícies opacas. Os materiais com baixo albedo e emissividade tendem a manter-se mais quentes quando expostos a radiação solar, aumentando os ganhos de calor em superfícies opacas. Controlar a entrada de radiação solar direta em edifícios utilizando fechamentos transparentes com maior eficiência espectral – principalmente em climas quentes ou controlando a entrada da radiação solar direta sem prejudicar a iluminação natural.

O CONFORTO TÉRMICO E AS ILHAS DE CALOR URBANAS

A remoção de vegetação nos centros urbanos, responsável pela redução das áreas sombreadas e do resfriamento evaporativo, e a utilização de superfícies pavimentadas e escuras como o asfalto ou coberturas de edificações com alta absorção da radiação solar, contribuem para o aumento das emissões de radiação térmica (onda longa) para o ar. O aumento das temperaturas urbanas tem sério impacto na demanda de energia para condicionamento de ar e nos índices de poluição atmosférica.

Dependendo de sua localização geográfica e clima predominante, podem beneficiar ou prejudicar o habitante urbano e o uso de energia.

As ilhas de calor não são apenas desconfortáveis, elas causam poluição atmosférica, que é causada por reações fotoquímicas no ar, que ocorrem principalmente em função do aumento de temperatura.

Estratégias para minimizar as ilhas de Calor Urbanas:

• Ampliar as áreas verdes e sombreadas;
• Utilizar materiais com elevado albedo* (refletância) e emissividade.

*Albedo é a refletância de um dado sistema a radiação solar

Fonte: Material dado em Aula