CONFORTO 1

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<p>Presidente da Mantenedora</p><p>Ricardo Benedito Oliveira</p><p>Reitor:</p><p>Dr. Roberto Cezar de Oliveira</p><p>Pró-Reitoria Acadêmica</p><p>Gisele Colombari Gomes</p><p>Diretora de Ensino</p><p>Prof.a Dra. Gisele Caroline</p><p>Novakowski</p><p>PRODUÇÃO DE MATERIAIS</p><p>Diagramação:</p><p>Alan Michel Bariani</p><p>Edson Dias Vieira</p><p>Thiago Bruno Peraro</p><p>Revisão Textual:</p><p>Camila Cristiane Moreschi</p><p>Danielly de Oliveira Nascimento</p><p>Fernando Sachetti Bomfim</p><p>Luana Luciano de Oliveira</p><p>Patrícia Garcia Costa</p><p>Produção Audiovisual:</p><p>Adriano Vieira Marques</p><p>Márcio Alexandre Júnior Lara</p><p>Osmar da Conceição Calisto</p><p>Gestão de Produção:</p><p>Cristiane Alves© Direitos reservados à UNINGÁ - Reprodução Proibida. - Rodovia PR 317 (Av. Morangueira), n° 6114</p><p>UNIDADE</p><p>3WWW.UNINGA.BR</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>SUMÁRIO DA UNIDADE</p><p>INTRODUÇÃO ................................................................................................................................... 4</p><p>CONCEITOS INICIAIS DA GEOMETRIA SOLAR E ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA ................... 5</p><p>CARTA SOLAR ................................................................................................................................ 10</p><p>CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................................................. 16</p><p>GEOMETRIA SOLAR</p><p>PROF. ME. BRUNO E. MAZETTO DOMINGOS</p><p>01</p><p>4WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>1</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>INTRODUÇÃO</p><p>Caro (a) graduando (a),</p><p>Você vai estudar nesta disciplina um dos fundamentos essenciais para sua futura prática</p><p>profissional: o Conforto Ambiental. Esse é um conteúdo que fará a diferença em sua formação,</p><p>pois atender e suprir as necessidades de um cliente antes, durante e após a finalização de um</p><p>projeto é, sem dúvida, um dos principais objetivos que se anseia.</p><p>Em busca de prover ao cliente e usuário a maior satisfação possível quanto ao conforto,</p><p>é preciso pensar, projetar e construir de maneira adequada e harmônica com a realidade do</p><p>local. O conceito de Conforto Ambiental é vinculado ao objetivo de propiciar ao usuário as</p><p>condições básicas e necessárias para habitabilidade de maneira prática e racional utilizando-se</p><p>os recursos disponíveis, por isso, deve-se projetar de maneira que se corresponda as solicitações</p><p>e necessidades condicionantes do meio ambiente, além de atender o cliente de maneira social,</p><p>cultural e econômica.</p><p>A temática do Conforto Ambiental abrange os conceitos e necessidades dos usuários</p><p>de acordo com os fenômenos físicos e estudos das condições térmicas, acústicas, energéticas,</p><p>luminosas que influenciam na organização e utilização do espaço. Com isso, deve-se projetar</p><p>levando em consideração as diretrizes, condições e especificidades climáticas do local, a luz</p><p>natural, orientações dos ventos predominantes, e implantações dos projetos com o objetivo de</p><p>propiciar através de uma correta noção de todas as particularidades do local em que o projeto</p><p>será inserido como: ruídos acústicos, incidência e orientação solar, direcionamento dos ventos,</p><p>vegetação e entorno existente.</p><p>Segundo Lamberts et al. (2014), o Conforto Ambiental e a Eficiência Energética estão</p><p>diretamente ligados e quando aplicados de maneira correta em relação ao projeto, espaço e clima,</p><p>podem propiciar até 70% de economia de energia. Neste cenário, o cliente torna-se um elemento</p><p>primordial para o conceito de Conforto Ambiental, é a partir dele que surgem as solicitações e</p><p>exigências necessárias para o projeto.</p><p>Porém, é preciso ter coerência neste processo, já que muitas vezes, é o anseio do cliente</p><p>que influencia o projetista a executar a obra de maneira precipitada e errônea. É preciso ressaltar</p><p>ao cliente que, em determinados casos, a tipologia de construção utilizada em um projeto de</p><p>referência pode não se enquadrar na região climática onde será implantado a obra. As construções</p><p>desenvolvidas para a região Sul do nosso pais, por exemplo, possuem características construtivas</p><p>e climáticas diferentes se comparados a outros projetos elaborados no Nordeste do Brasil.</p><p>Com base nessa breve introdução acerca dos conceitos que regem o Conforto Ambiental,</p><p>devemos sempre lembrar e destacar que: É o projeto que se adequa ao meio e não o inverso.</p><p>5WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>1</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>CONCEITOS INICIAIS DA GEOMETRIA SOLAR E</p><p>ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA</p><p>Nesse primeiro capítulo, nosso foco será um dos mais importantes alicerces da arquitetura</p><p>bioclimática: a Geometria Solar. Para que possamos compreender melhor este conceito, tomaremos</p><p>como base nosso país. No Brasil, grande parte do nosso território possui verões quentes e incidência</p><p>solar direta ao longo do ano, o que justifica a estratégia bioclimática de sombreamento como</p><p>uma das mais indicadas. De acordo com o software Analysis-BIO, desenvolvido pelot LABEEE</p><p>– Laboratório de Eficiência Energética em Edificações, a Tabela 1 abaixo apresenta o percentual</p><p>de necessidade de sombreamento e de insolação nas principais cidades brasileiras para que se</p><p>obtenha o estado de conforto. O percentual apresentado está relacionado a temperaturas do ar</p><p>acima de 20ºC e as horas de período diurno do ano – compreendido entre as 6h da manhã e 18h.</p><p>Tabela 1 – Percentual de necessidades de sombreamento e insolação em algumas cidades</p><p>brasileiras</p><p>Fonte: Lamberts et al. (2014)</p><p>Se compararmos os valores apresentados entre as cidades, é possível notar que a maioria</p><p>necessita de um grande percentual de sombreamento ao longo do ano, principalmente as cidades</p><p>localizadas na região Norte do país. Entretanto, cidades como Curitiba, Porto Alegre, São Paulo e</p><p>Florianópolis, localizadas mais ao Sul do Brasil, a porcentagem de necessidade de sombreamento</p><p>cai. Tal fato está relacionado com a característica climática dos locais que possuem invernos frios</p><p>e, consequentemente, necessitam do sol como fonte de calor para se atingir o conforto.</p><p>Contudo, não somente o calor é provido pelo sol, outro fator de extrema importância</p><p>para a arquitetura bioclimática, fornecida juntamente com a incidência térmica, é a luz natural</p><p>para o interior das edificações. Dessa forma, é imprescindível que, ao exigirmos a necessidade</p><p>de sombreamento de uma edificação, seja preciso distinguir os momentos exatos em que ela é</p><p>6WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>1</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>desejada, ou seja, nos períodos quentes do dia, normalmente durante a estação do verão, e nos</p><p>momentos onde ela é indesejada, como durante o frio do inverno e quando há a solicitação de</p><p>iluminação natural.</p><p>De acordo com Lamberts et al. (2014), em nosso pais, é indispensável que a arquitetura</p><p>se adapte à necessidade de sombreamento nos períodos quentes do verão e de incidência solar</p><p>no frio do inverno, porém, nem sempre isto acontece. Grande parte dos edifícios construídos</p><p>não levam em consideração as características climáticas do local e, mesmo quando utilizando</p><p>elementos de proteção solar, acabam fazendo de forma errônea. Quando observamos grande</p><p>cidades é comum notarmos arranha-céus com todas fachadas envidraçadas, o que resulta em um</p><p>espaço interno que não condiz com o esperado em uma arquitetura bioclimática, frio durante o</p><p>inverno e quente durante o verão.</p><p>Para que possamos compreender como podemos mudar estes princípios, é necessário</p><p>estudar alguns conceitos a respeito da geometria solar.</p><p>O SOL E SEU MOVIMENTO AO REDOR DA TERRA</p><p>Quando abordamos este tema, é preciso relembrarmos, além dos conceitos de movimento</p><p>da terra de rotação e translação ao redor do sol, princípios e noções sobre o que são solstícios e</p><p>equinócios e qual é sua influência no globo terrestre.</p><p>Ao observarmos o verão, fica fácil notarmos que as temperaturas são maiores do que se</p><p>comparadas com o inverno, pelo menos em regiões próximas a linda do Equador. Essa característica</p><p>acontece devido ao fato de o sol incidir de maneira mais constante durante o verão do que no</p><p>inverno. Nota-se que, durante o verão, os dias aparentam ser mais longos do que se comparados</p><p>com</p><p>CONVECÇÃO FORÇADA</p><p>Para realizar a medição dos valores de umidade relativa do ar (%) utilizamos o psicrômetro</p><p>(Figura 45). Este aparelho utiliza dois termômetros, um de bulbo seco e outro de bulbo úmido,</p><p>porém este último, possui uma abertura para ventilação forçada. Para realizar a medição, devemos</p><p>umedecer com água destilada o tudo cilíndrico de tecido da base do termômetro de bulbo úmido</p><p>e girar o psicrômetro por um minuto. Este processo fará com que o ar circule dentro do aparelho</p><p>e promova um acréscimo da evaporação da água contida no tecido, fazendo com que se resfrie a</p><p>temperatura medida no termômetro de bulbo úmido.</p><p>49WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>3</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Figura 45 – Psicrômetro giratório e digital. Fonte: Vision Equipamentos (2017).</p><p>A diferença de temperatura entre os dois termômetros contidos no aparelho,</p><p>posteriormente, será analisada com o auxílio da Carta Psicométrica para a respectiva umidade</p><p>relativa do ar (Figura 46). Na carta psicrométrica é possível compreender as transformações do</p><p>ar úmido, de acordo com as variações obtidas na leitura das diferenças de temperaturas.</p><p>Figura 46 – Carta psicrométrica para pressão atmosférica no nível do mar. Fonte: Lamberts et .al (2014).</p><p>Em relação a leitura da velocidade do ar (m/s), é utilizado o anemômetro. Os mais comuns</p><p>são o de copos, o de palhetas e o de fio quente, também conhecido como termoanemômetro</p><p>(Figura 47).</p><p>50WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>3</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Figura 47 –Anamômetros de fio quente, de aletas e de copos. Fonte: Google imagens (2017).</p><p>Normalmente, o anemômetro de copos é adotado em estações meteorológicas, por</p><p>conseguir captar em o vento em todas as direções. Já o aparelho elaborado com base em aletas</p><p>necessita ser posicionado no sentido de orientação do vento. Por fim, o termoanemômetro</p><p>consegue realizar, além das medições da direção, a intensidade do vento de maneira mais precisa</p><p>do que os outros dois modelos apresentados.</p><p>De maneira a conciliar todos os aparelhos apresentados para medição do conforto</p><p>térmico, os chamados Data Loggers reúnem em um único aparelho sensores para monitoração</p><p>das condições ambientais internas e externas. Seus sensores são capazes de medir as variações</p><p>ambientais de temperatura de bulbo seco (TBS), temperatura de bulbo úmido (TBU), umidade</p><p>relativa de ar (UR), temperatura de globo (TB) e velocidade do ar (Var). Geralmente, os modelos</p><p>de data loggers apresentam uma bateria interna que permite realizar as leituras e armazenagem</p><p>dos dados em um período de tempo desejado. Posteriormente, os dados podem ser facilmente</p><p>descarregados para um computador para realizar as análises.</p><p>De acordo com a ISO 7726:1998 - Ergonomics of the thermal environment -- Instruments</p><p>for measuring physical quantities, é necessário obter uma precisão de leitura de 0,2ºC nas</p><p>medições de temperaturas, entretanto, a maioria dos data loggers possui uma precisão de apenas</p><p>0,4ºC, e, por isso, não são aconselhados para algumas aplicações.</p><p>Ao abordamos o conceito de conforto térmico nos ambientes de trabalhos, o</p><p>bem-estar experimentado por um usuário é o resultado de uma somatória de</p><p>fatores de influência, que quando combinados corretamente, produzem uma</p><p>satisfação térmica ao usuário.</p><p>Neste livro, são apresentados e concentrados os estudos que promovem</p><p>a sensação de conforto térmico em ambiente interno e o autor aborda os</p><p>principais conceitos e definições em busca do equilíbrio das trocas de calor</p><p>geradas no espaço.</p><p>Disponível em:</p><p>http://www.fundacentro.gov.br/biblioteca/bibliotecadigital/download/</p><p>Publicacao/107/Conforto%20T%C3%A9rmico%20nos%20Ambientes%20</p><p>de%20Trabalho-pdf.</p><p>http://www.fundacentro.gov.br/biblioteca/bibliotecadigital/download/Publicacao/107/Conforto%20T%C3%A9rmico%20nos%20Ambientes%20de%20Trabalho-pdf</p><p>http://www.fundacentro.gov.br/biblioteca/bibliotecadigital/download/Publicacao/107/Conforto%20T%C3%A9rmico%20nos%20Ambientes%20de%20Trabalho-pdf</p><p>http://www.fundacentro.gov.br/biblioteca/bibliotecadigital/download/Publicacao/107/Conforto%20T%C3%A9rmico%20nos%20Ambientes%20de%20Trabalho-pdf</p><p>51WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>3</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>CONSIDERAÇÕES FINAIS</p><p>Conhecemos, nessa terceira unidade, os conceitos, variáveis, parâmetros e métodos de</p><p>análise para a realização de ensaios que comprovem o estado de conforto térmico para o usuário.</p><p>Através de softwares e instrumentos de análise, podemos atestar a qualidade de conforto de um</p><p>determinado espaço. A conciliação de instrumentos, softwares e métodos de análise asseguram</p><p>a confiabilidade de constatação de um processo tido como incerto, uma vez que este apresenta</p><p>inúmeras variáveis.</p><p>Cabe a você, futuro designer de interiores, a responsabilidade de avaliar e assegurar que</p><p>em seus projetos sejam atendidas todas as necessidades provenientes de seu cliente.</p><p>UNIDADE</p><p>52WWW.UNINGA.BR</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>SUMÁRIO DA UNIDADE</p><p>INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................................... 53</p><p>MACROCLIMA, MESOCLIMA E MICROCLIMA ..................................................................................................... 54</p><p>OS CLIMAS DO BRASIL ........................................................................................................................................... 55</p><p>BIOCLIMATOLOGIA APLICADA AO PROJETO ........................................................................................................ 56</p><p>PROGRAMA DE ANÁLISE BIOCLIMÁTICA– ANALYSIS-BIO ................................................................................ 63</p><p>PROPRIEDADES TÉRMICAS DOS ELEMENTOS CONSTRUTIVOS ...................................................................... 64</p><p>ABSORVIDADE, REFLETIVIDADE, TRANSMISSIVIDADE E EMISSIVIDADE ....................................................... 67</p><p>CONDUTIVIDADE TÉRMICA ................................................................................................................................... 68</p><p>RESISTÊNCIA TÉRMICA ......................................................................................................................................... 68</p><p>CONSIDERAÇÕES FINAIS ....................................................................................................................................... 73</p><p>CONFORTO TÉRMICO E O COMPORTAMENTO</p><p>TÉRMICO DAS EDIFICAÇÕES</p><p>PROF. ME. BRUNO E. MAZETTO DOMINGOS</p><p>04</p><p>53WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>4</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>INTRODUÇÃO</p><p>Mesmo após o entendimento da geometria solar, sistemas e dispositivos de proteção solar,</p><p>conceitos, métodos e diretrizes acerca do conforto térmico, devemos compreender sua aplicação</p><p>e efeitos na eficiência energética. Com o objetivo de integrar os sistemas naturais e artificiais em</p><p>busca do conforto ambiental, o designer deve saber diferenciar o custo/benefício em relação a</p><p>qual tipologia de sistemas deve ser implantada em um projeto.</p><p>A bioclimatologia visa aplicar os estudos do clima em função dos seres vivos, de forma a</p><p>conhecer os conceitos e diretrizes básicas que os cercam. Um bom projeto deve sempre levar em</p><p>consideração a realidade climática em que este está inserido. As técnicas bioclimáticas aplicadas</p><p>em um determinado projeto visam tirar o maior proveito dos recursos naturais disponíveis – sol,</p><p>vento, chuva – para utilização em sistemas de iluminação natural, resfriamento e aquecimento.</p><p>Entretanto, para uma correta aplicação deste princípio, é necessário compreendermos</p><p>primeiramente o clima em que este está inserido e posteriormente realizar os cálculos que</p><p>comprovem a eficiência desse sistema em relação ao conforto ambienta</p><p>54WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>4</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>MACROCLIMA, MESOCLIMA E MICROCLIMA</p><p>Quando elaboramos um projeto, é essencial compreendermos o espaço em que este</p><p>será implantado. Um dos principais</p><p>fatores de influência no momento de estudo do projeto, é a</p><p>compreensão do clima em que ele será inserido. Quando abordamos projetos em um pais como</p><p>o Brasil, a influência do clima em relação ao projeto é essencial, uma vez em que, no mesmo país,</p><p>possuímos climas completamente diferentes em um mesmo período do ano.</p><p>Para realizarmos uma análise mais detalhada do clima que circunda nosso projeto,</p><p>podemos subdividi-lo em três partes que se relacionam: Macroclima, Mesoclima e Microclima.</p><p>O macroclima, também chamado de clima regional, está relacionado as características</p><p>gerais de uma determinada região, descrevendo fatores climáticos e físicos tais como: incidência</p><p>solar, nuvens, temperaturas médias, umidade relativa do ar e precipitação.</p><p>O mesoclima, ou clima local, é compreendido como uma parcela de uma região do</p><p>macroclima que possui uma situação particular. Está relacionado a áreas menores do que se</p><p>comparadas com o macroclima. Nela, as condições climáticas podem ser afetadas por variáveis</p><p>como: vegetação, topografia, tipo do solo, obstáculos naturais ou artificiais (Figura 48).</p><p>Figura 48 – Mesoclimas. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Enfim, o microclima pode ser definido como a escala mais próxima ao nível da</p><p>edificação, podendo ser concebido e modificado pelo usuário. Esta tipologia pode ser</p><p>influenciada pelos elementos naturais ou artificiais que próximos ao entorno do projeto,</p><p>exemplo: Espelhos d’água, Varandas verdes, correta adoção de materiais na construção.</p><p>É essencial o estudo e compreensão dos níveis de escala do clima. Para a</p><p>elaboração de um projeto, devemos começar através da análise geral de um determinado</p><p>tipo de clima – Macroclima - que determinará tipologias e métodos construtivos para</p><p>um projeto, e, conforme evoluímos e detalhamos mais o processo, ao mesmo tempo,</p><p>devemos aprofundar nossos estudos e aplicações com o clima mais próximo – Mesoclima.</p><p>Por fim, buscamos o conforto ambiental através do Microclima.</p><p>55WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>4</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>OS CLIMAS DO BRASIL</p><p>Devido ao seu grande espaço territorial, o Brasil é cortado pela linha do equador e</p><p>do trópico de capricórnio, isso faz com que seu clima seja bastante variado. De acordo com o</p><p>Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), a Figura 49 apresenta a divisão do clima</p><p>brasileiro (Lamberts, et al. 2014).</p><p>Figura 49 – Mapa dos climas do Brasil. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Cada tipologia do clima apresentado acima possui características distintas:</p><p>• Clima Tropical: Caracterizado por verão quente e chuvoso e inverno quente e seco,</p><p>este clima possui temperaturas médias acima de 20ºC e amplitude térmica, isto é, a variação</p><p>entre temperaturas durante o ano é de 7ºC. Seu índice pluviométrico fica entre 1000mm/ano e</p><p>1500mm/ano.</p><p>• Clima Equatorial: Localizado em regiões próximas a linha do equador, esta região</p><p>compreende toda a Amazônia brasileira, possui verões e invernos quentes e chuvosos, sua</p><p>temperatura média fica entre 24ºC e 26ºC, com uma amplitude térmica anual de apenas 3ºC. O</p><p>indicie pluviométrico deste tipo de clima é bem distribuído, isto é, não possui períodos longo de</p><p>estiagem, e é compreendido em valores acima de 2500mm/ano, valores acima da média anual</p><p>brasileira.</p><p>• Clima Semiárido: Possui a característica de ser o clima mais seco do país com temperatura</p><p>média de 27ºC, verão e inverno quentes e secos. Sua amplitude térmica anual é baixa, em torno de</p><p>5ºC e seu índice de pluviosidade extremamente baixo, com valores anuais abaixo de 800mm/ano.</p><p>• Clima Subtropical: Caracterizado por temperaturas médias abaixo dos 20ºC e com uma</p><p>amplitude térmica anual, que oscila entre 9ºC e 13ºC, este clima possui um índice pluviométrico</p><p>bem distribuído ao longo do ano, com valores médios entre 1500mm/ano a 2000mm/ano. Seu</p><p>inverno é rigoroso em áreas com maior elevação, podendo ocorrer neve.</p><p>56WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>4</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>• Clima Tropical Atlântico: Este clima é predominante em toda a região costeira do Brasil,</p><p>sua temperatura média anual varia entre 18ºC e 26ºC, possui chuvas abundantes durante o ano</p><p>todo, com predominância no verão para as regiões mais ao sul e no inverno para as regiões</p><p>próximas ao equador. Entretanto, a amplitude térmica varia entre as regiões. Quanto maior</p><p>for a latitude, maior será a amplitude térmica anual, tal fator gera influencia quanto ao índice</p><p>pluviométrico desta tipologia de clima.</p><p>• Clima Tropical de Altitude: Este clima possui temperaturas médias em torno de 18ºC e</p><p>22ºC, com verão quente e chuvoso e invernos frios e chuvosos devido a presença da massa frias</p><p>oriundas da massa polar atlântica. Esse tipo de clima está presente nas regiões entre o norte do</p><p>estado do Paraná e sul do Mato Grosso do Sul.</p><p>BIOCLIMATOLOGIA APLICADA AO PROJETO</p><p>Segundo Frota (2001) e Lamberts et al. (2014), devemos conhecer os princípios básicos</p><p>a Bioclimatologia, estudo que aplica as relações entre o clima e os seres vivos e o ambiente</p><p>construído.</p><p>Na década de sessenta, os irmãos e arquitetos húngaros, Victor e Aladar Ogyay, realizaram</p><p>os primeiros estudos que combinavam a arquitetura e o meio ambiente inserido. Seus estudos</p><p>deram origem as discussões entre a relação da arquitetura e o clima. Em seus livros, “Design with</p><p>Climate” e “Architecture and Climate” surgiu pela primeira vez o termo “Bioclimatologia”.</p><p>Em seus estudos, os arquitetos discutem a inserção e influência de outras áreas de</p><p>conhecimento que devem ser levadas em conta na elaboração de projetos arquitetônicos, entre</p><p>eles a biologia, a topografia, a meteorologia a climatologia e a física.</p><p>A arquitetura assim concebida deveria incorporar, de maneira harmônica e adequada, o</p><p>meio ambiente em que estaria inserida, com o objetivo de ter construções que estejam integradas</p><p>ao clima, aos processos energéticos envolventes e que atendam às necessidades dos usuários</p><p>relação ao conforto térmico.</p><p>Aliado ao termo da bioclimatologia, os irmãos Olgyay, desenvolveram um diagrama</p><p>bioclimático que estabelece estratégias e adaptações da arquitetura ao clima. Esse diagrama ficou</p><p>conhecido como a Carta Bioclimática de Olgyay (Figura 50).</p><p>Figura 50 – Carta Bioclimática de Olgyay. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>57WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>4</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Entretanto, foi em 1979 que o arquiteto israelense Baruch Givoni, em seu livro “Homem,</p><p>Clima e Arquitetura”, após realizar modificações na proposta bioclimática dos irmãos Ogyay,</p><p>concebeu uma nova carta bioclimática. A proposta de Givoni tem como base a carta psicrométrica</p><p>e propõe diretrizes e estratégias construtivas de acordo com as condições externas do ambiente.</p><p>Para Givoni, o conforto térmico interno nas edificações não condicionadas está</p><p>diretamente ligado com a variação do clima externo e as sensações do usuário de acordo com a</p><p>experiência de uso. Comumente, pessoas que vivem em construções naturalmente ventiladas, sem</p><p>a necessidade de condicionamento, aceitam uma grande variação de temperatura e velocidade do</p><p>ar, o que comprova sua aclimatação. Em 1992, através de estudo mais recentes, Givoni modifica</p><p>sua proposta de carta bioclimática, que melhor se adequa a países em desenvolvimento, para isto,</p><p>foi necessária a modificação dos limites máximos de conforto.</p><p>A carta bioclimática (Figura 51) é elaborada com base no diagrama psicrométrico e</p><p>relaciona as variáveis de temperatura de bulbo seco, bulbo úmido, umidade relativa do ar e razão</p><p>de umidade. Através dela, o designer poderá ter indicações essenciais acerca da bioclimatologia</p><p>e estratégias que deverão ser adotadas em seus projetos futuros.</p><p>Figura 51 – Carta Bioclimática adotada para o Brasil. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>A seguir, serão explicadas as zonas bioclimáticas presentes na carta e suas respectivas</p><p>definições.</p><p>ZONA DE CONFORTO</p><p>Quando as condições climáticas condizem com esta zona, há uma grande probabilidade</p><p>de que as pessoas desfrutem de um estado</p><p>de conforto térmico no ambiente interno. De acordo</p><p>com os limites que demarcam esta zona, o organismo humano permanece em estado de conforto</p><p>térmico mesmo com uma alta variação de umidade relativa do ar – entre 20% e 80% - e de</p><p>temperatura – entre 18ºC e 29ºC.</p><p>Na Figura 52, podemos observar a zona de conforto, os pontos 1 e 2 em destaque</p><p>compreendem o limite inferior da temperatura do estado de conforto, devendo ser evitado o</p><p>impacto do vento, uma vez em que este possibilitaria a perda de calor de maneira demasiada,</p><p>produzindo o desconforto. A direita da linha tracejada na zona, apenas é possível o estado de</p><p>conforto térmico caso o ambiente esteja sombreado. Nas temperaturas que compreendem esta</p><p>zona, o limite superior do conforto é delimitado pela taxa de umidade relativa do ar de 80% -</p><p>pontos 2 e 3. Já nos pontos em destaque 4, 5 e 6, situados próximos da temperatura do limite</p><p>superior de 29ºC, é necessário que haja um controle da incidência da radiação solar direta sobre o</p><p>usuário do espaço, com o objetivo de prevenir o excesso de calor. Ao analisarmos esta situação de</p><p>58WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>4</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>acordo com o método de Fanger (1972), conclui-se que o conforto térmico apenas será possível</p><p>quando estes usuários estiverem protegidos do sol, na sombra, utilizando vestimentas leves e</p><p>adequadas e submetidas a pouca ventilação.</p><p>Figura 52 – Zona de conforto. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>ZONA DE VENTILAÇÃO NATURAL</p><p>Quando a temperatura ou umidade do ambiente interno ultrapassam o limite superior da</p><p>zona de conforto, a sensação de desconforto poderá ser amenizada com a adoção de um sistema</p><p>de ventilação natural (Figura 53).</p><p>Sistemas de ventilação cruzada, ventilação efeito chaminé e ventilação por diferença de</p><p>pressões, chamado também de ventilação dinâmica, são alguns exemplos de soluções que podem</p><p>ser abordadas em situações que ocorram o desconforto térmico nesta zona.</p><p>Em regiões onde predomina o clima quente e úmido, conforme demostra esta zona, a</p><p>ventilação cruzada é a maneira mais simples a ser adotada, porém, faz com que a temperatura</p><p>interna acompanhe a variação da temperatura externa, uma vez em que o ar exterior penetra a</p><p>área interna.</p><p>De maneira geral, os espaços externos devem sem amplos, com poucas barreias edificadas</p><p>para favorecer a boa distribuição e movimentação da massa de ar.</p><p>Figura 53 – Zona de ventilação. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>59WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>4</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Pode-se ainda dividir a zona de ventilação em duas partes (Figura 54), a ventilação</p><p>diurna e a ventilação noturna. Em regiões com temperatura superior a 29ºC e umidade relativa</p><p>do ar abaixo de 60%, é mais eficiente o resfriamento convectivo noturno (Figura 54). Esta</p><p>estratégia é recomendada em regiões áridas, com variação térmica entre 30ºC e 36ºC durante</p><p>o dia e temperaturas médias noturnas 20ºC. Nessas situações, aconselha-se evitar em demasia a</p><p>ventilação diurna, uma vez que o ar externo estaria mais quente que o interno, o que implicaria</p><p>em uma carga térmica adicional em períodos noturnos. O princípio bioclimático, de acordo com</p><p>Lamberts et al. (2014), está relacionado ao controle sobre a ventilação diurna, de forma a reduzir</p><p>o ingresso do ar quente e propiciar a ventilação noturna para tirar proveito do ar externo mais</p><p>fresco.</p><p>Figura 54 – Ventilação diurna e noturna. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Em regiões áridas, quando a temperatura diurna for superior a 36ºC, a ventilação</p><p>noturna perderá sua eficiência, sendo necessário a aplicação de outras estratégias e sistemas de</p><p>resfriamento, tais como: Ar condicionado, resfriamento evaporativo ou inércia térmica.</p><p>ZONA DE INÉRCIA TÉRMICA PARA RESFRIAMENTO</p><p>A inércia térmica, de maneira geral, é a capacidade que um determinado material tem</p><p>em armazenar o calor. Através dela ocorre o atraso térmico no sentido do fluxo de calor. Quando</p><p>aplicada em uma edificação, pode diminuir a variação da temperatura entre o interior e o exterior,</p><p>evitando os picos. Esta solução deve ser adotada em situações onde a temperatura e a umidade</p><p>relativa do estão dentro da área de abrangência da zona de inércia térmica (Figura 55).</p><p>Figura 55 – Zona de Inércia térmica para resfriamento. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>60WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>4</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Ao se utilizar esta estratégia, o ambiente apresentará as seguintes características:</p><p>• Durante o dia, todo o calor gerado na superfície externa de uma construção, através</p><p>da diferença de temperatura, é devolvido ao ambiente interno no período da noite, quando as</p><p>temperaturas externas abaixam.</p><p>• Durante o período noturno, a superfície é resfriada e mantém-se fria durante grande</p><p>parte do dia, possibilitando temperaturas internas menores que as externas.</p><p>Tal solução se enquadra perfeitamente em regiões onde o clima é predominantemente</p><p>quente e seco. A baixa umidade do ar faz com que haja uma elevada amplitude térmica, isto é,</p><p>altas temperaturas durante o dia e baixas temperaturas durante a noite.</p><p>Zona de Resfriamento Evaporativo e Umidificação</p><p>Quando a água evapora em um determinado ambiente, ela “rouba” o calor, fazendo com</p><p>que a temperatura abaixe e ao mesmo tempo aumenta a taxa de umidade relativa do ar neste</p><p>ambiente. Esta estratégia é amplamente adotada em regiões de climas extremamente secos e</p><p>quentes, tais como habitações árabes, onde as fontes dos pátios internos possibilitam a otimização</p><p>das condições de conforto providas pela resfriamento evaporativo e umidificação (Figura 56).</p><p>Figura 56 – Fonte d’água – Resfriamento evaporativo e umidificação. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Diante desta situação, é essencial que o espaço contemple uma boa ventilação, com</p><p>o objetivo de não acumular o vapor de água. Desta forma, é conveniente que o resfriamento</p><p>evaporativo seja utilizado apenas em locais onde a temperatura de bulbo úmido (TU) fique</p><p>abaixo dos 24ºC e a temperatura de bulbo seco não exceda os 44ºC (Figura 57).</p><p>61WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>4</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Figura 57 – Zona de resfriamento evaporativo. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Para situações onde a umidade relativa do ar estiver abaixo dos 30%, a temperatura de</p><p>bulbo úmido for inferior a 10,5ºC e a temperatura de bulbo seco não ultrapassar os 27ºC, haverá</p><p>desconforto provido pelo ar seco (Figura 58). Desta maneira, a umidificação ajudará a melhorar</p><p>a sensação de conforto. Aliado a uma baixa renovação do ar, é possível manter o vapor de água a</p><p>níveis confortáveis, exemplos: recipientes com água, vegetações e espelhos d’água.</p><p>Figura 58 – Zona de umidificação. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Zona de Aquecimento Solar</p><p>Em situações onde a temperatura de bulbo seco esteja situada entre 10ºC e 20ºC, o</p><p>aquecimento solar é utilizado como estratégia passiva para obtenção do conforto térmico (Figura</p><p>59).</p><p>62WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>4</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Figura 59 – Zona de aquecimento solar. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Quando a temperatura estiver entre os 10,5ºC e 14ºC, deve-se prever a utilização de um</p><p>sistema de aquecimento solar passivo com isolamento térmico. Nesta situação, o isolamento</p><p>térmico evita as perdas de calor de maneira em demasia.</p><p>O edifício sob estas condições deverá incorporar, além das estratégias de aquecimento</p><p>solar, uma orientação solar adequada, com aberturas envidraçadas voltadas para o sol, aberturas</p><p>zenitais controláveis (possibilidade de fechamento).</p><p>Quando houver temperaturas entre 14ºC e 20ºC, além do aquecimento solar passivo,</p><p>pode-se adotar a inércia térmica nas vedações, de forma a compensar as baixas temperaturas</p><p>pelo armazenamento do calor solar nas paredes, que posteriormente, será devolvido ao ambiente</p><p>interno no período mais frio, geralmente a noite.</p><p>ZONAS DE CONDICIONAMENTO ARTIFICIAL COM ISOLAMENTO TÉRMICO</p><p>Em regiões de clima extremo – quente ou frio – onde a temperatura ultrapasse</p><p>de maneira</p><p>rigorosa os limites da zona de conforto, somente a aplicação dos sistemas passivos de conforto</p><p>não serão suficientes. Nas zonas compreendidas entre a temperatura de bulbo seco acima de</p><p>44ºC e a de bulbo úmido superior a 24ºC (Figura 60), será necessário a utilização de um sistema</p><p>artificial para o aquecimento ou resfriamento.</p><p>Figura 60 – Zona de condicionamento artificial. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>63WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>4</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Vale lembrar que em ambas as zonas, tanto para aquecimento artificial com isolamento</p><p>térmico, quanto para refrigeração, recomenda-se a associação dos dois sistemas – artificial e</p><p>passivo – devido à redução de consumo de energia no espaço.</p><p>ZONA DE SOMBREAMENTO</p><p>A zona de sombreamento é uma estratégia extremamente importante para o Brasil</p><p>devido ao seu clima ser predominantemente quente ao longo do ano todo. Tal estratégia</p><p>deverá ser implantada sempre que a temperatura de bulbo úmido for superior a 20ºC, mesmo</p><p>quando em situações onde seja constatado a zona de conforto (Figura 61). Como estratégia de</p><p>sombreamento, pode-se destacar a utilização dos seguintes exemplos: brises, beirais, pergolados,</p><p>marquises, sacadas, persianas, venezianas, orientação adequada ao projeto e o uso de vegetação.</p><p>Figura 61 – Zona de sombreamento. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>PROGRAMA DE ANÁLISE BIOCLIMÁTICA</p><p>– ANALYSIS-BIO</p><p>Para um levantamento das estratégias bioclimáticas a serem adotadas em um projeto</p><p>em uma determinada região, somente conhecer dados sobre o clima brasileiro não é suficiente.</p><p>É necessário fazer a análise bioblimática do local a partir dos dados climáticos disponíveis. A</p><p>maneira ideal e mais fácil é através dos dados do Ano climático de Referência (TRY). Os arquivos</p><p>com os estes dados podem ser obtidos através do Instituto Nacional de Meterologia – INMET,</p><p>disponível no link: www.inmet.gov.br. Caso não se disponha do TRY, podemos utilizar as Normais</p><p>Climatológicas, que possuem os valores médios para várias localidades do Brasil.</p><p>Com o intuito de facilitar a análise bioblimática, o software Analysis-BIO, desenvolvido</p><p>pela UFSC (Universidade Federal de Santa Catarina), realiza o traçado climático de cidades</p><p>brasileiras que possuam os dados no formato TRY, CSV ou XLS, diretamente na carta bioclimática</p><p>de Givoni (Figura 62). Nela, estão dispostas as noves principais zonas climáticas, que através de</p><p>uma interface interativa, apresentam as características climáticas desta localização. O programa</p><p>também elabora relatórios, em formato de texto, que fornecem os dados quantitativos para cada</p><p>estratégia a ser adota.</p><p>64WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>4</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Figura 62 – Software Analysis-BIO, com um exemplo de análise climática. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>PROPRIEDADES TÉRMICAS DOS ELEMENTOS</p><p>CONSTRUTIVOS</p><p>Cada material e elemento construtivo se comporta termicamente de maneira diferente de</p><p>acordo com suas propriedades térmicas. Para que seja possível analisarmos e compararmos um</p><p>determinado material, utilizaremos tabelas e equações obtidas na norma pertinente ao assunto,</p><p>a NBR 15220-2:2005 – Desempenho térmico em edificações. Nessa norma são demonstrados os</p><p>cálculos de resistência térmica de materiais homogêneos e heterogêneos, capacidade térmica,</p><p>transmitância térmica, fator solar e atraso térmico.</p><p>TROCAS TÉRMICAS ÚMIDAS E SECAS</p><p>O conforto ambiental nas edificações é matéria cada vez mais presente e discutida nos</p><p>congressos que estudam o ambiente construído e suas relações com o homem, procurando</p><p>aprimorar a qualidade de vida para as pessoas.</p><p>Sabe-se que quando dois materiais ou corpos possuem diferença de temperatura, o que</p><p>possuir a temperatura mais baixa tenderá a absorver a temperatura mais alta até que ambos</p><p>estejam na mesma temperatura. A este processo dá-se o nome de trocas térmicas. As trocas</p><p>térmicas entre materiais ou corpos acontecem devido a dois fatores físicos:</p><p>• Existência de temperaturas diferentes entre dois corpos;</p><p>•Mudança de estado de agregação do material.</p><p>Para entendermos melhor cada processo que possa envolver esta ação, iremos dividir as</p><p>trocas térmicas em dois tipos: Trocas térmicas secas e trocas térmicas úmidas.</p><p>As trocas térmicas úmidas envolvem mudanças de estado de agregação, entre eles:</p><p>Evaporação e condensação. A evaporação pode ser definida pela troca térmica que envolve</p><p>mudança de fase, do estado líquido para o estado gasoso. Durante a evaporação do líquido, é</p><p>“roubado” calor do corpo. Exemplo: O suor do corpo que se transforma em vapor d’água. Por</p><p>sua vez, a condensação é troca térmica decorrente da mudança do estado gasoso do vapor d’água</p><p>contido no ar para o estado líquido (é o chamado “ponto de orvalho”). Exemplo: A umidade</p><p>excessiva no ar que se precipita em forma de gotas de chuva.</p><p>65WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>4</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>As trocas secas envolvem materiais ou elementos que possuam diferença de temperaturas.</p><p>As propriedades físicas que possibilitam esse tipo de troca térmica são: Radiação, condução</p><p>e convecção. A radiação pode ser definida como um mecanismo de troca térmica entre dois</p><p>corpos, que guardam entre si uma distância qualquer, através de sua capacidade de emitir ou</p><p>absorver energia térmica. Na arquitetura, a radiação solar que entra pelas aberturas é absorvida,</p><p>em parte, pelas superfícies do chão e das paredes, convertendo-se em energia térmica. Desta</p><p>forma, a radiação incidente sempre terá uma parcela refletida e outra absorvida de acordo com</p><p>o tipo de material e elemento (EQ7). Sendo: α = absortividade e ρ = refletividade, teremos a</p><p>seguinte equação:</p><p>EQ7 – Absorção e Refletividade</p><p>α + ρ = 1</p><p>A condução térmica pode ser definida como a troca de calor entre dois corpos sólidos</p><p>que se tocam, ou mesmo entre partes de um corpo que estão a temperaturas diferentes. Exemplo:</p><p>o calor que flui através de uma parede com superfícies com temperaturas diferentes. A velocidade</p><p>da troca de calor por condução dependerá:</p><p>• Da diferença de temperatura entre as superfícies que trocam calor;</p><p>• Das áreas e da distância entre estas superfícies (espessura do componente);</p><p>• Da densidade do material;</p><p>• Da condutividade térmica do material através do qual se conduz o calor.</p><p>Por fim, a convecção é a troca de calor entre dois corpos em que o calor é transferido por</p><p>um corpo fluido (líquido ou gasoso). Exemplo: Ar frio (mais denso) que desce do aparelho de ar</p><p>condicionado e resfria o ar do ambiente (menos denso), gerando um movimento de massas de ar.</p><p>O sentido do fluxo de calor sempre ocorrerá a partir da troca térmica entre a superfície</p><p>mais quente para a superfície mais fria.</p><p>FECHAMENTOS OPACOS E TRANSPARENTES</p><p>Uma das principais formas de ganhos térmicos em um ambiente acontece através de</p><p>uma parcela da radiação transmitida para seu interior. Uma vez que entendermos os conceitos</p><p>de transmissão de calor e comportamento térmicos dos fechamentos, será possível dimensionar</p><p>e especificar corretamente os materiais e aberturas em nossos projetos.</p><p>Os elementos construtivos podem ser divididos em fechamentos opacos e fechamentos</p><p>transparentes. A seguir iremos compreender o funcionamento de cada um deles:</p><p>Em um sistema de fechamento opaco, segundo Lambert et al. (2014), a transmissão do</p><p>calor ocorre sempre que houver a alteração de temperatura entre a superfície externa e a interna.</p><p>Em uma situação onde a temperatura do ar externo esteja maior que a interna, o sentido do fluxo</p><p>do calor penetra através do fechamento de maneira com que a temperatura da superfície interna</p><p>aumente até que seja atingido o equilíbrio térmico entre elas.</p><p>Como forma se prevenir a transferência de calor entre as duas superfícies, materiais,</p><p>como a cortiça, o isopor, a lã de vidro e o concreto celular, atuam como isolantes térmicos. Tais</p><p>materiais possuem uma baixa densidade, isto é, possuem grandes quantidade de ar em seus</p><p>poros. O ar, por sua vez, possui uma baixa condutividade</p><p>térmica, que pode ser entendida como</p><p>a capacidade/velocidade de se transmitir o calor.</p><p>66WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>4</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Entretanto, outra característica importante que deverá ser considerada nos fechamentos</p><p>opacos é a sua Inércia Térmica, isto é, a capacidade de um material ou elemento de armazenar</p><p>o calor. Quanto maior for sua inércia térmica, maior será o calor retido, que por consequência</p><p>poderá ser transmitido para a superfície mais fria (Figura 63).</p><p>Figura 63 – Inércia térmica. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Em um sistema de fechamento transparente, podem ocorrer os três tipos básicos de</p><p>trocas térmicas: radiação, condução e radiação.</p><p>Os fechamentos transparentes são responsáveis pelas principais trocas térmicas em uma</p><p>edificação as quais são possibilitadas através das janelas, claraboias, aberturas e qualquer outro</p><p>elemento transparente em um projeto.</p><p>Nos materiais transparentes, a radiação é o principal fator que contribui para a</p><p>transmissão do calor para o interior da construção, uma vez em que a transparência é o que</p><p>permite a incidência direta dos raios do sol, o material absorve parte do calor e posteriormente</p><p>irradia o calor armazenado para o interior (Figura 64).</p><p>Figura 64 – Radiação transmitida, absorvida e refletida pelo vidro. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>67WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>4</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>ABSORVIDADE, REFLETIVIDADE, TRANSMISSIVIDADE</p><p>E EMISSIVIDADE</p><p>De acordo com o material ou elemento construtivo, o desempenho em relação a radiação</p><p>térmica incidente pode ser diferente, uma vez em que, esta radiação poderá ser transmitida,</p><p>refletida, ou mesmo absorvida e posteriormente se reemitida para o interior. Conforme vimos,</p><p>a equação da absortividade e refletividade, é uma característica dos materiais opacos. Para os</p><p>materiais transparentes deve-se acrescentar a equação, os valores acerca da transmissividade (τ),</p><p>o que dará origem a equação EQ8.</p><p>EQ8 – Absorção e Refletividade para materiais transparentes</p><p>α + ρ + τ = 1</p><p>Segundo Lamberts et al. (2014), ao analisarmos a absortividade, percebemos que os</p><p>materiais de construção são seletivos à radiação de onda curta (radiação solar) e a principal</p><p>característica responsável por isto é a cor superficial deste material. Um material escuro tende</p><p>a absorver uma maior parcela de radiação incidente quando comparado a um material mais</p><p>claro e essa radiação absorvida, posteriormente, será reemitida. A propriedade térmica que</p><p>rege a emissão da radiação para o ambiente interno é a emissividade (ε). Na Tabela 4, obtida</p><p>com os dados da norma NBR 15220-2:2005, são apresentados os valores de absortividade e de</p><p>emissividade de alguns materiais e cores:</p><p>Tabela 4 – Absortividade (α) e emissividade (ε) de alguns matérias e cores.</p><p>Fonte: NBR 15220-2 (2005).</p><p>68WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>4</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>A emissividade de cada material é responsável por determinar a quantidade de energia</p><p>térmica que é emitida por unidade de tempo. Tal característica ocorre na camada superficial</p><p>do material emissor. Ao interpretarmos a tabela, é possível observar por exemplo, que o tijolo</p><p>aparente possui uma absortividade de 80% da energia incidente sobre ela, refletindo os 20%</p><p>restantes, sua emissividade, entretanto, é de 95%, o que compreende em um material com grande</p><p>potencial de transmissão de calor por radiação.</p><p>CONDUTIVIDADE TÉRMICA</p><p>A capacidade de um material conduzir com maior ou menor facilidade o calor por</p><p>unidade de tempo é chamada de condutividade térmica (λ) e está relacionada com a densidade</p><p>do material em questão. A Tabela 5 apresenta alguns valores de condutividade térmica para</p><p>alguns materiais.</p><p>Tabela 5 – Condutividade térmica de alguns materiais.</p><p>Fonte: NBR 15220-2. (2005).</p><p>Observe que, quanto menor for a densidade de um material, menor será sua condutividade</p><p>térmica. Tal característica é responsável por determinar materiais com a função de isolantes</p><p>térmico.</p><p>RESISTÊNCIA TÉRMICA</p><p>A resistência térmica (R) pode ser definida como a característica de um material em</p><p>resistir à passagem do calor. Esta característica também está relacionada a espessura deste</p><p>material, uma vez em que, quanto maior for, melhor será a resistência oferecida à passagem do</p><p>calor. A condutividade térmica (λ) do material quanto maior for, maior será a quantidade de</p><p>calor transmitida entre a superfície, o que impactaria negativamente em um sistema com função</p><p>de isolante térmico. Em situações onde o material for homogêneo, podemos utilizar a equação</p><p>EQ9, que irá determinar a sua resistência térmica.</p><p>EQ9 – Resistência térmica – materiais homogêneos</p><p>Onde:</p><p>R = Resistência térmica do material (m²K/W)</p><p>69WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>4</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>L = Espessura do material (m)</p><p>λ = Condutividade térmica do material (W/mK)</p><p>Entretanto, em materiais heterogêneos, aqueles que são compostos por mais de um tipo</p><p>de material, a resistência térmica total é calculada através da soma das resistências térmicas de</p><p>cada um dos elementos que o compõe. Esta somatória é representada na equação EQ10:</p><p>EQ10 – Resistência térmica – materiais heterogêneos</p><p>Onde:</p><p>Rt = Resistência térmica do material (m²K/W)</p><p>Lx = Espessura do material “x” (m)</p><p>λx = Condutividade térmica do material “x” (W/mK)</p><p>RESISTÊNCIA TÉRMICA SUPERFICIAL</p><p>A resistência térmica superficial está relacionada com as trocas térmicas por radiação e</p><p>convecção entre a superfície do material em questão e as características térmicas do meio que</p><p>o circunda. Esta resistência poderá ser subdividida em resistência superficial externa (Rse) e</p><p>resistência superficial interna (Rsi) e a tipologia a ser adotada será de acordo com a limitação do</p><p>material em relação ao meio interno ou externo.</p><p>Como vimos, o sentido do fluxo sempre será da superfície mais quente para a mais fria,</p><p>desta forma, supondo que a temperatura do meio exterior seja maior que a do meio interior, a</p><p>superfície externa, através da convecção e radiação, irá transmitir o calor para o meio interno. A</p><p>Tabela 6 apresenta os valores da resistência superficial, de acordo com o sentido do fluxo de calor.</p><p>Tabela 6 – Resistência térmica superficial</p><p>Fonte: NBR 15220-2 (2005).</p><p>Ao analisarmos a tabela, podemos considerar o sentido do fluxo de calor na direção</p><p>horizontal, quando este for aplicado para paredes, e quando o fluxo de calor for na direção vertical,</p><p>geralmente em coberturas, o sentido do fluxo irá depender do meio com a maior temperatura.</p><p>Com o objetivo de ilustrar as equações e fatores apresentados até agora, a Figura 65</p><p>apresenta a resolução de um sistema heterogêneo, onde deseja-se conhecer a resistência térmica</p><p>total de uma parede de tijolos maciços rebocada.</p><p>70WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>4</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>EXEMPLO:</p><p>(Dados: R reb= 0,015 m Rtij= 0,11)</p><p>Figura 65 – Resistência térmica de uma parede de tijolos maciços. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Desta maneira, a equação da resistência térmica total poderá ser compreendida na EQ11:</p><p>EQ11 – Resistência térmica total</p><p>Onde:</p><p>RT = Resistência térmica toral (m²K/W)</p><p>Rse = Resistência superficial externa</p><p>Rsi = Resistência superficial interna</p><p>Lx = Espessura do material “x” (m)</p><p>λx = Condutividade térmica do material “x” (W/mK)</p><p>RESISTÊNCIA TÉRMICA DE CÂMARAS DE AR</p><p>Com o objetivo de se reduzir as trocas térmicas em um fechamento opaco, deve-se</p><p>empregar materiais de caixa condutividade térmica ou elaborar um sistema de fechamento</p><p>composto por múltiplas camadas, podendo uma delas ser composta por somente ar, material</p><p>este com um baixo índice de condutividade térmica. A tabela 7 apresenta a resistência térmica de</p><p>câmaras de ar não ventiladas, sua leitura deverá ser feita da esquerda para a direita. O primeiro</p><p>passo é descobrir qual a emissividade da superfície da câmara de ar, posteriormente deverá ser</p><p>estipulada a espessura da câmara de ar existente e, por fim, descobre-se o sentido do fluxo de</p><p>calor que</p><p>transpassa o elemento.</p><p>71WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>4</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Tabela 7 – Resistência térmica para câmaras de ar não ventiladas</p><p>Fonte: NBR 15220-2 (2005).</p><p>EXEMPLO:</p><p>Figura 66 – Resistência térmica de uma parede dupla com câmara de ar. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>TRANSMITÂNCIA TÉRMICA</p><p>A transmitância térmica pode ser compreendida como o inverso da resistência térmica,</p><p>ela é a variável mais importante para a avaliação do desempenho de um sistema de fechamento.</p><p>É através dela que podemos avaliar o comportamento térmico de um fechamento em relação a</p><p>transmissão de calor, observando a quantidade de calor que atravessa o fechamento. A equação</p><p>EQ12 define a transmitância térmica.</p><p>EQ12 – Transmitância térmica</p><p>Onde:</p><p>U = Transmitância térmica</p><p>Rt = Resistência térmica total (m²K/W)</p><p>72WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>4</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>DENSIDADE DE FLUXO DE CALOR</p><p>Um dos objetivos principais de um designer de interiores na determinação de um tipo</p><p>de fechamento é prevenir as perdas de calor em demasia no inverno e também evitar os ganhos</p><p>excessivos de calor no verão. No inverno, onde a temperatura interna é maior que a externa,</p><p>podemos dizer que o fluxo de calor é obtido pela equação EQ13.</p><p>EQ13 – Densidade do fluxo de calor</p><p>q = U x Δt</p><p>onde:</p><p>q = densidade de fluxo de calor (W/m²)</p><p>U = transmitância térmica (W/m²K)</p><p>Δt = diferença de temperaturas internas e externas (K)</p><p>TEMPERATURA SOLAR</p><p>Em momento em que haja a incidência solar direta no fechamento, pode ser ocasionado</p><p>o crescimento da temperatura da superfície externa. Neste caso, para compensar tal acréscimo,</p><p>acrescenta-se na equação de fluxo de calor, a temperatura Sol-Ar (τ sol-ar), que está relacionada</p><p>com a quantidade de radiação solar que a superfície recebe, de acordo com sua cor, conforme</p><p>demostra a equação EQ14.</p><p>EQ14 – Densidade do fluxo de calor</p><p>Onde:</p><p>α = absortividade da superfície externa do fechamento</p><p>I = radiação solar (W/m²)</p><p>Rse = Resistência superficial externa (m²K/W)</p><p>A radiação solar é função da orientação do fechamento, da latitude do local, do dia do</p><p>ano e da hora do dia. Ela é obtida através do Ano climático de Referência (TRY), disponível no</p><p>site do INMET.</p><p>FLUXO DE CALOR</p><p>Por fim, após obtida a densidade do fluxo de calor (q) de um material ou fechamento,</p><p>podemos calcular a quantidade e intensidade do fluxo de calor (Q) que penetra o ambiente</p><p>interno, em watts, de acordo com a área desse mesmo material ou fechamento. Esta relação é</p><p>demostrada através da equação EQ15:</p><p>EQ15 – Fluxo de calor</p><p>Q = q x A</p><p>Onde:</p><p>q = densidade do fluxo de calor (W/m²)</p><p>A = área do fechamento em questão (m²).</p><p>73WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>4</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>CONSIDERAÇÕES FINAIS</p><p>Ao final destas 4 unidades, foi possível compreendermos os princípios básicos acerca</p><p>da questão do conforto térmico e sua relação com a bioclimatologia. Através das definições dos</p><p>fatores e variáveis, é possível avaliarmos e quantificarmos de maneira qualitativa a sensação do</p><p>conforto térmico. É fundamental ressaltarmos que para uma elaboração correta de uma proposta</p><p>de projeto, a análise do clima e das solicitações do usuário são de extrema importância.</p><p>Com base nas normas e equações pertinentes ao assunto, foi possível compreendermos</p><p>a relação entre as propriedades físicas dos materiais e as diretrizes básicas do conforto térmico.</p><p>Cabe agora a você graduando, o papel de conscientizar o usuário e qualificar o espaço de maneira</p><p>com que este atenda as necessidades físicas e técnicas de acordo com a função do espaço.</p><p>74WWW.UNINGA.BR</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>REFERÊNCIAS</p><p>FANGER, P. O. Thermal Comfort: analysis and applications in environmental engineering.</p><p>McGraw-Hill, New York, USA, 1972.</p><p>FROTA, A.; SCHIFFER, S. R. Manual de conforto térmico. 7.ed. São Paulo: Studio Nobel, 2003.</p><p>GIVONI, B. Comfort, climate analysis and building design guidelines. In: Energy and Building,</p><p>vol. 18, july, 1992.</p><p>IBGE. Mapa dos climas do Brasil. 2016. Disponível em: . Acesso em:</p><p>20 jan. 2018.</p><p>LAMBERTS et al. Eficiência energética na arquitetura – 3º Edição. São Paulo: PW Editores,</p><p>2014.</p><p>LAMBERTS, R.; Triana, M. A. Tecnologias para construção habitacional mais sustentável.</p><p>Relatório número 1: Estado da Arte, capitulo 3, Energia. Projeto FINEP 2386/04, São Paulo, 2006.</p><p>o inverno. Tal fato acontece em dois momentos opostos durante o ano e representam os</p><p>extremos do período de incidência solar e essas ocasiões recebem, respectivamente, os nomes de</p><p>solstício de verão e inverno – maior tempo de trajetória solar (verão) e menor tempo de trajetória</p><p>solar (inverno) – e acontecem normalmente nos dias 21 de dezembro e 21 de junho.</p><p>Estes eventos são ocasionados devido a inclinação de 23,5º que existe entre o eixo de</p><p>rotação e o plano de translação da Terra em torno do sol (Figura 1). Desta maneira, no dia 21 de</p><p>dezembro, temos o maior período de incidência solar sobre o plano terrestre para o hemisfério</p><p>sul e o menor período de incidência solar para o hemisfério norte.</p><p>Figura 1 – Trajetória da terra ao redor do sol (translação) com o ângulo de inclinação do eixo norte-sul,</p><p>solstícios e os equinócios para o hemisfério sul. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>7WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>1</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>A partir da linha do Equador – ângulo de latitude 0º, se acrescentarmos o ângulo de</p><p>inclinação de 23,5º para o hemisfério sul e norte damos origem aos Trópicos de Capricórnio e</p><p>de Câncer respectivamente. Dessa maneira, segundo Lamberts et al. (2014), os trópicos têm suas</p><p>respectivas latitudes com eixo de inclinação idêntico ao de inclinação do globo terrestre, o que</p><p>por sua vez ocasiona em períodos de insolação onde o sol passa em um ângulo perpendicular</p><p>ao do plano terrestre. No dia 21 de dezembro, por exemplo, as cidades localizadas neste ângulo</p><p>de latitude, no hemisfério sul, recebem os raios solares de maneira perpendicular à Terra, o que</p><p>ocasiona em uma incidência solar “a pino”.</p><p>Se no dia 21 de dezembro no hemisfério sul temos o solstício de verão, no dia 21 de junho</p><p>temos a posição oposta à sua órbita ao redor do sol, o que gera o período de solstício de inverno.</p><p>Tal fator propicia, por exemplo, nas regiões com latitude superior ao Círculo Polar Antártico - 66°</p><p>33′ 46″ S e Círculo Polar Ártico - 66° 33′ 46″ N, 24h de noite e 24h de sol respectivamente. Nesse</p><p>mesmo dia, o Sol atinge o hemisfério norte, no Trópico de Capricórnio, e incide em um ângulo</p><p>perpendicular à Terra.</p><p>Por fim, nos dias 21 de setembro e 21 de março, temos períodos em que o dia e a noite</p><p>possuem o mesmo número de horas de incidência solar. Isto acontece devido ao fato da Terra</p><p>estar na metade de sua translação em torno do sol. Nestes períodos, para a região Sul do globo</p><p>terrestre, temos no dia 21 de março, o equinócio de outono e, dia 21 de setembro, o equinócio de</p><p>primavera. Já no hemisfério norte, ocorre o contrário, no dia 21 de março e 21 de setembro, temos,</p><p>respectivamente, os equinócios de primavera e outono. Enquanto isto, na linha do Equador, a</p><p>trajetória solar atinge seu ápice e incide perpendicularmente à Terra durante os dois equinócios</p><p>(LAMBERTS, et al., 2014).</p><p>POSIÇÃO DO SOL</p><p>Ao observarmos um corpo celeste no céu, a sua posição em relação ao plano do horizonte</p><p>de um observador pode ser facilmente determinada através de dois ângulos: o azimute e a altura.</p><p>A Figura 2 nos mostra um esquema de como devemos fazer a leitura destes dois ângulos. Nela,</p><p>a altura da estrela consiste no ângulo que é formado entre o plano do horizonte e a posição da</p><p>estrela, já o azimute pode ser medido através do ângulo formado a partir do Norte geográfico, em</p><p>sentido horário, e a projeção da estrela no plano horizontal.</p><p>Entretanto, é preciso lembrar que ambos os ângulos irão variar de acordo com a latitude</p><p>em que o observador se encontra, a hora em que é medido ângulo e o dia do ano. Tal processo é</p><p>fundamental para a correta implantação e análise de sistemas de proteção solar.</p><p>Você sabia que em cidades localizadas na latitude de 23,5º Norte ou Sul, nos</p><p>períodos de equinócio de Verão em horários em que o sol está “a pino” nós não</p><p>projetamos sombras?</p><p>Este é um fenômeno que pode ocorrer em horários próximos as 12h. No momento</p><p>em que o sol atinge seu ápice.</p><p>Leia ainda mais em: PAULA, André Salvador, Dias sem sombra. 1996. Disponível</p><p>em:http://www.cdcc.usp.br/cda/sessao-astronomia/2001/dias-sem-</p><p>sombra-10132001.ppt</p><p>8WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>1</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Figura 2 - Altura e azimute de um corpo celeste. Fonte: MAST (2017).</p><p>HORÁRIO LOCAL E HORÁRIO SOLAR</p><p>Quando utilizamos a carta solar para estudos e projetos de proteção solar, é fundamental</p><p>a compreensão da diferença entre o horário local e o horário solar. De acordo com Lamberts et</p><p>al. (2014), a diferença entre os dois tipos de horário está relacionada através de uma equação com</p><p>variação anual, conforme ilustra a Figura 3.</p><p>Figura 3 – Variação anual da equação da hora. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>9WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>1</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Para que possamos calcular esta diferença entre o horário solar e a hora local podemos</p><p>utilizar a equação EQ-1 abaixo:</p><p>EQ-1 - HS = HL – EH – λ + FH</p><p>Onde:</p><p>HS = Horário solar (utilizado na carta solar)</p><p>HL = Horário local</p><p>EH = Equação da hora (valor obtido de acordo com a figura 3)</p><p>λ = Correção da longitude em relação ao meridiano de Greenwich – devemos considerar</p><p>uma diferença de uma hora para cada 15º de longitude e 4 minutos para cada grau adicional – o</p><p>valor deve ser negativo para locais a oeste de Greenwich, ou seja, todo o Brasil.</p><p>FH = Diferença do fuso horário da cidade a ser estudada a carta solar em relação ao eixo</p><p>de Greenwich (Exemplo: Florianópolis = +3)</p><p>Vamos praticar. Com base na Figura 4, vamos calcular o horário solar para a cidade de</p><p>Florianópolis (Latitude 27º35’48’’S e Longitude 48º32’47’’O - Sul poderá ser escrito com sinal</p><p>negativo, ou seja, - 27º 35’ 48’’ assim como a Longitude que está a Oeste do eixo de Greenwich)</p><p>no dia de solstício de verão (21 de dezembro), as 15h do horário local.</p><p>Figura 4 – EH para o dia 21 de dezembro, igual a -2,5 minutos. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Observe que, na Figura 4, o valor para EH, no dia 21 de dezembro, será de -2,5 minutos.</p><p>Já o valor para a correção da longitude (λ) será de 3h14min (1h para cada 15º de longitude e de</p><p>4min para cada 1º adicional e, devido ao fato de estar localizada a oeste do eixo de Greenwich,</p><p>este horário receberá o sinal de negativo). Dessa maneira, teremos:</p><p>HS = HL – EH – λ + 3</p><p>HS = 15h – (-2,5min) – 3h14min + 3h</p><p>HS = 15h – 11,5min</p><p>HS = 14h48min 30s</p><p>Sendo assim, quando for elaborado um estudo para a carta solar de Florianópolis no dia</p><p>21 de dezembro as 15h do horário local, devemos lembrar que o horário solar estará diferente em</p><p>11,5 min a menos. Sendo assim, caso se queira realizar um estudo com as sombras corretas as</p><p>15h, devemos marcar na carta solar o horário de 15h11min30s deste dia.</p><p>10WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>1</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>CARTA SOLAR</p><p>Quando elaboramos um projeto ou estudo de um sistema de proteção solar, é necessário</p><p>conhecer exatamente qual é o ângulo de azimute e altura solar em cada horário que desejamos</p><p>analisar. Para isso, é necessário saber analisar a carta solar referente ao local de estudo, pois varia</p><p>de acordo com a latitude onde está situado o projeto. Sendo assim, Lamberts et al. (2014) e Frota</p><p>(2001) explicam que a carta solar se torna uma ferramenta essencial no processo de elaboração e</p><p>análise de proteções solares uma vez que esta informa ao projetista dados como: incidência solar</p><p>através de aberturas, proteção solar oriunda do entorno existente e eficiências de sombreamento</p><p>das proteções solares em determinadas orientações.</p><p>Para a correta leitura da carta solar, devemos sempre a interpretar de acordo com as</p><p>projeções das trajetórias solares na abóbada celeste ao longo do ano. Existem diversos métodos</p><p>de realizar a interpretação da carta e os mais conhecidos são o equidistante, o ortográfico e o</p><p>estereográfico. Dentre os três métodos, o que possibilita maior assimilação dos dados e facilidade</p><p>de correlação é o estereográfico (Figura 5). Segundo Frota (2001), os três métodos são eficientes,</p><p>porém,</p><p>cada um deles possui sua característica diferencial.</p><p>Figura 5 – Projeções das cartas solares. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Neste vídeo, o professor Gabriel Augustus explica a diferença entre Hora Legal</p><p>e Hora Solar Verdadeira. Essa aula mostra, de forma didática e objetiva, os</p><p>conceitos e definições acerca do tema.</p><p>Disponível em:</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=MYVKYNpDYCw</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=MYVKYNpDYCw</p><p>11WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>1</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>O método de projeção solar equidistante é elaborado pelo desenho de círculos concêntricos</p><p>equidistantes, relacionados as alturas solares, onde serão traçadas as projeções das trajetórias</p><p>solares.</p><p>O método ortográfico representa de maneira clara como os pontos existentes na abóbada</p><p>celeste são visualizados e como são elaborados o posicionamento dos círculos de altura solar no</p><p>plano do horizonte. Vale destacar que este método apresenta uma dificuldade quanto a obtenção</p><p>dos valores dos ângulos de altura solar localizados próximos ao horizonte, uma vez em que, os</p><p>círculos de representação, devido a forma de elaboração deste diagrama, acabam se concentrando</p><p>próximos da extremidade da carta solar.</p><p>A carta solar com projeção estereográfica, através da projeção dos pontos da abóbada</p><p>celeste no ponto teórico nadir (nadir seria o ponto mais baixo aos pés do observador, o oposto</p><p>ao zênite celeste). Os círculos da altura solar deste método são marcados onde as projeções que</p><p>interceptam o nadir colidem com o plano horizontal.</p><p>Se analisarmos um dia qualquer em que o sol percorre a abóboda celeste, teremos o que</p><p>chamamos de projeção solar a qual é representada em uma linha curva no plano do horizonte,</p><p>onde são marcadas as horas do dia. A curvatura desta linha está diretamente ligada a latitude do</p><p>local onde foi realizada a análise (Figura 6).</p><p>Figura 6 – Projeções das cartas solares. Fonte: Lamberts et al. (2014) – modificado pelo autor.</p><p>Se traçássemos as linhas de projeção solar no dia 21 de cada mês, durante o dia todo,</p><p>teríamos a representação no plano do horizonte de 12 linhas. Porém, visualmente só notaríamos</p><p>7 linhas distintas. Isto ocorre devido ao fato de o sol passar pela mesma trajetória solar duas vezes</p><p>ao ano, com exceção nos períodos de solstício de verão e inverno. Tal fato ocorre nos equinócios</p><p>de 21 de março e 21 de setembro, onde a trajetória solar é a mesma.</p><p>Contudo, devemos ressaltar que as linhas das trajetórias solares são diretamente ligadas</p><p>a latitude em que se situa o local de análise. Para cada latitude diferente, teremos, portanto, uma</p><p>carta solar diferente. A Figura 7 demostra a diferença de projeção das linhas solares conforme a</p><p>variação da latitude.</p><p>12WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>1</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Figura 7 – Projeções das cartas solares – Equador, Trópico de Capricórnio, Círculo Polar Antártico e Polo</p><p>Sul. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Ao observamos os exemplos apresentados acima, notamos que a linha de projeção do</p><p>solstício de verão – 21 de dezembro – é mais longa do que as demais, ou seja, ela possui mais</p><p>hora de sol do que se comparada com a linha do solstício de inverno – 21 de junho – e linha de</p><p>projeção dos equinócios localiza-se entre os dois solstícios (Figura 8).</p><p>Figura 8 – Trajetória solar. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>13WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>1</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Dessa maneira, para que possamos completar a carta solar de maneira exata, é necessário</p><p>representar apenas uma malha com os possíveis ângulos de altura solar e azimute. A partir daí,</p><p>traçaremos linhas radiais para auxiliar na correta leitura do ângulo do azimute, este que, deve ser</p><p>tomado no sentido horário a partir do Norte (Figura 9).</p><p>Figura 9 – Carta solar para a Latitude de 27,6º Sul – Florianópolis-SC. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Por fim, para realizarmos a correta leitura de uma carta solar, devemos saber interpreta-</p><p>la. Nela podemos, portanto, coletar as informações da trajetória solar, hora do dia, altura solar,</p><p>azimute solar e o número de horas de sol em um determinado período. A Figura 10 apresenta</p><p>como as linhas da carta solar se organizam e que cada uma delas define.</p><p>Figura 10 – Leitura da carta solar. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>APLICAÇÕES DA CARTA SOLAR</p><p>Agora que compreendemos o funcionamento da carta solar e como fazemos para</p><p>interpretá-la, veremos que existem uma série de aplicações práticas que irão auxiliar o projetista</p><p>de design a determinar de maneira fácil e exata períodos de sombreamento e insolação. A Figura</p><p>11 apresenta um exemplo de um edifício e sua respectiva sombra no dia 21 de março, as nove</p><p>horas, com ângulo de altura solar de 39º e Azimute de 67º.</p><p>14WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>1</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Figura 11 – Possibilidades de análise de sombreamento do entorno com auxílio da carta solar. Fonte:</p><p>Lamberts et al. (2014).</p><p>Ao observamos o exemplo, temos duas maneiras de calcular o sombreamento do entorno.</p><p>Na primeira opção o comprimento da onda é calculado através da equação EQ-2:</p><p>EQ-2 SOMBRA = h/TgH</p><p>Onde:</p><p>h = Altura do edifício</p><p>TgH = Tangente da altura solar</p><p>Na segunda opção, a altura solar é calculada por meio da representação do entorno em</p><p>escala utilizando instrumentos de desenho (transferidor e escalímetro), e através do auxílio do</p><p>ângulo da altura solar.</p><p>Normalmente, é realizada a análise para os dois períodos de solstícios – verão e inverno –</p><p>juntamente com o equinócio. Desta maneira, temos assim uma breve representação com a maior</p><p>possibilidade de sombreamento, utilizando o menor numero de cálculos e desenhos possíveis.</p><p>Este método possibilita uma leitura abrangente da situação em que o projeto se situa. Porém, para</p><p>um detalhamento maior da realidade local, deve-se tomar como principio básico o levantamento</p><p>de pelo menos três horários para cara um destes distas, de preferencias um horário pela manhã,</p><p>outro ao meio-dia e um no período da tarde, comumente, adotamos os seguintes horários: 8h,</p><p>12h e 16h.</p><p>Outra aplicação vastamente utilizada por projetista é a análise de numero de horas de sol</p><p>durante um determinado dia de acordo com a latitude e carta solar adotada. Para isto, devemos</p><p>escolher o dia e conhecer o horário do nascer do sol e do pôr do sol. Na Figura 12, podemos</p><p>observar que no dia 21 de dezembro o sol começa a nascer por volta das 5h15min e se põe às</p><p>15WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>1</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>18h40min. Portanto, neste dia temos 13h25min de sol. No solstício de inverno, no dia 21 de</p><p>junho, o sol nasce aproximadamente as 6h50min e se põe às 17h10min, contabilizando um total</p><p>de apenas 10h25min de sol. O solstício de inverno é o dia do ano com menor duração e o solstício</p><p>de verão o dia mais longo do ano e tal fator está diretamente ligado a quantidade de luz solar que</p><p>incide no plano do horizonte durante estes dias.</p><p>Figura 12 – Análise de horas de sol. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Por fim, além da análise de sombreamento do entorno e o estudo da quantidade de horas</p><p>de sol, através da análise da carta solar, podemos desenhar a projeção da penetração dos raios do</p><p>sol no interior de um ambiente em um determinado dia e hora específicos. Sua maior influência</p><p>de estudo é a constatação na incidência solar direta em certo ponto de um ambiente interno,</p><p>contudo, pode-se utilizar esta informação para evitar que o sol penetre em um determinado</p><p>horário.</p><p>Para este procedimento, Lamberts et al. (2014) afirmam que é apenas necessário a</p><p>utilização dos valores dos ângulos de alturas e azimutes solares e recomenda-se planificar o</p><p>ambiente para que se facilite o processo.</p><p>A Figura 13 demonstra uma situação em que o sol penetra o ambiente no dia 21 de junho</p><p>as 9h, com uma altura solar de 24º e ângulo de azimute de 47º. Após a representação da linha de</p><p>penetração dos raios solares nas paredes e piso do ambiente, deve-se apenas preencher o espaço</p><p>entre os limites da janela nas</p><p>paredes e planta.</p><p>16WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>1</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Figura 13 – Análise de penetração do sol para o dia 21 de junho às 9h. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>CONSIDERAÇÕES FINAIS</p><p>Nessa unidade, trabalhamos a aplicação e análise da carta solar, um instrumento essencial</p><p>para quem busca um projeto que se adeque ao clima, visando os conceitos de conforto ambiental</p><p>e arquitetura bioclimática.</p><p>Em regiões onde o clima é predominantemente quente, devemos evitar a penetração</p><p>dos raios solares de maneira direta e excessiva nos ambientes internos, de maneira com que a</p><p>construção não receba ganhas demasiados de calor.</p><p>Para que possamos proteger a construção, seja a parte externa ou interna, podemos</p><p>trabalhar com vegetações ou elementos e sistemas de proteção solar, entretanto é imprescindível</p><p>o conhecimento da carta solar. Nela, vimos que é possível, de uma maneira prática, determinar a</p><p>posição do sol, quantidade de horas de incidência solar, projeção da sombra em um determinado</p><p>dia do ano em uma localização qualquer. Para isso tudo, é necessário apenas conhecermos alguns</p><p>conceitos e princípios da geometria solar.</p><p>Neste vídeo, são apresentados os princípios básicos estudados nesta unidade</p><p>acerca da utilização da Carta Solar.</p><p>Disponível em:</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=AcPssWnTKKw</p><p>UNIDADE</p><p>17WWW.UNINGA.BR</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>SUMÁRIO DA UNIDADE</p><p>INTRODUÇÃO ............................................................................................................................................................ 18</p><p>TRANSFERIDOR DE ÂNGULOS ............................................................................................................................... 19</p><p>ANÁLISE DE INSOLAÇÃO E SOMBREAMENTO DE ............................................................................................... 21</p><p>OBSTRUÇÕES E ABERTURAS ................................................................................................................................. 21</p><p>PROTEÇÕES SOLARES ............................................................................................................................................ 23</p><p>DESENVOLVIMENTO DE PROTEÇÕES SOLARES ................................................................................................. 28</p><p>CONSIDERAÇÕES FINAIS ....................................................................................................................................... 33</p><p>GEOMETRIA SOLAR</p><p>PROF. ME. BRUNO E. MAZETTO DOMINGOS</p><p>02</p><p>18WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>2</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>INTRODUÇÃO</p><p>Caro (a) graduando (a),</p><p>Nessa unidade 2, daremos continuidade ao estudo da geometria solar, entretanto, nosso</p><p>foco agora será trabalhar e analisar os dados assimilados na unidade anterior e aplicá-los em</p><p>estudos e propostas de projetos de sistemas de proteção solar.</p><p>Segundo Frota (2001), grande parte das vezes, ao analisarmos a quantidade de horas de</p><p>incidência solar sobre uma superfície em determinadas épocas do ano, constatamos que esta é</p><p>excessiva. Com o objetivo de prevenir que as superfícies transparentes, translúcidas e as aberturas</p><p>recebam esta incidência solar em demasia, podemos utilizar sistemas e dispositivos de proteção</p><p>solar. Este tipo de solicitação de problema é recorrente em nosso país, porém, constantemente</p><p>vemos projetos com péssima orientação solar, grandes centros urbanos repletos de arranha-céus</p><p>com todas suas fachadas recobertas de vidros e tantos projetos que renegam a climatologia do</p><p>local.</p><p>Saber dimensionar o tipo de um dispositivo de proteção solar que será implantado em</p><p>um projeto que atenda a eficácia desejada é um dos nossos desafios. Tal sistema ou dispositivo</p><p>de proteção solar necessita ser capaz de proteger uma determinada superfície ou abertura de</p><p>maneira eficaz, de forma em que barre a incidência da radiação solar direta sobre elas, diminuindo</p><p>o ganho de calor.</p><p>19WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>2</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>TRANSFERIDOR DE ÂNGULOS</p><p>Conforme vimos anteriormente, a carta solar será um instrumento essencial para auxiliar</p><p>no dimensionamento e projeto de sistemas e dispositivos de proteção solar. Outro instrumento</p><p>que irá facilitar tal processo é o chamado “transferidor de ângulos”. Sua função é converter</p><p>os ângulos de elementos construtivos, como brises, obstruções, aberturas, proteções solares,</p><p>vegetação, entre outros, em linhas de proteção da geometria da carta solar, o que torna o processo</p><p>de projeto e análise de sistema e dispositivos de proteção solar mais rápido e fácil.</p><p>O transferidor de ângulos (Figura 14) somente será eficiente quando este possuir a</p><p>mesma dimensão da carta solar utilizada. Sua forma consiste em um círculo com linhas curvas</p><p>e radias, que representam os possíveis ângulos a serem abordados no projeto ou análise. Através</p><p>do transferidor de ângulos será possível determinar a chamada máscara de sombra, elemento</p><p>que é composto por duas ou mais linhas do transferidor de ângulos e será fundamental para</p><p>a compreensão da eficiência de um sistema ou dispositivo de proteção solar. Entretanto, para</p><p>compreendermos seu funcionamento, primeiramente, é preciso conhecer os três principais tipos</p><p>de ângulos existentes, o “α” (alfa), “β” (beta) e o “γ” (gama).</p><p>Figura 14 – Transferidor de ângulos. Fonte: Lamberts et al. (2014), modificado pelo autor.</p><p>O ÂNGULO α</p><p>Este ângulo é compreendido entre o plano horizontal e um plano vertical, possui valores</p><p>entre 0º e 90º, sendo o menor valor quando o plano se encontra na linha do horizonte e o maior</p><p>quando o plano atinge o zênite. A partir do momento em que o plano se afasta do zênite em</p><p>direção ao horizonte (Figura 15), diminuímos o valor do ângulo α. Seu traçado é representado</p><p>por uma linha curva que atravessa do lado esquerdo ao direito e representa a projeção da linha de</p><p>incidência solar no ponto conhecido como nadir. O ângulo alfa auxiliará a carta solar no traçado</p><p>de linhas horizontais da máscara de sombra sobre uma determinada superfície.</p><p>20WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>2</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Figura 15 – Traçado do ângulo α no transferidor de ângulos. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>O ÂNGULO β</p><p>O ângulo β está relacionado com o azimute da aresta do círculo através de uma linha</p><p>radial. Seu valor está compreendido entre 0º e 360º, podendo ser subdivido em valores entre 0º</p><p>e 90º em cada um dos quatro quadrantes ao longo do transferidor de ângulos. O ângulo beta</p><p>auxiliará a carta solar no traçado de linhas verticais da máscara de sombra sobre uma determinada</p><p>superfície (Figura 16).</p><p>Figura 16 – Traçado do ângulo β no transferidor de ângulos. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>21WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>2</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>O ÂNGULO γ</p><p>Por fim, o ângulo γ tem o seu traçado similar ao ângulo α, diferenciando apenas em uma</p><p>rotação de 90º (Figura 17). Sua função é delimitar os ângulos α e β, auxiliando no processo de</p><p>traçado de bordas ortogonais que dão origem estes ângulos.</p><p>Figura 17 – Traçado do ângulo γ no transferidor de ângulos. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>ANÁLISE DE INSOLAÇÃO E SOMBREAMENTO DE</p><p>OBSTRUÇÕES E ABERTURAS</p><p>Após compreendermos o funcionamento do transferidor de ângulos e como ele se organiza,</p><p>devemos montar a nossa máscara de sombras de uma obstrução ou aberturas de acordo com a</p><p>solicitação do problema. Após este processo, é necessário posicionar a máscara de sombra obtida</p><p>sobre a carta solar de acordo com a latitude do projeto e analisar o sombreamento provocado.</p><p>Os períodos da carta solar onde estiverem projetadas as incidências dos ângulos obtidos serão os</p><p>momentos onde teremos sombreamento, ou também chamado de proteção total, o restante que</p><p>estiver fora deste período poderá ser divido entre proteção parcial e proteção nula ou inexistente</p><p>(FROTA, 2001).</p><p>Na Figura 18, podemos observar a aplicação deste processo em uma situação problema</p><p>em que se espera descobrir a</p><p>eficiência do sombreamento do edifício sobre o ponto “P”. Observe</p><p>que sempre deverá existir pelo menos dois ângulos que compõem a máscara de sombras, neste</p><p>caso, temos β1 com ângulo de 54,5º e β2 com ângulo de 31º, posteriormente, α1 com ângulo de</p><p>63,4º e, apesar de não houver necessidade de representação, note que α2 possui um ângulo de 0º.</p><p>22WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>2</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Figura 18 – Máscara de sombras aplicada em um edifício. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Ao analisarmos a carta solar de acordo com a latitude onde o projeto está inserido e após</p><p>a sobreposição da máscara de sombras, percebemos que, durante o período de solstício de verão</p><p>– 21 de dezembro, a partir das 14h15min, o sol não incide mais no ponto “P”; nos equinócios, a</p><p>incidência deixa de existir próximo das 13h50min e, no solstício de inverno, essa incidência solar</p><p>apenas desaparecerá as 16h30min.</p><p>Para uma situação de uma abertura, onde futuramente será proposto um sistema</p><p>de proteção solar, é preciso, inicialmente, descobrir os períodos de incidência solar. Para isto</p><p>devemos elaborar uma máscara de penetração solar (Figura 19).</p><p>REFLITA</p><p>A respeito das proteções solares e a latitude onde se insere o projeto:</p><p>A mesma proteção solar funciona em diferente localidade?</p><p>Seu tamanho varia?</p><p>Podemos utilizar o mesmo sistema de proteção em projetos com orientações</p><p>diferentes?</p><p>Sempre será necessário ter proteção total do sol?</p><p>E nos períodos de inverno, devemos proteger os ambientes da incidência solar</p><p>direta?</p><p>23WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>2</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Figura 19 – Máscara de penetração solar em uma abertura. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Devemos sempre considerar os dois ângulos alfas de incidência solar e seus limites, que</p><p>são determinados pelos dois ângulos betas. Com base nestes dados, será elabora a máscara de</p><p>penetração solar.</p><p>Note que nesta situação, a mancha amarela representa a máscara de penetração do sol e</p><p>apresenta todos os períodos em que a luz penetra através da abertura. Ao analisarmos a carta solar</p><p>sobreposta com a máscara de penetração solar, observamos que o sol apenas adentra o espaço</p><p>entre o solstício de inverno e os equinócios, já no solstício de verão a orientação da posição do</p><p>sol impede com que este entre no ambiente. Durante os equinócios, ao observarmos a máscara</p><p>de insolação, constamos a incidência solar entre as 10h40min e as 13h20min enquanto durante o</p><p>período de solstício de inverno, o sol apenas penetra o ambiente no horário próximo ao meio-dia.</p><p>PROTEÇÕES SOLARES</p><p>Após estudarmos estas técnicas de sombreamento e penetração solar, podemos dar</p><p>continuidade ao processo de elaboração de projetos de proteções solares em aberturas. Para isto,</p><p>utilizaremos os três principais tipos de ângulos abordados o “α” (alfa), “β” (beta) e o “γ” (gama).</p><p>Com eles será possível criarmos elementos de proteção solar horizontais e verticais. Vamos lá?</p><p>Proteção Solar Horizontal</p><p>Ao projetarmos um elemento de proteção solar horizontal, devemos primeiramente</p><p>entender suas características principais:</p><p>• Obstrução da visão do céu, de maneira parcial ou total;</p><p>• Proteção contra chuvas sem vento;</p><p>• Possibilidade de aberturas das janelas em períodos chuvosos.</p><p>De maneira geral, sua eficiência acontece quando o sol se encontra entre o zênite (90º) e</p><p>o ângulo α que é obtido através da medição da extremidade da borda da proteção solar e a parte</p><p>interior do peitoril da abertura (Figura 20).</p><p>24WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>2</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Figura 20 – Proteção solar e a obtenção do ângulo α. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Porém, devemos lembrar que nunca vamos elaborar um sistema ou elemento de proteção</p><p>solar apenas com base em um ângulo, caso isto aconteça, teríamos uma proteção solar de</p><p>borda infinita. A proteção solar necessita de pelo menos outros dois ângulos para que possa ser</p><p>delimitado o seu início e fim, isto dará origem ao nosso dimensionamento. Adota-se, então, por</p><p>exemplo, dois ângulos γ, medidos através das bordas laterais da proteção solar até o peitoril do</p><p>lado da abertura mais próxima (Figura 21).</p><p>Figura 21 – Proteção solar e a obtenção do ângulo γ. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>25WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>2</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Após a obtenção dos ângulos, vamos elaborar a máscara de sombreamento final que</p><p>deverá ser disposta sobre a máscara solar de acordo com a latitude do local do projeto com</p><p>base nos ângulos obtidos, neste caso, iremos tomar como exemplo a carta solar da cidade de</p><p>Florianópolis-SC (Figura 22).</p><p>Figura 22 – Proteção solar horizontal e máscara de sombreamento. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Ao analisarmos a situação apresentada acima, nota-se que esta fachada voltada para</p><p>noroeste possui um sombreamento apenas em um curto período durante o solstício de verão, que</p><p>decai conforme os dias se aproximam dos períodos de equinócio. Nesta situação, durante todo o</p><p>período de incidência solar entre as 15h até o pôr-do-sol, o ambiente sofreria com a penetração</p><p>dos raios de sol no ambiente, o que possivelmente geraria um ganho demasiado de carga térmica.</p><p>PROTEÇÃO SOLAR VERTICAL</p><p>O sistema de proteção solar vertical está associado ao ângulo β de incidência solar. Ao</p><p>adotarmos tal proteção (Figura 23), devemos saber que observando o elemento, ao se posicionar</p><p>no lado interno e olhar para o lado externo, o sistema de proteção localizado a nossa direita irá</p><p>gerar o ângulo de proteção β1 com base no sistema de proteção disposto no lado esquerdo, e o</p><p>elemento de proteção β2 terá seu ângulo de proteção baseado no lado direito.</p><p>Geralmente, as proteções verticais são compostas por placas fixadas nas bordas laterais</p><p>da abertura, podendo ou não ser espaçadas entre elas. Usualmente, este sistema é utilizado para</p><p>proteção solar quando o sol está entre a linha da fachada e o ângulo β.</p><p>26WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>2</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Figura 23 – Proteção solar vertical e ângulo de sombreamento β. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Entretanto como já mencionado, o ângulo β também necessita de um ângulo que limite</p><p>sua abrangência, de maneira com que este não se torne “infinito”, geralmente, o ângulo adotado</p><p>como limite será o ângulo γ, que é obtido através do ângulo gerado entre a borda superior da</p><p>proteção solar e o horizonte, no ponto superior da abertura da janela mais distante da proteção</p><p>(Figura 24).</p><p>Figura 24 – Proteção solar vertical e ângulo de limitação γ. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Da mesma forma como no sistema de proteção solar horizontal, após a obtenção dos</p><p>ângulos é necessário elaborar a máscara de sombreamento final que deverá ser disposta sobre</p><p>a máscara solar de acordo com a latitude do local do projeto com base nos ângulos obtidos.</p><p>Tomaremos como exemplo novamente a carta solar da cidade de Florianópolis-SC (Figura 25).</p><p>27WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>2</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Figura 25 – Proteção solar vertical – máscara de sombreamento. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Ao observamos a máscara de sombreamento gerada nesta situação, nota-se que ela é</p><p>composta pela área compreendida entre os ângulos β e γ. Nessa situação, a fachada estaria voltada</p><p>para predominantemente para o sul, o que gera uma proteção para o ambiente durante o período</p><p>do sol poente no solstício de verão. Nesta situação, durante todo o período de incidência solar</p><p>anterior as 17h, momento em que o sol possui uma altura solar maior, poderia ser adotado para</p><p>solucionar este problema, juntamente com este sistema, um elemento de proteção solar horizontal</p><p>com base no ângulo α, gerando assim o que chamamos de sistema de proteção solar misto.</p><p>Na arquitetura brasileira, as soluções mais usuais de brises são aquelas</p><p>moldadas em concreto ou argamassa armada, com lâminas horizontais, verticais</p><p>ou combinadas — bem como cobogós e elementos vazados em cerâmica, muito</p><p>comuns no início do modernismo no Brasil.</p><p>A valorização dessa solução passou</p><p>a caracterizar a arquitetura nacional com forte repercussão internacional, em</p><p>função da influência de arquitetos como Oscar Niemeyer, Rino Levi, Le Corbusier</p><p>e outros arquitetos contemporâneos”</p><p>Disponível em: https://www.aecweb.com.br/cont/m/rev/brises-controlam-</p><p>incidencia-de-luz-e-garantem-conforto-termico-a-edificacao_9317_0_1</p><p>https://www.aecweb.com.br/cont/m/rev/brises-controlam-incidencia-de-luz-e-garantem-conforto-termico-a-edificacao_9317_0_1</p><p>https://www.aecweb.com.br/cont/m/rev/brises-controlam-incidencia-de-luz-e-garantem-conforto-termico-a-edificacao_9317_0_1</p><p>28WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>2</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>DESENVOLVIMENTO DE PROTEÇÕES SOLARES</p><p>Quando abordamos o tema de desenvolvimento de proteções solares, é necessário saber,</p><p>primeiramente, qual a necessidade de sombreamento ou de incidência solar para o ambiente</p><p>interno em estudo, lembrado sempre que a orientação do projeto e localidade de implantação são</p><p>fatores cruciais nas tomadas de decisões que nortearam nossa proposta.</p><p>Além dos cuidados básicos apresentados acima, deve-se levar em consideração a carga</p><p>térmica interna gerada no ambiente, pois pode fazer com que a temperatura interna seja superior</p><p>a externa, o que demandaria uma solicitação de sombreamento mesmo quando a temperatura</p><p>externa for inferior a 20ºC.</p><p>A Figura 26 representa a necessidade de sombreamento de acordo com a carga térmica</p><p>interna do ambiente.</p><p>Figura 26 – Solicitação de sombreamento em função da carga térmica interna do ambiente. Fonte:</p><p>Lamberts et al. (2014).</p><p>Para ilustrar os conceitos e definições apresentados até o momento, utilizaremos como</p><p>exemplo uma situação problema apresentada para a cidade de Florianópolis-SC, conforme a</p><p>Figura 27.</p><p>Como forma de auxiliar a elaboração dos estudos e análises acerca dos sistemas</p><p>de proteção solar o LABEEE fornece em seu site, 2 softwares gratuitamente:</p><p>• Analysis BIO: Programa que auxilia no processo de adequação de edificações</p><p>ao clima local.</p><p>• Analysis SOL-AR: Programa gráfico que auxilia no processo de obtenção da</p><p>carta solar de acordo com a latitude desejada.</p><p>Disponíveis em: http://www.labeee.ufsc.br/downloads/softwares</p><p>http://www.labeee.ufsc.br/downloads/softwares</p><p>29WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>2</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Figura 27 – Carta solar para a cidade de Florianópolis nos períodos de 21 de dezembro a 21 de junho.</p><p>Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Para que se possa projetar uma proteção solar de forma eficiente devemos tentar ao</p><p>máximo bloquear a região de necessidade de sombreamento total, utilizando os ângulos α, β e γ.</p><p>Após o levantamento da situação problema, será necessário sobrepor a máscara de</p><p>sombreamento sobre a carta solar e traçar através do transferidor de ângulos as curvas que</p><p>comprem os ângulos α, β e γ com o objetivo de bloquear totalmente a mancha de sombreamento</p><p>total. Deve-se tomar o cuidado de não bloquear a região de necessidade de insolação total.</p><p>De forma a exemplificar a situação problema apresentada, iremos demostrar 2 maneiras</p><p>de buscar solucionar a solicitação de proteção solar para uma abertura localizada na fachada</p><p>noroeste.</p><p>Primeiramente, a Figura 28 demonstra a possível solução para a necessidade de</p><p>sombreamento e insolação desejada.</p><p>30WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>2</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Figura 28 – Primeira proposta de um brise para a fachada noroeste para a cidade de Florianópolis. Fonte:</p><p>Lamberts et al. (2014).</p><p>A princípio foram adotados os ângulos de proteção α (90º e 45º) e γ (40º) como forma de</p><p>bloqueio do período de necessidade de sombreamento total. Nota-se que um pequeno período</p><p>de insolação indesejada foi permitido penetrar no espaço, isto foi concedido devido ao fato de</p><p>que, se aumentássemos a abrangência do ângulo α, iríamos proteger períodos além do necessário.</p><p>Posteriormente, para que o lado esquerdo da proteção total não fosse considerado “infinito” e que</p><p>a placa resultante fosse sempre a mesma dimensão em relação ao afastamento da superfície da</p><p>parede, adotou-se o valor do ângulo β de 41,7º.</p><p>Devido ao fato da proposta acima apresentar medidas exageradas que possam</p><p>comprometer o processo de execução (Prolongamento do brise a partir da parede A = 150cm)</p><p>poderemos inserir mais placas horizontais, de maneira com que estas diminuam a distância entre</p><p>os brises sem alterar os ângulos α (90º e 45º), conforme ilustra a Figura 29.</p><p>31WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>2</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Figura 29 – Segunda proposta de um brise para a fachada noroeste para a cidade de Florianópolis. Fonte:</p><p>Lamberts et al. (2014).</p><p>Assim, a segunda proposta possui um potencial de construção maior, de maneira mais</p><p>adequada, respeitando as mesma diretrizes e ângulos adotados. Porém, um contraponto que deve</p><p>ser destacado da proposta acima: é possível ocorrer obstrução da visão para o exterior devido a</p><p>inserção da placa horizontal.</p><p>Por fim, a Figura 30 apresenta um comparativo em as vantagens e desvantagens de ambas</p><p>propostas:</p><p>Figura 30 – Comparativo entre duas propostas de brises com os mesmos sombreamentos. Fonte: Lamberts</p><p>et al. (2014).</p><p>32WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>2</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Existem alguns equipamentos e aparatos que auxiliam na visualização do sombreamento</p><p>e incidência solar de acordo com o período e localidade desejada, os principais são:</p><p>Relógio solar: Simula a penetração solar e o sombreamento, com possibilidade de</p><p>controle da latitude, horário e dia especifico do ano.</p><p>Heliodon: Simula a penetração solar e o sombreamento, com possibilidade de controle</p><p>da latitude, horário e dia especifico do ano.</p><p>33WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>2</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Solarscópio: Similar ao heliodon, porém, possui maior representatividade em relação a</p><p>forma com que trabalhamos com a geometria solar, o que o torna de maneira geral mais prático.</p><p>Disponível em: LAMBERTS et al. Eficiência energética na arquitetura – 3º Edição. São</p><p>Paulo: PW Editores, 2014.</p><p>CONSIDERAÇÕES FINAIS</p><p>Caro (a) graduando (a),</p><p>Na segunda unidade, compreendemos o funcionamento e aplicação de um dos princípios</p><p>fundamentais da arquitetura bioclimática. Com base nos princípios de carta solar, máscara de</p><p>sombreamento e máscara de insolação, conseguimos elaborar soluções práticas e eficientes de</p><p>acordo com a solicitação das diretrizes apontadas.</p><p>Um bom projeto sempre deverá levar em consideração o entorno envolvente, assim como</p><p>a situação climática em que está inserido. Dados como orientação solar, latitude e longitude,</p><p>períodos de maior incidência solar e sombreamento são peças fundamentais para o profissional</p><p>que busca atender as necessidades do usuário.</p><p>Uma proposta condizente com o as características climáticas onde está inserida é</p><p>indispensável para quem busca os princípios da eficiência energética. Sistemas e elementos de</p><p>proteção solar podem ajudar a reduzir cargas térmicas indesejadas, possibilitar proteção contra</p><p>a chuva e até mesmo auxiliar na iluminação natural, o que economizará nos gastos com energia</p><p>elétrica.</p><p>UNIDADE</p><p>34WWW.UNINGA.BR</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>SUMÁRIO DA UNIDADE</p><p>INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................................... 35</p><p>VARIAVEIS HUMANAS PARA O CONFORTO TÉRMICO ....................................................................................... 36</p><p>VARIÁVEIS AMBIENTAIS PARA O CONFORTO TÉRMICO ................................................................................... 39</p><p>ÍNDICES DE CONFORTO TÉRMICO ....................................................................................................................... 42</p><p>PROGRAMAS DE ÁNALISE E SIMULAÇÃO DE CONFORTO TÉRMICO: ANALYSIS-CST, DEAR 2007, COMFORT</p><p>CALCULATOR E PMV TOOL ....................................................................................................................................</p><p>44</p><p>INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO PARA O CONFORTO TÉRMICO ......................................................................... 46</p><p>CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................................................................................ 51</p><p>CONFORTO TÉRMICO E O COMPORTAMENTO</p><p>TÉRMICO DAS EDIFICAÇÕES</p><p>PROF. ME. BRUNO E. MAZETTO DOMINGOS</p><p>03</p><p>35WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>3</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>INTRODUÇÃO</p><p>Futuro (a) Designer de Interiores,</p><p>Nesta unidade, serão abordados os conceitos, definições e aplicações que estruturam o</p><p>tema do Conforto Térmico. Segundo com a ASHRAE – American Society of Heating Refrigeration</p><p>and Air Conditioning Engineers, podemos definir o conforto térmico como a satisfação do estado</p><p>da mente do homem em relação com o ambiente térmico que o circunda.</p><p>Podemos dizer que estamos em estado de conforto térmico quando não há necessidade</p><p>de esforço para se aquecer ou resfriar. A insatisfação do homem com o ambiente térmico pode</p><p>ser ocasionada pela sensação de calor ou frio, ou seja, quando nosso corpo está em desequilíbrio</p><p>entre o calor produzido pelo corpo e o calor perdido para o ambiente.</p><p>A chamada neutralidade térmica é uma condição fundamental e necessária para se atingir</p><p>o conforto térmico, porém, por si só, não é suficiente. Por definição, a neutralidade térmica tem</p><p>como base o conceito de que todo o calor gerado pelo nosso organismo é trocado na mesma</p><p>intensidade e proporção com o ambiente ao nosso redor, sem o acréscimo ou perda de calor</p><p>excessivo.</p><p>Para atingirmos o conforto térmico apenas a temperatura do ar não é suficiente, a umidade</p><p>relativa do ar, ventilação, metabolismo, idade, entre outros, são fatores que podem influenciar</p><p>para atingirmos este estado.</p><p>De acordo com Frota (2001) e Lamberts et al. (2014), os principais fatores que justificam</p><p>a importância do estudo do conforto térmico são:</p><p>• A satisfação – Estado físico e mental em que estamos termicamente confortáveis;</p><p>• A performance – As atividades físicas, intelectuais, e visuais quando exercida em um</p><p>conforto térmico condizente com o metabolismo do usuário apresentam um maior rendimento;</p><p>• A conservação de energia – Quando o ambiente possui condições e parâmetros relativos</p><p>ao conforto térmico em harmonia com o metabolismo e atividade exercida pelos seus ocupantes,</p><p>pode-se evitar gastos desnecessários com o aquecimento ou refrigeração.</p><p>Com o objetivo de compreendermos os princípios do conforto térmico podemos dividir</p><p>suas variáveis em dois tipos: Variáveis humanas, variáveis ambientais e a vestimenta.</p><p>36WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>3</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>VARIAVEIS HUMANAS PARA O CONFORTO TÉRMICO</p><p>Devido ao fato de nós, seres humanos, sermos objeto de estudo fundamental desta</p><p>unidade, veremos a seguir algumas exigências e conceitos que nos define quanto ao conforto</p><p>térmico.</p><p>O ORGANISMO HUMANO E O METABOLISMO</p><p>O homem é um animal homeotérmico. Frota (2001) explica que possuímos um organismo</p><p>onde a temperatura interna é pode ser considerada constante. A média da nossa temperatura</p><p>interna é 37ºC uma vez que apresentarmos pequenas variações de temperatura, normalmente</p><p>entre 36,1ºC e 37,2ºC sendo que o limite para o aquecimento interno é de 42ºC e o limite</p><p>inferior para a sobrevivência é de apenas 32ºC. Isso significa que apenas 5ºC de aquecimento</p><p>ou resfriamento faz a diferença entre o estado de saúde e de enfermidade, valores considerados</p><p>como limites extremamente baixos de variação.</p><p>Nosso organismo assemelha-se a uma máquina térmica em que nossa energia é obtida</p><p>através de fenômenos térmicos e reações químicas, sendo a mais importante a combinação do</p><p>carbono, provido pela introdução de alimentos no organismo, com o oxigênio extraído do ar</p><p>através da respiração.</p><p>A produção de energia interna em nosso organismo, gerada a partir da combustão dos</p><p>elementos orgânicos é denominada metabolismo. Contudo, de todo o potencial de energia gerada</p><p>pelo nosso metabolismo, apenas cerca de 20% é utilizado como potencial de trabalho, os 80%</p><p>restantes são transformados em calor, e devem ser esvaecidos do nosso organismo para que este</p><p>não superaqueça e permaneça em equilíbrio. Sendo assim, ao analisarmos a “máquina humana”</p><p>com base na termodinâmica, constata-se que esta possui um rendimento extremamente baixo.</p><p>Neste contexto, o calor produzido e dissipado de nosso organismo está diretamente</p><p>vinculado ao tipo de atividade desenvolvida pelo indivíduo. Quando estamos em repouso</p><p>absoluto, o chamado metabolismo basal, nosso metabolismo gera cerca de 75W de calor que</p><p>devem ser dissipados para o ambiente (FROTA 2001).</p><p>A Tabela 2 apresenta de acordo com a norma internacional ISO 7730:2005 valores de</p><p>energia produzida por unidade de pessoa em repouso. Para isso, utiliza-se a unidade de medida</p><p>MET que equivale a 58W/m².</p><p>Tabela 2 – Energia gerada por unidade de área de uma pessoa de acordo com a atividade</p><p>exercida (1 MET = 58W/m²).</p><p>37WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>3</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Fonte: ISSO 7730 - Ergonomics of the thermal environment -- Analytical determination and interpretation</p><p>of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria (2005).</p><p>A TERMORREGULAÇÃO</p><p>De acordo com Frota (2001) e Lamberts et al. (2014), o mecanismo interno do nosso</p><p>organismo, responsável pela manutenção da temperatura interna constante, recebe o nome de</p><p>mecanismo de termorregulação, ou aparelho termorregulador. É através dele que impedimos</p><p>que as condições termo higrométricas do ambiente influenciem em perdas ou ganhos de calor</p><p>em nosso organismo.</p><p>Apesar dos mecanismos de termorregulação presentes em nosso organismo serem</p><p>ativados de maneira involuntária, eles geram, por consequência, uma perda de potencialidade</p><p>de trabalho devido ao esforço extra necessário para o seu funcionamento. Podemos constatar</p><p>que estamos em um estado de conforto térmico quando nosso organismo perde de calor para</p><p>o ambiente de maneira natural sem a necessidade de ativação de nenhum mecanismo de termo</p><p>regulação.</p><p>Quando sentimos frio, nossos mecanismos termorreguladores são ativados de maneira</p><p>a evitar a perda de calor do corpo de forma demasiada. Além de manter a temperatura interna</p><p>constante, o organismo reage de forma a aumentar a produção interna de calor. Para reduzir as</p><p>perdas de calor para o ambiente, o primeiro mecanismo a ser ativado é a vasoconstrição periférica</p><p>(Figura 31), que contrai os vasos capilares próximos à pele o que faz com que os vasos próximos</p><p>aos órgãos dilatem. Evitando assim as perdas de calor por meio da radiação e convecção, uma vez</p><p>em que a pele se resfria e aproxima sua temperatura com a do meio.</p><p>Figura 31 – Vasoconstrição periférica. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>38WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>3</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Outros dois mecanismos ativados na presença do frio é o arrepio e o tremor dos músculos.</p><p>O arrepio tem como objetivo aumentar a espessura da camada de isolamento de nosso corpo</p><p>através do eriçamento dos pelos, deixando a pele mais rugosa e evitando assim a perda de calor</p><p>por convecção. Caso o frio seja mais intenso é necessário que o aumento da nossa taxa metabólica</p><p>seja ativado, fazendo de maneira involuntária, o tremor muscular. Através do tremor, atividade</p><p>física involuntária, é produzido de maneira mais eficaz o calor interno em nosso organismo</p><p>(Figura 32).</p><p>Figura 32 – Tremor e arrepio. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Quando estamos expostos a uma situação em que o calor seja demasiado, isto é, quando</p><p>as perdas de calor para o ambiente são inferiores às necessárias para a manutenção de nossa</p><p>temperatura interna, nosso organismo propicia mecanismos de trocas térmicas mais intensas,</p><p>com o objetivo de resfriar nosso sistema.</p><p>Neste caso, o primeiro mecanismo termorregulador a ser ativado é a vasodilatação</p><p>periférica, que através da dilatação dos vasos sanguíneos, diminui</p><p>o atrito e aumenta o relaxamento</p><p>dos músculos lisos, o que contribui para o aumento das perdas de calor para o meio através da</p><p>convecção e radiação, aumentando a temperatura da pele (Figura 33).</p><p>Figura 33 – Vasodilatação periférica. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Caso somente a vasodilatação periférica não seja suficiente, é ativado o segundo</p><p>mecanismo que auxiliará no incremento das perdas de calor de nosso organismo para o meio:</p><p>o suor (Figura 34). Quando a temperatura da pele aumenta ou quando há muita umidade no</p><p>ar, o suor presente em nossos poros não consegue evaporar totalmente, o que faz com que este,</p><p>transite do interior dos poros para a superfície da pele (Lamberts, et al. 2014).</p><p>39WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>3</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Figura 34 – Suor. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>VARIÁVEIS AMBIENTAIS PARA O CONFORTO TÉRMICO</p><p>Além da percepção do usuário, o conforto térmico pode ser influenciado pelas seguintes</p><p>variáveis climáticas: Temperatura do ar (TAR = ºC), Temperatura média radiante (TRM = ºC),</p><p>a umidade relativa do ar (UR - %) e a velocidade do ar (V = m/s), conforme ilustra a Figura 35.</p><p>Figura 35 – Variáveis climáticas. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Como controlamos a temperatura do nosso corpo?</p><p>A temperatura corporal de nosso organismo tende a não ser alterado</p><p>independente do clima em se situa, isto é relacionado ao nosso aparelho</p><p>termorregulador.</p><p>Entretanto é essencial compreender alguns princípios acerca deste tema. No</p><p>texto apresentado no endereço abaixo, são exposto de uma maneira clara e</p><p>objetiva, os conceitos e princípios que envolvem o tema.</p><p>Disponível em: Temperatura Corporal</p><p>https://www.infoescola.com/fisiologia/temperatura-corporal/</p><p>https://www.infoescola.com/fisiologia/temperatura-corporal/</p><p>40WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>3</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>De acordo com Frota (2001) e Lamberts et al. (2014), a diferença de temperatura entre a</p><p>pele e o ar gera a perda de calor no corpo, principio básico que se baseia a sensação de conforto.</p><p>O ar mais frio ao entrar em contato com a nossa pele, “rouba” o calor produzido pelo nosso</p><p>organismo. Ao se aquecer o ar torna-se mais leve e sobe enquanto o ar frio desce. Este principio</p><p>de movimentação das massas de ar proporcionam uma sensação de resfriamento do ambiente,</p><p>também chamada de convecção natural.</p><p>A temperatura média radiante, por sua vez, tem como base a temperatura média da</p><p>superfície dos elementos que compõem um determinado espaço. Esta temperatura realiza trocas</p><p>térmicas por radiação (Figura 36).</p><p>Figura 36 – Trocas térmicas entre corpos. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Outro fator importante de influência para o conforto térmico além das temperaturas, é a</p><p>umidade relativa do ar, isto é, a quantidade de vapor de água presente no ar em relação a máxima</p><p>que pode conter em uma situação de determinada temperatura e pressão.</p><p>Quanto maior for a quantidade de umidade relativa do ar, mais saturado de vapor de água</p><p>este ar estará. Com isto aumenta a dificuldade de perdas por convecção e radiação, diminuindo a</p><p>eficiência da evaporação para o resfriamento.</p><p>A velocidade do ar, funciona como um parâmetro modificador das trocas térmicas por</p><p>evaporação e convecção. Quanto maior for a velocidade do ar, mais eficiente será a retirada de</p><p>ar quente e água em contato com um corpo, reduzindo assim a sensação de calor. Um exemplo</p><p>prático, é quando aplicamos álcool sobre a pele, isto é, a velocidade de evaporação do álcool por</p><p>ser elevada, aumenta a sensação de resfriamento do corpo. Sendo assim, quanto mais rápida for</p><p>evaporação, maior será a sensação de perda de color.</p><p>Além das variáveis apresentadas, outros fatores acabam influenciando na sensação</p><p>térmica dos seres humanos, tais como: Idade, Raça, Hábitos alimentares, Altura, Sexo.</p><p>O PAPEL DA VESTIMENTA</p><p>Apesar de conhecermos, agora, as variáveis humanas e ambientais que podem influenciar</p><p>a sensação de conforto térmico, devemos lembrar que os seres humanos possuem o hábito de</p><p>utilizar uma resistência térmica de grande importância na sensação do conforto térmico: As</p><p>roupas.</p><p>A resistência térmica da roupa, de acordo com Frota (2001) e Lamberts et al. (2014),</p><p>é determinada pela unidade de medida “clo” do inglês clothing, (1 clo = resistência térmica de</p><p>0,155 m² C/W). Nosso corpo pode realizar trocas térmicas com a roupa através da condução,</p><p>41WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>3</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>convecção e radiação, que por sua vez realiza trocas com o ar por convecção e quando em contato</p><p>com outras superfícies, a roupa troca calor por radiação.</p><p>Desta maneira a vestimenta funciona como uma barreira para as trocas de calor por</p><p>convecção. Sua eficiência acontece devido a uma camada de ar parada, mínima que seja, entre</p><p>nossa pele o material da roupa, este fator gera dificuldade para as trocas por convecção e</p><p>radiação. Quanto maior for a camada de ar que isola o corpo da barreira térmica, melhor será sua</p><p>capacidade de isolar a temperatura interna.</p><p>Em climas secos, por exemplo, além de proteger da radiação direta do sol, as roupas</p><p>dificultam a perda de umidade do corpo para o meio (Figura 37). O suor produzido pelo corpo,</p><p>nesta situação, evapora e fica preso entre a roupa e a pele, o que diminui as perdas de líquido do</p><p>organismo por evaporação e acaba criando um microclima mais agradável. Quanto maior for a</p><p>resistência térmica da vestimenta, menores serão suas trocas de calor com o meio que a circunda.</p><p>Em clima frios, a camada de ar presente entre a pele e a vestimenta mantém junto ao corpo o ar</p><p>mais aquecido.</p><p>Figura 37 – Vestimenta adequada a climas quentes e secos. Fonte: Google imagens (2017).</p><p>Desta maneira a vestimenta deve ser adequada em função ao tipo do clima, temperatura</p><p>média do ambiente, atividade que será praticada, calor do organismo, e em alguns casos, da</p><p>umidade do ar em que é utilizada.</p><p>A Tabela 3 mostra valores dos índices de resistência térmica de determinados tipos de</p><p>vestimenta obtidos na norma internacional ISSO 7730.</p><p>Tabela 3 – Valores de Iclo para algumas vestimentas</p><p>42WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>3</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>ÍNDICES DE CONFORTO TÉRMICO</p><p>Por se tratar de um conceito tido como subjetivo, devido ao fato de possuir diversos</p><p>fatores e variáveis de influência ao homem e ao ambiente em que se encontra, inúmeros métodos</p><p>e pesquisadores buscaram desenvolver de uma maneira simplificada e clara para constatação</p><p>do conforto ou desconforto térmico de acordo com uma determinada situação. A seguir, serão</p><p>apresentados os índices e métodos de análise do conforto térmico mais atuais e de fácil assimilação.</p><p>O VOTO MÉDIO PREDITO (PMV E PPD)</p><p>Em 1972, no livro “Thermal comfort: analysis and a applications in environmenal</p><p>engineering, de autoria do professor Povl Ole Fanger, apresentava-se a derivação de uma equação</p><p>experimental geral de conforto, utilizada para calcular a combinação das variáveis ambientais -</p><p>temperatura radiante média, velocidade do ar, umidade relativa do ar, temperatura do ar, atividade</p><p>física e vestimenta – somadas com fatores humanos – nacionalidades, idades e sexo – e condições</p><p>ambientais. Dessa equação, originou-se o Voto Médio Predito (em inglês predicted mean vote</p><p>– PMV). Este método é elaborado através de um valor numérico que consiste na sensibilidade</p><p>humana a variação de temperatura, calor ou frio. Considera-se o estado de conforto térmico o</p><p>PMV de valor zero, para estados de desconforto por calor o valor é positivo e para o frio obtêm-se</p><p>um valor negativo (Figura 38). Posteriormente, os valores obtidos no PMV são relacionados com</p><p>o conceito de Porcentagem de Pessoas Insatisfeitas (Predicted percentage of dissatisfied – PPD).</p><p>43WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>3</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Figura 38 – Relação entre valores PMV e PPD. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Este método de medição para constatação do desconforto térmico é adotado</p><p>pela Norma</p><p>internacional ISSO 7730:2005. Recomenda-se que os valores do PPD em espaço onde haja</p><p>ocupação humana seja menor que 10%, correspondendo a uma faixa moderada de valores de</p><p>PMV entre -0,5 e +0,5.</p><p>De maneira a facilitar os cálculos das equações desenvolvidas por Fanger, iremos adotar</p><p>como método de cálculo para valores PMV e de PPD, o software Analysis-CST.</p><p>Para isto, como base de cálculo, é aceitável um ambiente que esteja dentro das seguintes</p><p>faixas de PMV:</p><p>-0,5 +0,5</p><p>De acordo com a Norma ISSO 7730, os limites do conforto térmico, de maneira que</p><p>atenda as necessidades solicitadas, devem levar em consideração a Vestimenta e Atividade</p><p>Desenvolvida.</p><p>PESQUISAS DE HUMPHEREYS</p><p>Diferentemente do método desenvolvido por Fanger, outros estudos foram elaborados</p><p>de maneira a tentar terminar a temperatura ideal para o conforto térmico. Em 1978, Michael</p><p>Humphreys, estudou os questionários aplicados em diferentes regiões do planeta constatando</p><p>que as temperaturas consideradas confortáveis em ambientes internos, possuíam uma relação</p><p>com as temperaturas médias mensais do ar externo. Desta maneira, seu método possui um</p><p>relacionamento matemático destes fatores, onde são apresentadas diferentes equações que levam</p><p>em conta ambientes climatizados artificialmente e para ambientes naturais (Lamberts et al. 2014).</p><p>Humphreys apresenta, assim, a seguinte equação para determinação do estado de</p><p>conforto térmico:</p><p>EQ 3 – Método de Humphreys</p><p>Tn = 2,6 + (0,831 x Tm)</p><p>Onde:</p><p>Tn = Temperatura neutra em ºC</p><p>Tm = Temperatura média do ar em ºC</p><p>44WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>3</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>PROGRAMAS DE ÁNALISE E SIMULAÇÃO DE</p><p>CONFORTO TÉRMICO: ANALYSIS-CST, DEAR 2007,</p><p>COMFORT CALCULATOR E PMV TOOL</p><p>Através do software Analysis-CST, desenvolvido pela UFSC – Universidade Federal de</p><p>Santa Catarina, no LabEEE – Laboratório de Eficiência Energética em Edificações (Figura 39), é</p><p>possível conhecer e aplicar os conceitos de PMV e PPD de acordo com a Norma ISSO 7730:2005,</p><p>através da relação das variáveis ambientais de temperatura, umidade relativa do ar, a temperatura</p><p>radiante média, a vestimenta, metabolismo, entre outras. Desta maneira, é possível constatar a</p><p>condição de conforto térmico submetida ao usuário em um ambiente interno de acordo com as</p><p>variáveis aplicadas pelo software. Por fim, o programa torna-se um forte aliado nos processos</p><p>de análises iniciais para diretrizes de projetos, uma vez que, através dele, é possível predizer o</p><p>comportamento prévio de como o ser humano reagirá as alterações térmicas em um ambiente</p><p>(LAMBERTS et al. 2014).</p><p>]</p><p>Figura 39 – Relação entre valores PMV e PPD. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>segundo software apresentado para base de análises de conforto térmico é o programa</p><p>desenvolvido pela Macquarie Univeristy – Dear 2007 (Figura 40). O programa é gratuito e</p><p>está disponível para download através do link: http://atmos.es.mq.edu.au/~rdedear/pmv/, sua</p><p>principal função é calcular os indicies de PMV e PPD conforme os dados das seguintes variáveis:</p><p>Temperatura do ambiente, Temperatura radiante, Pressão do ar, Pressão do vapor de água,</p><p>Umidade relativa, Velocidade do ar, e características físicas do usuário.</p><p>45WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>3</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Figura 40 – Software para cálculo de PMV e PPD – Dear, 2007. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>Similar ao software anterior, o programa Comfort Calculator, desenvolvido pelo Square</p><p>One Group, e disponibilizado de maneira gratuita no endereço (Figura 41),</p><p>em uma linguagem prática e dinâmica fornece ao pesquisador os índices de PMV e PPD conforme</p><p>os valores das variáveis adotadas.</p><p>Figura 41 – Comfort Calculator. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>46WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>3</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Por fim, temos o software PMV Tools (Figura 42), desenvolvido também pelo Square One</p><p>Group, que fornece ao pesquisador os valores para os índices de PMV e PPD, entretanto neste</p><p>programa é possível visualizar os dados de influência de cada variável fornecida em um gráfico.</p><p>A vantagem do PMV Tools em relação aos outros softwares é que este possui características</p><p>de dados parametrizados, isto é, ao determinar um a variável, é possível visualizar os demais</p><p>parâmetros e buscar valores de maneira com que seja possível atingir um índice de PMV próximo</p><p>do zero, propiciando o estado de conforto térmico (LAMBERTS et al., 2014).</p><p>Figura 42 – Software PMV Tools. Fonte: Lamberts et al. (2014).</p><p>INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO PARA O CONFORTO</p><p>TÉRMICO</p><p>Para ser possível determinar os valores dos parâmetros de constatação do estado de</p><p>conforto térmico – temperatura do ar, umidade relativa do ar, temperatura radiante média e</p><p>velocidade do ar – podemos utilizar inúmeros instrumentos. Os principais equipamentos</p><p>utilizados para determinar os valores de tais parâmetros são: Termômetros de Globo, termômetro</p><p>de bulbo seco e úmido, psicrômetros, anemômetros e data loggers.</p><p>Ambos os termômetros citados são utilizados para constatar as temperaturas de fontes</p><p>de calor, entretanto, existem algumas particularidades. O termômetro de bulbo seco e úmido</p><p>(Figura 43) é utilizado para determinar os valores da temperatura do ar (ºC) consiste em dois</p><p>bulbos com mercúrio, com escalas de +10ºC a +50ºC e subdivisões entre escalas de 0,2ºC. O</p><p>bulbo úmido possui em sua extremidade inferior um pavio em forma tubular em tecido, de</p><p>preferência algodão, que fica submerso em um reservatório de água destilada.</p><p>47WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>3</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Figura 43 – Termômetro de bulbo seco e úmido. Fonte: Taylorla (2017).</p><p>Para se obter os valores de temperatura radiante média (TRM), é necessário calcular</p><p>os valores obtido da temperatura de globo. O termômetro de globo pode ser encontrado tanto</p><p>nos modelos de bancada ou portáteis, ambos são compostos por um globo oco, normalmente de</p><p>cobre, pintado com uma tinta especial de cor preta, pouco reflexivo, com emissividade de 0,95,</p><p>com diâmetro de 15 cm, que possui em seu interior um termômetro de bulbo, que realiza as</p><p>medições sem entrar em contato com possíveis fontes de calor por convecção (Figura 44).</p><p>A TRM tem como objetivo apresentar os valores radiantes em um ponto do espaço do</p><p>ambiente. Através da radiação do calor ou o frio de uma fonte, podemos influenciar na sensação</p><p>térmica do espaço, por exemplo, uma pessoa que repousa em frente a uma lareira, sente o alto</p><p>índice de radiação do calor provido pelo fogo, em contraponto, se alguém que está próximo a</p><p>uma janela em um dia frio de inverno, experimenta a radiação da baixa temperatura provida ar</p><p>gelado externo.</p><p>Figura 44 – Termômetro de globo de bancada e portátil. Fonte: Clima e Ambiente (2017).</p><p>48WWW.UNINGA.BR</p><p>CO</p><p>NF</p><p>OR</p><p>TO</p><p>1</p><p>| U</p><p>NI</p><p>DA</p><p>DE</p><p>3</p><p>ENSINO A DISTÂNCIA</p><p>Para se obter a TRM, devemos primeiramente conhecer o diâmetro do bulbo em metros –</p><p>normalmente o valor padrão é de 0,15m – posteriormente deve-se obter os valores da velocidade</p><p>do ar (V, em m/s) e da temperatura de globo (TC) e da temperatura do ar (TBS). Em seguida,</p><p>obtém-se os valores do coeficiente de troca de calor por convecção do globo (Hcg) para as duas</p><p>equações abaixo, EQ3 e EQ4:</p><p>EQ3 – CONVECÇÃO NATURAL</p><p>EQ4 – CONVECÇÃO FORÇADA</p><p>Onde:</p><p>∆T = Diferença entre a temperatura de globo e a temperatura de bulbo seco em módulo</p><p>(ºC), calculada por ∆T = |TG – TBS|;</p><p>TG = Temperatura de globo (ºC);</p><p>TBS = Temperatura de bulbo seco (ºC);</p><p>D = Diâmetro do globo, padronizado em 15cm (na equação 0,15m);</p><p>V = Velocidade do ar em m/s.</p><p>O coeficiente de troca de calor (hcg) indica quando a convecção é dominante ou não.</p><p>De acordo com o maior valor de “hcg”, seja ele encontrado no cálculo de convecção natural ou</p><p>forçada, utilizamos respectivamente as seguintes equações – EQ5 e EQ6 – de acordo com o tipo</p><p>de convecção onde foi constatado o MAIOR valor para determinar o valor final de TRM.</p><p>EQ5 – TRM PARA CONVECÇÃO NATURAL</p><p>EQ6 – TRM PARA</p>