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NOÇÕES DE CONFORTO AMBIENTAL PROFESSOR ESPECIAL ISTA: ELTON RICARDO S ILVA ARQUITETO E URBANISTA CONFORTO LUMÍNICO CONFORTO LUMÍN ICO FATORES QUE CONTRIBUEM: 1. A fonte de i luminação; 2. A intensidade da incidência de luz; 3. A distr ibuição da i luminação; 4. A tonalidade e a cor dos focos de luz. CONFORTO LUMÍN ICO CONFORTO LUMÍN ICO Controle da luz através de elementos arquitetônicos Pergolado CONFORTO LUMÍN ICO Controle da luz através de elementos arquitetônicos B R I S E S CONFORTO LUMÍN ICO Controle da luz através de elementos arquitetônicos Brises Controle da luz através de elementos vazados Tipos de soluções para Iluminação Natural IMPORTANTE A função será o parâmetro definidor do tipo de luz que o ambiente precisa. No conforto ambiental, as áreas que têm maior grau de subjetividade são a acústica e a iluminação. GRANDEZAS NA ILUMINAÇÃO FLUXO ENERGÉTICO (P) Conhecido como POTÊNCIA. É a potência transportada por todas as formas de radiação presentes no feixe energético, incluindo a luz visível, a infravermelha e a ultravioleta. Unidade: WATTS (W) Ela determinará o número de lâmpadas adotadas no projeto e no consumo de energia final da instalação. P 20 Watts/m²: Antieconômico FLUXO LUMINOSO (F ou ϕ) O ser humano é sensível somente a certo intervalo de comprimento de onda eletromagnética, Dessa maneira, a radiação total emitida por uma fonte luminosa, dentro dos limites que produzem estímulos visuais, é chamada de fluxo luminoso. Unidade: LÚMEN Os comprimentos de onda mencionados estão compreendidos no intervalo de 400nm a 800 nm. EFICIÊNCIA LUMINOSA (η) É a relação entre o fluxo luminoso emitido por uma fonte e seu fluxo energético. É conhecido também como eficácia ou rendimento. Unidade: LÚMEN/WATT. Lâmpadas incandescentes = 10 a 15 lúmens/watt; Lâmpadas de LED = 150 lúmens/watt em diante. Se consegue mais luz com menor gasto de energia. RENDIMENTO DE UMA LUMINÁRIA É a relação entre o fluxo luminoso total emitido por ela e o fluxo luminoso emitido pela(s) lâmpada(s) Unidade: %. Luminárias com melhores rendimentos darão mais fluxo útil no plano de trabalho e menos gasto de energia. NÍVEIS DE ILUMINÂNCIA (E) A luz que uma lâmpada irradia, relacionada à superfície de incidência, define a iluminância. Unidade: LUX. Fórmula da relação E=F/A E = Iluminância F = Fluxo Luminoso A = Área INTENSIDADE LUMINOSA (I) Adotando-se um vetor (traçado) para cada direção do fluxo luminoso, o seu comprimento indica uma determinada intensidade luminosa, sendo, portanto, o fluxo luminoso irradiado na direção de um determinado ponto. Unidade: CANDELA (cd). Quanto maior a Intensidade Luminosa de uma fonte, mais brilhante ela parecerá ao observador, numa dada direção de visão. Halógena Dicróica 50W, facho aberto (30º): 1600 cd LUMINÂNCIA (L) É importante notar que os raios luminosos não são visíveis, a sensação de luminosidade é decorrente da reflexão desses raios por uma superfície. Essa luminosidade, então vista, é chamada de luminância. Iluminância - luz incidente, não visível; Luminância - luz refletida, visível. cd/m² - geralmente utilizada para superfícies. cd/cm² - geralmente utilizada para lâmpadas. ÍNDICE DE REPRODUÇÃO DE COR (IRC) Um objeto ou uma superfície expostos a diferentes fontes de luminosidade são percebidos visualmente em diferentes tonalidades. Essa variação está relacionada com as diferentes capacidades das lâmpadas de reproduzirem diferentemente as cores dos objetos. Desse fenômeno assume-se que sem luz não há cor. Na capacidade da luz incidente de reproduzir cores, adotou-se o conceito de reprodução de cor, e uma escala qualitativa de 0 a 100, ou índice de reprodução de cores (IRC). ÍNDICE DE REPRODUÇÃO DE COR (IRC) Obviamente, o índice de reprodução de cor possui uma relação direta com a reprodução de cores obtida com a luz natural. A luz artificial, como regra, deve se aproximar ao máximo das características da luz natural (referência 100), a qual o olho humano está naturalmente adaptado. A percepção mais correta das cores é aquela que temos quando colocamos um objeto sob o efeito da luz natural. TEMPERATURA DE COR (ºK) É o termo usado para descrever a aparência de cor de uma fonte de luz, existe portanto, uma relação entre temperatura e cor da luz emitida, expressa pela “temperatura de cor”. Unidade: EM GRAUS KELVIN TEMPERATURA DE COR (ºK) TEMPERATURA DE COR (ºK) “LUZ FRIA” “BRANCO FRIO” 6000K TEMPERATURA DE COR (ºK): “LUZ QUENTE” “BRANCO QUENTE” 2700K / 3000K VIDA ÚTIL, VIDA MÉDIA E VIDA MEDIANA Este fenômeno está relacionado com a durabilidade, em horas, das lâmpadas. Portanto, é um parâmetro que deve ser levado em consideração do ponto de vista econômico. Incandescentes: 1.000 horas Fluorescentes: 7.500 a 16.000 horas LED: 50.000 horas Exemplo: 20.000/h, para uso residencial, significa cerca de 10 anos. VALE A PENA CONHECER VALE A PENA CONHECER VALE A PENA CONHECER ARQUIVO IES ARQUIVO IES Os arquivos IES são gerados para divulgar como uma lâmpada se comportará no ambiente virtual da mesma forma como se comportará num ambiente físico, em outras palavras, é um arquivo que contém o comportamento de emissão de luz de determinada fonte luminosa. 1. V-RAY; 2. LUMION 12; 3. CORONA RENDER. GRANDEZAS RELACIONADAS AO CONFORTO LUMÍNICO PARA A ILUMINAÇÃO NATURAL: 1. Iluminância; 2. Luminância; 3. Contrastes; 4. Temperatura de Cor. GRANDEZAS RELACIONADAS AO CONFORTO LUMÍNICO PARA A ILUMINAÇÃO ARTIFICIAL: 1. Fluxo Energético; 2. Fluxo Luminoso; 3. Intensidade Luminosa; 4. Iluminância; 5. Eficiência Luminosa; 6. Luminância; 7. Contraste; 8. Índice de Reprodução de Cor; 9. Temperatura de Cor; 10. Vida Média ou Mediana. INTRODUÇÃO À ARQUITETURA E O CLIMA RELEMBRANDO 1. ATMOSFERA: dinâmica climática e gases que formam a camada de ar da Terra; 2. HIDROSFERA: camada de água presente na superfície da Terra, cerca de 70%; 3. LITOSFERA: estrutura sólida da Terra; 4. BIOSFERA: inter-relação entre a atmosfera, hidrosfera e litosfera para condicionamento da existência da vida na Terra (seres vivos). AS MUDANÇAS CLIMÁTICAS O que é o Efeito Estufa? O Efeito Estufa corresponde a uma camada de gases que cobre a superfície da terra, essa camada composta principalmente por gás carbônico (CO²), metano (CH4), óxido nitroso (N²O) e vapor de água, É UM FENÔMENO NATURAL FUNDAMENTAL PARA MANUTENÇÃO DA VIDA NA TERRA, POIS SEM ELA O PLANETA PODERIA SE TORNAR MUITO FRIO, INVIABILIZANDO A SOBREVIVÊNCIA DE DIVERSAS ESPÉCIES. AS MUDANÇAS CLIMÁTICAS O que é o Efeito Estufa? O problema é o agravamento dessa característica do nosso planeta. Muitas atividades humanas emitem uma grande quantidade de gases formadores do efeito estufa, saturando esta camada que tem ficado cada vez mais espessa, retendo mais calor na Terra, aumentando a temperatura da atmosfera terrestre e dos oceanos e ocasionando o aquecimento global. AS MUDANÇAS CLIMÁTICAS O que é Aquecimento Global? Aquecimento global é o aumento da temperatura média dos oceanos e da camada de ar próxima à superfície da Terra, que pode ser consequência de causas naturais e atividades humanas. Isto se deve principalmente ao aumento das emissões de gases na atmosfera que causam o efeito estufa, principalmente o dióxido de carbono (CO2). AS MUDANÇAS CLIMÁTICAS O aumento da temperatura média do planeta • Desaparecimento de ilhas e cidades litorâneas densamente povoadas. • Tempestades tropicais; • Inundações; • Ondas de calor; • Secas; • Nevascas; • Furacões; • Tornados; • Tsunamis; • Extinção de espécies de animais e de plantas. AS MUDANÇAS CLIMÁTICAS Segundo o Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas, órgão dasNações Unidas, afirma que há 90% de certeza que o aumento de temperatura na Terra está sendo causado pela ação do homem. ELEMENTOS CLIMÁTICOS METEOROLOGIA A meteorologia é a ciência que estuda os fenômenos que ocorrem na atmosfera e as interações que ocorrem entre seu estado físico, químico e dinâmico, bem como, a superfície terrestre ocasionando o tempo, os climas e as mudanças climáticas ELEMENTOS CLIMÁTICOS CLIMATOLOGIA Pode-se dizer que a climatologia estuda os padrões de comportamento da atmosfera considerando um longo período de tempo. TEMPO X CLIMA TEMPO Estado atmosférico em certo momento, considerado em relação a todos os fenômenos meteorológicos: temperatura, vento, umidade, etc. ESSE ESTADO É ESSENCIALMENTE VARIÁVEL TEMPO X CLIMA CLIMA Característica do tempo de uma região, em meio a suas infinitas variações. Envolve diversos aspectos como: • Mudanças de temperatura; • Índices de chuvas; • Ventos predominantes. VARIÁVEIS CLIMÁTICAS De acordo com Mascaró (1996), o clima pode ser definido como respostas que retratem as características permanentes do tempo num lugar em meio a suas oscilações comuns. Estuda-se, portanto, os movimentos de rotação e translação, energia solar, latitude, altitude, ventos, topografia, presença de rios e mares, vegetação entre outros aspectos. Com base nesta análise durante um longo período, pode-se definir o clima de determinada região quantificando os elementos: temperatura do ar (mínima, média e máxima), umidade do ar, movimentos das massas de ar e precipitações (OLIVEIRA, 2008). #ESTUDEOAVA ARQUITETURA E O CL IMA É importante observar duas situações climáticas: • Qual a predominância climatológica ao longo do ano; • Os períodos críticos (próximo ao solstício de verão e inverno) Solstício de Verão = 21 de dezembro (início do verão = maior dia do ano) Solstício de Inverno = 21 de junho (início do inverno = maior noite do ano) SOLST ÍC IO X EQUINÓC IO Solstícios marcam a chegada do verão e inverno Equinócios marcam a chegada da primavera e outono SOLST ÍC IOS ESTUDO DO CL IMA MACROCL IMA X MESOCL IMA X M ICROCL IMA MACROCL IMA Macrocl ima ou Cl ima geral, compreende as grandes regiões e zonas cl imáticas do planeta e é o resultado da situação geográfica e orográfica (estudo do relevo de alguma região). A Organização Meteorológica Mundial (OMM) define como valores médios calculados para um período relativamente longo e uniforme, compreendendo no mínimo três décadas consecutivas. MACROCL IMA Lembre sempre, o MACROCLIMA abrange uma região mais extensa. Pode ser div idida em três subcategorias: 1. Macrocl ima Global: O cl ima predominante na Terra; 2. Macrocl ima Zonal: As característ icas por zonas específ icas, como temperada, tropical ou polar; 3. Macrocl ima Regional: Corresponde a t ipicidade de uma extensa região. Por exemplo, um país. MACROCL IMA L AT I T U D E A latitude é a distância do Equador medida ao longo do meridiano de Greenwich. Esta distância mede-se em graus, podendo variar entre 0º e 90º para Norte (Ártico) ou para Sul (Antártico) . LAT ITUDE LAT ITUDE X LONGITUDE MACROCL IMA L AT I T U D E Quanto maior a latitude, ou seja, mais perto dos polos norte e sul (90º), mais fr io será o cl ima daquela região. E quanto menor essa latitude, ou seja, mais perto do equador (0º), mais quente será o cl ima daquela região. MACROCL IMA L AT I T U D E No equador os raios solares são mais concentrados porque atingem uma ÁREA MENOR no globo. Já nas regiões próximas aos polos os raios solares são dispersos pois atingem uma ÁREA MAIOR no globo. Quanto maior a latitude maior obl iquidade dos raios solares e maior espessura da atmosfera a ser atravessada pela radiação = Frio MACROCL IMA L AT I T U D E Entre os t róp icos de Câncer e Capr icórnio, o so l a t inge a superf íc ie de forma perpendicular ou pouco inc l inado. Ao meio d ia no hemisfér io su l o So l está exatamente sobre as nossas cabeças (no verão) ou um pouco inc l inado para o norte (no inverno) . MACROCL IMA L AT I T U D E Quem está muito próximo dos pó los , no verão, enxerga o So l 24 horas por d ia , sempre inc l inado. No inverno não se vê o So l . Fe n ô m e n o c o n h e c i d o c o m o s o l d e m e i a - n o i t e MACROCL IMA A LT I T U D E Quanto maior a alt itude, mais fr io será e quanto menor a alt itude, mais quente... MACROCL IMA A LT I T U D E I s to ocorre, porque os ra ios so lares chegam com certo comprimento de onda e ao ref let i rem de vo l ta para o espaço mudam este comprimento . A lém disso, nas ba ixas a l t i tudes o ar é mais denso e por i s so tem uma maior capacidade de acumular ca lor. Já nas a l tas a l t i tudes o ar é menos denso ( rarefe i to) e possui menor capacidade de armazenar ca lor. MACROCL IMA A LT I T U D E De modo gera l , a temperatura d iminui 6,5ºC a cada 1 Km. A ALTITUDE É TÃO IMPORTANTE PARA A DETERMINAÇÃO DA TEMPERATURA QUE MESMO EM ÁREAS DE BAIXA LATITUDE PODEMOS ENCONTRAR MONTANHAS QUE SEMPRE TERÃO NEVE. MACROCL IMA A LT I T U D E De modo gera l , a temperatura diminui 6,5ºC a cada 1 Km. A ALTITUDE É TÃO IMPORTANTE PARA A DETERMINAÇÃO DA TEMPERATURA QUE MESMO EM ÁREAS DE BAIXA LATITUDE PODEMOS ENCONTRAR MONTANHAS QUE SEMPRE TERÃO NEVE. V u l c ã o C o t o p a x i , E q u a d o r . ALT ITUDE ALT ITUDE DE ALGUMAS C IDADES • R e c i f e = 1 0 m • To r i t a m a = 3 4 9 m • S a n t a C r u z d o C a p i b a r i b e = 4 3 8 m • C a r u a r u = 5 4 5 m • G a r a n h u n s = 8 9 6 m • Tr i u n f o = 1 0 1 0 m • S e r r a N e g r a = 1 . 0 9 0 m MACROCL IMA A L B E D O É a quantidade de luz solar que está sendo absorv ida ou refletida pela em diferentes superfícies do planeta, é um fator importante para o tempo e o cl ima. Quanto menor o albedo, mais energia a partir do Sol é absorv ida e v ice-e-versa. Quanto maior a reflexão, menor será o calor acumulado. MACROCL IMA NIVEIS (DE REFLEXÃO) DE DIFERENTES ALBEDOS MACROCL IMA C O R R E N T E S M A R I N H A S As correntes mar inhas i rão inf luenciar d i retamente as condições c l imát icas l i torâneas. E las são importante para a determinação dos c l imas e a d i s tr ibuição do ca lor pelo p laneta. Os oceanos recebem o ca lor da radiação so lar, sua intensidade var ia de acordo com a lat i tude, e d i s tr ibuem esse ca lor à medida que as águas se mov imentam. MACROCL IMA C O R R E N T E S M A R I N H A S CORRENTES FRIAS: são aquelas que surgem dos polos do p laneta, onde a radiação so lar é menos intensa e gera temperaturas menores . Essas correntes são mais densas e c i rcu lam em profundidades maiores no oceano, a lém de se mov imentarem mais vagarosamente em direção ao Equador ( tróp ico) . CORRENTES MAR INHAS C O R R E N T E S F R I A S As ba ixas temperaturas das correntes f r ias fazem com que suas águas evaporem em menor quant idade gerando menos umidade para o ambiente ao seu redor. As áreas cont inenta i s que se encontram próximas a essas correntes não recebem massas de ar úmidas, o que proporc iona a exi s tência de c l imas mais ár idos . MACROCL IMA A inf luência da Corrente de Humboldt, Oceano Pací f ico, é responsável pe la exi s tência do deserto do Atacama, no Chi le. MACROCL IMA C O R R E N T E S M A R I N H A S CORRENTES QUENTES: Provenientes das áreas equator ia i s , onde a radiação so lar é mais intensa, o que faz com que suas temperaturas sejam mais e levadas . Adens idade dessas águas é menor, o seu des locamento é menos profundo, mais ráp ido e seu índice de evaporação é a l to . I s so gera massas de ar quentes e úmidas para d iversas áreas do p laneta . MACROCL IMA A inf luência da Corrente do Bras i l , Oceano At lânt ico, é responsável pe la umidade que gera boa parte das chuvas na reg ião leste do paí s . Esse t ipo de c l ima fo i importante para gerar as condições perfe i tas para o surg imento da Mata At lânt ica . C i d a d e d o R i o d e J a n e i r o , B r a s i l . MACROCL IMA A t l a s g e o g r á f i c o d o p l a n e t a . MACROCL IMA M A R I T I M I D A D E x C O N T I N E N TA L I D A D E MARITIMIDADE: Em áreas l i torâneas, o c l ima está suje i to a uma grande inf luência do oceano. As águas possuem a capacidade de reter ca lor e l iberá - lo de forma lenta . Em áreas suje i tas aos efe i tos da mar i t imidade, a ampl i tude térmica é ba ixa durante o d ia . MENOR CONSTRASTE NA TEMPERATURA X MAIOR UMIDADE X MAIOR ÍND ICE DE CHUVAS AMPL ITUDE TÉRMICA D IÁR IA Chamamos de amplitude térmica diária, a variação entre a mínima e a máxima da temperatura externa de uma determinada local idade. AMPL ITUDE TÉRMICA D IÁR IA MACROCL IMA M A R I T I M I D A D E x C O N T I N E N TA L I D A D E CONTINENTALIDADE: Cons i s te bas icamente no efe i to gerado a uma reg ião que afasta do mar. Quanto mais d i s tante, maior a a in f luência da cont inenta l idade . A medida em que d i s tanciamos do l i tora l a var iação de temperatura aumenta, ou seja, a superf íc ie terrestre se aquece rapidamente, bem como, se resfr ia rapidamente. I s so favorece uma var iação a l ta de temperatura durante o d ia , ampl i tude térmica a l ta . GRANDES CONSTRASTE NA TEMPERATURA X MENOR UMIDADE X MENOR INDICE DE CHUVAS MACROCL IMA R E L E V O O re levo tem impacto d i reto na a c i rcu lação do ar, i s so acarreta mudanças na umidade do ar e na pressão atmosfér ica . B IOCL IMATOLOGIA O Q U E É B I O C L I M ATO L O G I A ? ! A Bioclimatologia aplica os estudos da climatologia às relações com os seres vivos do planeta. Com o conhecimento dos conceitos básicos de clima e conforto, percebe-se a importância da bioclimatologia aplicada à arquitetura! ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA O Q U E É A R Q U I T E T U R A B I O C L I M Á T I C A ? ! A arquitetura bioclimática baseia-se na correta aplicação de elementos arquitetônicos e tecnologias construtivas para consumir-se menos energia, otimizando o conforto de seus ocupantes. ARQUITETURA E O CL IMA D E F I N I Ç Ã O D E A R Q U I T E T U R A B I O C L I M Á T I C A EXTRAI O QUE TEM DE MELHOR NO CLIMA LOCAL + MELHOR SE ADAPTA AO CLIMA LOCAL + POSSUI MELHOR EFICIÊNCIA ENERGÉTICA PRÓXIMA AULA MESOCL IMA E M ICROCL IMA BOA NOITE Assunto inicial Slide 1: NOÇÕES DE CONFORTO AMBIENTAL Slide 2: CONFORTO LUMÍNICO Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11: GRANDEZAS NA ILUMINAÇÃO Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24 Slide 25 Slide 26 Slide 27 Slide 28 Slide 29 Slide 30 Slide 31 Slide 32 Slide 33: INTRODUÇÃO À ARQUITETURA E O CLIMA Slide 34 Slide 35 Slide 36 Slide 37 Slide 38 Slide 39 Slide 40 Slide 41 Slide 42 Slide 43 Slide 44 Slide 45 Slide 46 Slide 47 Slide 48 Slide 49 Slide 50 Slide 51 Slide 52 Slide 53 Slide 54 Slide 55 Slide 56 Slide 57 Slide 58 Slide 59 Slide 60 Slide 61 Slide 62 Slide 63 Slide 64 Slide 65 Slide 66 Slide 67 Slide 68 Slide 69 Slide 70 Slide 71 Slide 72 Slide 73 Slide 74 Slide 75 Slide 76 Slide 77 Slide 78 Slide 79 Slide 80 Slide 81 Slide 82: BOA NOITE