3 geometria da insolação carta solar (1)

Prévia do material em texto

Universidade Paulista - UNIP 
Graduação em Arquitetura e Urbanismo 
Disciplina: Conforto Ambiental 
Prof. Norma Fonseca Vianna Martins 
Insolação na Arquitetura 
INSOLAÇÃO NA ARQUITETURA 
 Adequar a edificação a seu entorno climático significa, entre 
outros procedimentos, garantir a justa cota de Sol e de ar, de 
forma a oferecer um ambiente propício às atividades ali 
previstas. Para isto, precisamos de algumas noções: 
 
- Climas quentes = Nas localidades onde o clima é 
predominantemente quente, deve-se evitar que a radiação 
solar direta atinja as construções e penetre excessivamente 
nos ambientes, prevenindo-se, assim, ganhos demasiados de 
calor. 
 
- Climas Frios = O oposto acontece nas regiões frias, onde os 
ganhos e armazenamento de calor são necessários. 
 
 
Fonte: A. Frota, S. Schiffer 
INSOLAÇÃO NA ARQUITETURA 
 
Para proteger a envoltória de uma edificação, ou com elementos 
construídos, ou com vegetação, é necessário poder determinar a 
posição do Sol, na época do ano em que se deseja barrar seus 
raios diretos. 
 
Assim temos que recorrer as noções básicas da Geometria da 
Insolação, na qual iremos determinar, graficamente, os ângulos de 
incidência do Sol, em função da latitude, da hora e da época do 
ano. 
 
É preciso determinar a posição do Sol no local em épocas 
marcantes (inverno e verão) e dias e horários importantes 
para o projeto , analisando sua trajetória, e assim barrar ou 
captar a energia solar disponível. 
Fonte: A. Frota, S. Schiffer 
 
Varandas, sacadas, beirais, marquises, toldos, brises, cobogós, os 
instrumentos e as possibilidades de uso são enormes. Entretanto 
todas obedecem à mesma regra : o cálculo da trajetória solar sobre 
a edificação. 
 
Desta forma poderemos trabalhar em planta e em corte a edificação: 
dimensionando as fachadas mais expostas à radiação, os prismas, 
prevendo aberturas, calculando a forma de suas proteções. 
 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
Fonte: A. Frota, S. Schiffer Fonte: Krause, Claudia Barroso-
UFRJ 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO Latitude e Longitude 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO Latitude e Longitude 
A posição de uma localidade A sobre a Terra pode ser especificada a 
partir de sua latitude e de sua longitude. 
 
Longitude 
 
A longitude é medida com relação ao Meridiano de Greenwich. Esse 
meridiano é, por definição, o semicírculo que passa pelos pólos e pelo 
observatório de Greenwich, situado na Inglaterra. As longitudes são 
medidas de 0° a 180°, a leste ou a oeste do Meridiano de Greenwich. 
 
Latitude 
 
A latitude é medida a partir do Equador, imaginando-se que cada ponto 
da superfície da Terra esteja contido em um semicírculo paralelo ao 
Equador e distante deste segundo um ângulo definido pela altura do 
círculo. Mede-se a latitude de 0° a 90° e se dirá que ela é Norte, se 
estiver acima da linha do Equador, e Sul, se estiver abaixo. 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO Movimento Aparente do Sol 
Um observador localizado em um 
ponto qualquer da superfície do 
globo terrestre terá a impressão de 
que é o Sol que se movimenta ao 
redor da Terra, ao longo do dia e do 
ano. 
 
Este efeito, decorrente dos 
movimentos de translação e rotação 
da Terra e da inclinação do eixo da 
Terra (em torno de 23 1⁄2°), é 
denominado Movimento Aparente 
do Sol. 
 
Assim, um observador situado em 
um local do globo terrestre verá o 
Sol se mover ao redor da Terra, 
variando de posição em função da 
época do ano e da hora do dia. 
Fonte: A. Frota, S. Schiffer 
A inclinação dos raios solares 
será diferente para observadores 
situados em latitudes distintas. 
É este ângulo de 23º27' que define a posição dos trópicos fazendo com 
que os dois hemisférios terrestres recebam quantidades diferentes de 
radiação solar ao longo do ano, caracterizando as estações pelos 
solstícios de verão e de inverno ("a" e "c") e pelos equinócios de 
primavera e de outono ("b“ e "d"). 
Fonte: Lambertz 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO Movimento Aparente do Sol 
Altura 
do sol 
no verão 
Altura do 
sol no 
inverno 
Fonte: A. Frota, S. Schiffer 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
A incidência da radiação direta e as sombras geradas por obstruções serão 
estudadas. As proteções solares são utilizadas quando a radiação direta não 
é desejada dentro do ambiente. O traçado das proteções exige o 
conhecimento dos movimentos do Sol e da Terra, e de seus efeitos sob a 
visão do observador na terra. 
 
O movimento de translação da Terra ao redor do Sol determina as quatro 
diferentes estações do ano. 
 
Datas de início das estações do ano para o hemisfério sul. 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
Fonte: LabEEE-UFSC 
Para traçar os diagramas solares, considera-se a Terra fixa e o Sol 
percorrendo a trajetória diária da abóbada celeste, variando de 
caminho em função da época do ano. Nela, vê-se os limites da 
trajetória anual que consistem nos solstícios de inverno de verão, 
enquanto a linha do meio indica o equinócio. 
Movimento aparente do Sol no hemisfério sul: 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
Fonte: Lambertz 
Assim, pode-se traçar os diagramas solares. 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
Fonte: LabEEE-UFSC 
Instrumentos para estudo da Insolação: Carta solar 
Fonte: A. Frota, S. Schiffer 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
A trajetória solar para o 
projeto: 
A posição espacial do Sol pode ser 
reproduzida no projeto se 
soubermos qual a sua altura solar 
-αlfa- e o seu azimute -a. 
 
Se, sobre um ponto do globo, 
marcarmos a direção dos pontos 
cardeais e fizermos uma projeção 
sobre o solo do Sol em 
determinado instante, 
chamaremos de azimute ao ângulo 
plano que esta projeção fará com 
o Norte. E sobre este novo eixo, 
de alfa, ao ângulo relativo à altura 
solar. 
 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
Fonte: Krause, Claudia Barroso-UFRJ 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
Para efeitos de projeto, o que queremos saber é, no período 
desejado, onde está o Sol, ou seja, conhecer a direção de 
seus raios e sobretudo,suas projeções horizontal e vertical 
Fonte: Krause, Claudia Barroso-UFRJ 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
Fonte: Lambertz 
Linhas horizontais 
dos dias do ano, 
escolhidos para 
serem analisados 
(projeções da 
trajetória do sol) 
Linhas verticais 
Horários de cada dia 
analisado. A partir do 
meio dia para a direita 
e para a esquerda 
cada linha representa 
uma hora a menos ou 
a mais ate chegar o 
amanhecer ou o 
entardecer, que ocorre 
num horário diferente 
para cada dia do ano. 
Por do sol 
(18:40h) 
Por do sol 
(18:10h) 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO - Horários de insolação nas fachadas 
Fonte: UFJF 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
GEOMETRIA DO SOL X DESEJABILIDADE/INDESEJABILIDADE 
Horários de insolação nas fachadas 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
Fonte: UFJF 
1- Colocar a fachada 
escolhida (A) com o 
ângulo de sua orientação 
 
2- Escolher o dia 
- dia 22 de junho, a linha 
não toca a fachada, 
então esta recebe sol do 
alvorecer ao por do sol. 
 
-Na linha dos dias 20 out. 
e 23 de fev, a linha 
“toca” na 
fachada, a partir de 
7.50h ate as 16.30h, que 
será o horário em que 
esta fachada receberá 
sol. 
A 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
Fonte: UFJF 
1- Colocar a fachada 
escolhida (D) com o 
ângulo de sua 
orientação. 
 
2- Escolher o dia 
- dia 22 de junho, a 
linha esta por traz do 
edifício, então esta não 
recebe sol nesse dia 
- Na linha dos dias 20 
out. e 23 de fev, esta 
linha “toca” na fachada, 
a partir das 7.30h, quefica na sombra e volta 
a receber sol a partir 
das 16.30h até as 
18.30h . 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
Fonte: UFJF 
1- Colocar a 
fachada escolhida 
(C) com o ângulo 
que ela faz com 
leste 
 
2- Escolher o dia 
 
-dia 22 de junho, a 
e nos demais dias 
do ano, a fachada 
recebe sol desde o 
alvorecer ate meio 
dia, e a partir desse 
horário fica na 
sombra. 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
Fonte: UFJF 
1- Colocar a 
fachada escolhida 
(B) com o ângulo 
que ela faz 
com oeste 
 
2- Escolher o dia 
 
- dia 22 de junho, a 
e nos demais dias 
do ano, a fachada 
fica na sombra ate 
meio dia, e 
a partir desse 
horário recebe sol 
ate que ele se 
ponha. 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
Fonte: UFJF 
Insolação nas fachadas inclinadas 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
Fonte: UFJF 
Com fachadas 
inclinadas o 
procedimento 
é o mesmo, 
coloque cada 
fachada com 
o seu ângulo 
de orientação 
para o Norte. 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
Fonte: UFJF 
Carta solar 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
Transferidor solar 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO 
GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO