ANÁLISE DO AMBIENTE TÉRMICO DA CANTINA DO BANCO DO BRASIL - AGÊNCIA TRINDADE

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1 ANÁLISE DO AMBIENTE TÉRMICO DA CANTINA DO BANCO DO BRASIL - AGÊNCIA TRINDADE Chrystianne Goulart Mestranda do Dept. de Pós-Graduação em Engenharia de Produção, Centro Tecnológico, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC - Brasil. Prof. Dr. Fernando Oscar Ruttkay Pereira Prof. Dr. do Dept. de Arquitetura e Urbanismo, Centro Tecnológico, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC - Brasil. Maurício Neves Garofalo Mestrando do Dept. de Pós-Graduação de Engenharia Civil, Centro Tecnológico, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC - Brasil. Prof. Dr. Roberto Lamberts Prof. Dr. do Dept. de Engenharia Civil, Centro Tecnológico, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC - Brasil. RESUMO This article relate a case study made in a agency of Brazil Bank, in Florianópolis city. The aim of this research was the analyse of the thermal environment of the Canteen of the Bank, due the usuaries complaints about this environment. Based in the datas obtained with the utilized metodology, was verified that the Canteen didn t give a satisfy thermal comfort to the usuaries of the Bank. Palavras-chave: Thermal environment; Thermal Comfort; Canteen. 1 - INTRODUÇÃO As edificações servem de barreiras entre os principais ciclos climáticos e as atividades das pessoas. Para isso, devem ser projetadas para responder tanto às condições ambientais quanto aos requisitos de conforto dos usuários. Os requisitos de conforto são geralmente definidos através dos quatro parâmetros físicos que caracterizam um ambiente térmico: temperatura do ar; umidade relativa; velocidade do ar e temperatura radiante média. A medida destes parâmetros permite prever-se os índices de conforto dos trabalhadores num determinado ambiente. Este trabalho tem como objeto de estudo a Cantina do Banco do Brasil - Agência Trindade, sendo este ambiente dividido, em duas áreas: a cozinha, utilizada pela copeira, e o refeitório, utilizado pelos demais funcionários da Banco. 2 - OBJETIVO O objetivo deste trabalho foi o de analisar o ambiente térmico da cantina do Banco do Brasil - Agência Trindade, a fim de verificar se este ambiente oferece conforto a seus usuários, conforme recomenda a Norma ISO 7730/84.

2 3 -MATERIAL E MÉTODO As medições foram realizadas com equipamentos apropriados (conforme anexo B da ISO 7726), sendo eles: - termômetro de globo; - dois termômetros de mercúrio comum; - um psicrômetro giratório n. 14; - termo-anemômetro digital. Para se efetuar as medições na Cantina, seguiu-se os seguintes passos: 1) Escolheu-se primeiramente, os pontos para executar-se as medições, conforme figura abaixo: Os pontos P1, P2 e P4 foram escolhidos por serem locais utilizados por pessoas com diferentes atividades e vestimentas, guardas, demais funcionários e copeira, respectivamente; o ponto P3, por também ser utilizado pelos guardas e por apresentar no dia da medição uma corrente de ar. Quanto ao P5, este foi escolhido devido à presença neste local, de uma cafeteira elétrica, que irradia muito calor. 2) Iniciou-se a fase de estabilização dos equipamentos e o reconhecimento do grau de precisão e incertezas da leitura; esta etapa durou 30 minutos; 3) Colocou-se o termômetro de globo (TG) no local da medição, deixando-o aí por 20 minutos (cfe. ISO7726, anexo B); 4) Molhou-se a mecha do TBU, com água de torneira (o ideal seria usar água destilada, Ce. anexo D da ISO7726) e girou-se o psicrômetro por um minuto, a fim de atingir a velocidade de 4 a 5 m/s; 5) Efetuou-se a medida da velocidade do ar, apontando-se o ponto vermelho do sensor par direção de onde vinha o vento(cfe. anexo E da ISO7726). Segurando-se firmemente o aparelho, sem mexer, tomou-se a leitura após 3 segundos. Em alguns pontos houve oscilações no resultado, fazendo-se portanto a média entre três valores obtidos. NOTA: por tratar-se de um ambiente, (cantina), homogêneo de classe C, efetuou-se as medições na altura do abdômen (Cfe. ISO7726), área do corpo de maior massa; sendo que para os pontos; P1 e P3 - mediu-se na altura de 0,90m, por serem estes locais onde as pessoas se sentam em bancos altos; P2 - mediu-se na altura de 0,60m por serem este um local onde as pessoas se sentam em cadeiras;

3 P4 ep5 - mediu-se na altura de 1,10m, uma vez estes são os locais de atividade da copeira que trabalha de pé; 6) Com dois termômetros comuns, um colocado à altura da cabeça e outro à altura do tornozelo da pessoa, tomou-se a leitura (após 10 min) destas duas localidades do corpo, a fim de calcular-se posteriormente, o gradiente térmico; 7) Com estas medições efetuadas, tomou-se a leitura do TG. NOTA: a. Anotou-se também a sensação da copeira em relação ao conforto térmico, em cada horário da medição (que será visto mais adiante). b. As medições foram realizadas das 13:00 às 17:40h do dia , onde mediuse os pontos P1, P2, P3, P4 e P5 no intervalo de 20 minutos cada, sendo que voltou-se a medir todos os parâmetros em cada ponto). Totalizou-se 15 medições. c. A velocidade do ar não foi medida nas direções x, y e z, pois não existiam correntes de ar unidirecionais relevantes na cozinha. 4 - RESULTADOS Os dados obtidos nas medições efetuadas com os equipamentos foram: 13: : : Tab. 1: Dados obtidos no P1. 13: : : Tab. 2: Dados obtidos no P2. 13: : : Tab. 3: Dados obtidos no P3. 14: : : Tab. 4: Dados obtidos no P4. 14: * : : Tab. 5: Dados obtidos no P5.

4 * A TBU no P5, às 14:20, foi alta devido a presença da cafeteira elétrica, que ficou ligada até às 15:00, o que explica a queda do seu valor nos demais horários, deste ponto Sensação Térmica dos Usuários da Cantina: A cada medição, a copeira (cobaia) expressava sua opinião quanto a sua sensação térmica. Suas avaliações foram feitas em função da seguinte escala (Ce. ISO7730): -3(muito frio) +3(muito quente) -2(frio) 0(neutro) +2(quente) -1(levemente frio) +1(levemente quente) A avaliação da copeira, em todos os horários, foi de +3, ou seja, durante todas as horas, na CANTINA ela sentiu muito calor.; Este procedimento foi feito também para alguns usuários que utilizaram a CANTINA durante o período de medições, sendo que todos tiveram a sensação térmica de +2 (calor) Cálculo da Taxa de Metabolismo dos Usuários: Os usuários da cozinha possuem atividades distintas: - A copeira realiza sua atividade de pé, sendo que 25% do tempo, esta atividade é mais leve (93W/m 2 ), enquanto que nos 75% restantes realiza um trabalho mais pesado (116W/m 2 ), por isso seu metabolismo é de: (93w/m 2 x 0,25) + (116W/m 2 x 0,75) = 110,25W/m 2 - Os guardas realizam sua atividade de pé, relaxados (970W/m2) em 90% das horas de trabalho, sendo que nos 10% restantes estão sentados(58w/m2)quando vão à CANTINA para fazerem as refeições. (70W/m 2 ) + (58W/m 2 ) = 68,8W/m 2 - Os demais funcionários do Banco, homens e mulheres, realizam uma atividade sedentária (70W/m2) em 86% da 7 horas de trabalho, enquanto que nos 14% restantes vão à cozinha para fazer as refeições, ficando sentados e relaxados (58W/m2): (70W/m 2 * 0,860) + (58W/ m 2 ) = 68,32W/m 2 NOTA: os valores de metabolismo, para cada atividade, foram adotados, conforme o anexo B da norma ISO Cálculo da Resistência Térmica da Vestimenta dos Usuários: A copeira, no dia da medição usava uma camiseta sem manga, bermuda ciclista em algodão, sandália e guarda-pó curto, de tergal. Os guardas usavam seu uniforme normal: calça comprida, camisa de manga comprida, boné e sapato. Os funcionários homens, estavam de calça comprida e camisa de manga curta, enquanto que todas as mulheres estavam de camisa de manga curta, e a grande maioria de saia, sendo poucas as que estavam de calça ou bermuda. Com os valores, obtidos pela tabela 4 do anexo C da ISO7730, conforme a combinação aproximada de peças de roupa usadas no dia da medição, obteve-se as seguintes resistências térmicas: - Copeira: 0,516 clo; - Guardas: 0,54 clo; - Homens: 0,47 clo; - Mulheres: 0,46 clo Cálculo da Eficiência Mecânica: Por não ser considerado pela ISO7730, a eficiência mecânica é igual a 0 (zero).

5 4.6 -Cálculo da Temperatura Radiante Média: Segundo o anexo B da norma ISO7726, a trm é obtida através de duas equações, uma de convecção forçada. hcg natural = 1,4x( t/d) 1/4 hcg forçada = 6,3x(Va 0,6 /D 0,4 ) Onde: t = diferença de temperatura entre TBS e TG (em C). d = diâmetro do globo (em metros). Va = velocidade do ar (em metros por segundo). D = diâmetro do globo (em metro). O maior valor entre estas duas equações e o uso, para medição, do globo padrão, ou seja, de diâmetro de 15 cm, determinam para cada ponto, o uso da equação para convecção natural ou da equação forçada, sendo elas: - Equação para convecção: trm = [(tg+273) 4 + 0,4x10 8 tg-ta 1/4 x(tg-ta)] 1/ Equação para convecção forçada: trm = [(tg+273) 4 + 2,5x10 8 xva 0,6 (tg-ta)] 1/4-273 Onde: tg = temperatura do globo (em C) ta = temperatura do ar (em C) va = velocidade do ar (em metros por segundo). Os valores obtidos de Trm, para os diversos horários de medição, paracada um dos 5 pontos, encontram-se nas tabelas 6,7,8,9 e Cálculo da Umidade Relativa do Ar (UR): Através da Carta Psicrométrica (anexo D da ISO7726), em função do TBU e TBS, estimou-se a umidade relativa do ar para cada medição: 13: : : Tab. 6: Dados obtidos no P1. 13: : : Tab. 7: Dados obtidos no P2. 13: : : Tab. 8: Dados obtidos no P3. 14: : :

6 Tab. 9: Dados obtidos no P4. 14: : : Tab. 10: Dados obtidos no P Cálculo do PMV (Voto Médio Predito) e PPD (Percentagem de Pessoas Insatisfeitas): O cálculo do PMV e PPD, para cada ponto, foi feito através do computador, para o qual utilizou-se o programa PMV.EXE Procedimento para entrada de dados: - Entrou-se com o programa PMV.EXE; - Selecionou-se opção manual; - Entrou-se, para cada horário de medição em cada ponto, com os seguintes parâmetros: - Taxa Metabólica (em W/m2); - Resistência Térmica da Vestimenta (em clo); - Temperatura do Ar - TBS (em C); - Temperatura do Bulbo Úmido - TBU (em C); - Temperatura Radiante Média - trm (em C); - Velocidade do Ar (em m/s) Obs: para Var=0 foi usado o valor 0, em função do programa não aceitar o valor 0 (zero) Resultados obtidos para PMV e PPD: 13: : : Tab.11: Valores do P1, com usuário (guarda) vestindo 0,54 clo. 13: : : Tab.12: Valores do P2, com usuário (homens) vestindo 0,47 clo. 13: : : Tab.13: Valores do P2, com usuário (mulheres) vestindo 0,46 clo. 13: :

7 17: Tab.14: Valores do P3, com usuário (guarda) vestindo 0,54 clo. 14: : : Tab.15: Valores do P4, com usuário (copeira) vestindo 0,52 clo. 14: : : Tab.16: Valores do P5, com usuário (copeira) vestindo 0,52 clo. 5 - DISCUSSÃO: Conforme a ISO7730, os valores recomendados para PMV e PPD, para haver conforto térmico, são os seguintes: -0,5<PMV<+0,5 PPD = de ótimo (5%) até o valor aceitável (20%). Comparando-se os valores obtidos com os recomendados pela Norma, observa-se que: Nos pontos 1,3 4 e 5 os índices do PMV ultrapassaram os limites de conforto recomendado pela Norma, ou seja, -0,5<PMV<+0,5, sendo que os valores ficam entre +0,8 e +1,6, os quais indicam que no dia da medição, os usuários destes pontos, respectivamente, sentiam desconforto térmico. Quanto ao PPD, nestes pontos (1,3,4 e 5), obteve-se valores superiores ao aceitável pela Norma, ou seja, maiores que 20%. Vale ressaltar que para os pontos 4 e 5, locais de atividade da copeira, obteve-se os maiores valores tanto para PMV quanto para PPD. Num grupo de pessoas localizadas num destes pontos, vestindo 0,52 clo e com um metabolismo igual a 110,25 W/m 2 mais da metade estariam insatisfeitas (PPD4 = 51,5% e PPD% = 61,4%) quanto ao conforto térmico. Este desconforto seria um pouco maior na localidade do ponto 5, (onde obteve-se os maiores valores para PMV e PPD) no horário entre 14:20 devido à presença da cafeteira elétrica industrial, que irradia muito calor. Como, no dia da medição, este aparelho foi desligado às 15:00, observou-se uma queda nos valores de PMV e PPD para os pontos 4 e 5, explicam a sensação de muito calor (+3) citada pela copeira durante todos os horários da medição; considerando-se os seguintes fatores: atividade realizada; roupas usadas; idade; sexo e aclimatação. Já para o ponto 2, os valores de PMV estão dentro dos limites da Norma, - 0,5<PMV<+0,5, com exceção do valor medido às 13:20h, onde obteve-se pmv = 0,6. Nos demais horários de medição, os usuários, tanto os homens quanto as mulheres estavam confortáveis termicamente. O índice PPD no ponto 2 está dentro do valor aceitável pela Norma, sendo os valores obtidos inferiores à 20%, o que indica que 80% dos usuários do local estavam satisfeitos com o estado de conforto térmico. Pode-se observar, através dos valores obtidos neste ponto, que a porcentagem de pessoas insatisfeitas, foi menor para as mulheres, devido à resistência térmica da roupa que estas usavam ser menor que a dos homens.

8 Verifica-se também, através dos dados citados, que as variáveis que tiveram maior influência na Porcentagem de Insatisfeitos, foram os índices de resistência térmica da vestimenta, a taxa metabólica (nível de atividade) e velocidade do ar, já que os demais parâmetros (TBS, TBU, trm) apresentam valores aproximados em cada horário de medição, ou seja, em cada ponto. A velocidade do ar, no caso estudado contribuiu consideravelmente no conforto, ou seja, quanto maior a velocidade do ar no ambiente, maior foi a porcentagem de pessoas satisfeitas. Observa-se também, quanto ao cálculo dos erros nos valores do índices PMV e PPD, que o maior erro de medição se deu em função dos cálculos do metabolismo e da Resistência Térmica, sendo que no ponto 5 (às 17:40) obteve-se o maior erro. OBS: Convém ressaltar que: - Todas as medidas foram obtidas numa tarde de outono (19/04), tendo o dia as seguintes características: - Umidade relativa do ar =à tarde: 50% ; à noite: 90% - Temperatura mínima do ar = 18,2 C - Dia parcialmente nublado - Vento leste e sul fraco e moderado. As conclusões acima foram feitas de acordo com os dados obtidos no dia que foram realizadas as medições, podendo variar em outras estações do ano - (verão, inverno, primavera). 6 - BIBLIOGRAFIA: - FROTA, A.B. & SCHIFFER, S.R. Manual de Conforto Térmico. São Paulo: Nobel, ISO Thermal Environment - Instruments and Methods for Measuring Physical Quantities, ISO Moderate Thermal Environment Determination of the PMV and PPD Indices and Specifications of the Conditions for Thermal Comfort, SNYDER, J.C. & CATANESE, A. Introdução à Arquitetura. Rio de Janeiro, Campus, 1984.