Projeto e Construção Sustentável. Estratégias bioclimáticas aplicadas ao clima de Sinop-MT

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1 O ProjetEEE (http://www.projeteee.ufsc.br/) foi desenvolvido a partir do questionamento "Como proporcionar menor consumo energético e maior conforto interno ao usuário". O resultado é uma ferramenta gratuita de pré-projeto que indica ao usuário as estratégias bioclimáticas mais adequadas ao seu projeto considerando as características do local, períodos do ano e do dia. Para isto possui uma Biblioteca de conteúdo sobre as estratégias bioclimáticas indicadas, materiais e componentes construtivos e equipamentos eficientes, com exemplos, fotos e aplicações reais, ainda tutoriais e manuais de projeto reunidos em uma interface gráfica simples e amigável Projeto e Construção Sustentável Estratégias bioclimáticas aplicadas ao clima de Projeteee e-oferece-informacoes-bioclimaticas-decidades-brasileiras/ Copyright Projeteee

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3 VENTILAÇÃO NATURAL A ventilação pode exercer três diferentes funções em relação ao ambiente construído: a renovação do ar, o resfriamento psicofisiológico e o resfriamento convectivo. Os sistemas passivos de ventilação baseiam-se em diferenças de pressão para mover o ar fresco através dos edifícios. As diferenças de pressão podem ser causadas pelo vento ou por diferenças de temperatura, o que configura dois tipos principais de ventilação passiva: a ventilação cruzada e a ventilação por efeito chaminé. Estas estratégias também podem ser adotadas conjuntamente em diferentes ambientes de uma mesma edificação. Pelo chamado efeito chaminé, o ar mais frio, mais denso, exerce pressão positiva, o ar mais quente, por tornar-se menos denso, exerce baixa pressão e tende a subir criando correntes de convecção. Estratégias bioclimáticas Na ventilação cruzada exploram-se os efeitos de pressão negativa e positiva que o vento exerce sobre a edificação ou qualquer outro anteparo. Para proporcionar uma boa ventilação natural é preciso posicionar as aberturas em zonas de pressão oposta. A ventilação cruzada promove a remoção do calor por acelerar as trocas por convecção e também contribui para melhoria da sensação térmica dos ocupantes por elevar os níveis de evaporação. A taxa na qual o ar flui através de um ambiente retirando o calor, é função da área de entrada e saída de ar, da velocidade do vento e da direção do vento em relação às aberturas.

4 A quantidade de calor removido por determinada taxa de fluxo de ar depende da diferença de temperatura entre o interior e o exterior. Por isso a geração de calor interna também é decisiva no desempenho do edifício naturalmente ventilado. Os objetivos e o projeto de sistemas passivos de ventilação devem variar de acordo com o padrão de uso da edificação e com o clima local, considerando a variação das condições de vento em função do relevo e obstruções vizinhas. Na edificação a qualidade do projeto dos sistemas passivos de ventilação está intimamente ligada ao projeto dos espaços internos e do tamanho e colocação das aberturas. É importante salientar que a ventilação natural é ineficaz para reduzir a umidade do ar que penetra no ambiente. Isto limita a eficiência da aplicação da ventilação natural em climas de umidade relativa do ar muito elevada. Estratégias bioclimáticas

5 A zona 2 da Carta Bioclimática corresponde a ventilação, que deve ser utilizada quando a temperatura interior ultrapassar os 29 ºC ou a umidade relativa for superior a 80%. Existe a zona de ventilação diurna e a de ventilação noturna. Em regiões onde a temperatura diurna é maior que 29 ºC e a umidade relativa inferior a 60%, o resfriamento convectivo noturno é mais adequado, evitando o ar quente diurno e aproveitando o ar fresco noturno para resfriar o interior da edificação.

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11 Ventilação natural em se aplica 57,45% das horas do ano Verão 39% de aplicabilidade Outono 26 % de aplicabilidade Inverno - 6% de aplicabilidade Primavera 30% de aplicabilidade Dia 49% de aplicabilidade Noite 51 % de aplicabilidade

12 TIPOS DE VENTILAÇÃO NATURAL

13 TIPOS DE VENTILAÇÃO NATURAL

14 TIPOS DE VENTILAÇÃO NATURAL

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17 TORRE DE RESFRIAMENTO EVAPORATIVO

18 Sombreamento em se aplica 29,68% das horas do ano. Apresenta 43,5% das horas diurnas com sol. Verão 28% de aplicabilidade Outono 21 % de aplicabilidade Inverno - 24% de aplicabilidade Primavera 27% de aplicabilidade

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20 SOMBREAMENTO O sombreamento é uma estratégia fundamental para redução dos ganhos solares através do envelope da edificação. Uma proteção solar corretamente projetada deve evitar os ganhos solares nos períodos mais quentes, do dia e do ano, sem obstruílos no inverno e sem prejudicar a iluminação natural através das aberturas. Uma proteção solar mal projetada pode obstruir além da radiação solar direta, uma porção da abóbada celeste que possibilitaria o uso da luz difusa do céu para iluminação natural. Para tanto, é necessário que o projetista conheça a geometria solar de inverno e verão em relação ao lugar de implantação dos edifícios. Dependendo da localização do edifício a própria sombra provocada por áreas construídas ou massas de vegetação vizinhas pode minimizar a necessidade de sombreamento em certas fachadas. Estratégias bioclimáticas Portanto, é muito importante que o estudo da insolação também considere o entorno da área edificada, para posteriormente planejar a orientação da edificação e as proteções necessárias às fachadas

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22 Resfriamento evaporativo se aplica 12,58% das horas do ano. Verão 2% de aplicabilidade Outono 15 % de aplicabilidade Inverno - 65% de aplicabilidade Primavera 18% de aplicabilidade Dia 90% de aplicabilidade Noite 10 % de aplicabilidade

23 RESFRIAMENTO EVAPORATIVO Na Zona Bioclimática 3 da Carta Bioclimática, encontra-se a Zona de Resfriamento Evaporativo. A evaporação da água pode reduzir a temperatura e aumentar a umidade relativa de um ambiente. Isso ocorre porque parte da radiação líquida disponível é utilizada para transformar água líquida em vapor d água, sobrando menos energia para aquecer o ambiente. Por isso as fontes, espelhos d água, cascatas, asperssores de jatos d água, borrifos de água com tubulação encanada por sobre coberturas de telhas cerâmicas são elementos que auxiliam a reduzir a temperatura pelo processo evaporativo e aumentam a umidade relativa. Porém esse recurso é aconselhável para climas em que a temperatura de bulbo úmido (TBU) máxima não exceda 24 ºC Estratégias bioclimáticas e a temperatura de bulbo seco (TBS) máxima não ultrapasse os 44 ºC para que não haja acúmulo de vapor de água. A ventilação é um recurso apropriado para que não ocorra esse acúmulo. O excesso de umidade no ar é uma condição desfavorável às condições de conforto ao ser humano. Quando a temperatura for inferior a 27ºC e a umidade relativa muito baixa, o ar seco também causa sensação de desconforto, sendo recomendável a umidificação do ambiente, porém com cuidado para que não ocorra desconforto térmico no resfriamento do ambiente pelo processo evaporativo.

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25 RESFRIAMENTO EVAPORATIVO O resfriamento evaporativo é um dos mais antigos e mais eficientes métodos de se refrigerar uma edificação em climas secos. É considerado um processo ambientalmente eficiente, já que não utiliza gazes nocivos ao ozônio, e dispende um quarto da energia utilizada em condicionamento de ar durante os meses mais quentes do ano. O processo físico do resfriamento evaporativo baseia-se no processo de evaporação da água que configura uma mudança de estado físico que consome energia. Cada grama de água evaporada sem adição de calor externo retira do ar ambiente, ou do material sobre o qual a evaporação acontece, aproximadamente 2,5 kj/g. O grau de resfriamento é determinado pela velocidade da evaporação, quanto mais rápido o processo da evaporação maior a queda de temperatura. Estratégias bioclimáticas A taxa de evaporação em um espaço aberto será mais rápida quanto maior a área superficial da água e a velocidade do ar, e menor for a umidade relativa do ar. O resfriamento evaporativo pode ser direto ou indireto. No resfriamento direto o ar é umidificado enquanto sua temperatura é reduzida. O objetivo do sistema é fazer com que a água evapore controladamente dentro do ambiente, ou seja, adicionando a quantidade correta de água para atingir resfriamento, umidificação ou melhoria da qualidade do ar no ambiente.

26 RESFRIAMENTO EVAPORATIVO A utilização deste sistema deve ser feita em concordância com os sistemas de ventilação (a renovação de ar natural através das aberturas, ou mecânica através de exaustores), pois a velocidade do ar é responsável pelo aumento da velocidade de evaporação. Quanto mais seco for o clima maior será a aplicabilidade de tais sistemas. Quando o ar se torna saturado, o processo de evaporação cessa e consequentemente a queda de temperatura. No resfriamento evaporativo direto a temperatura interna dependerá da taxa do fluxo de ar resfriado, da qualidade térmica do edifício e do seu ganho solar. Existem vários tipos de resfriamento evaporativo direto. Estes podem ser passivos ou ativos de baixo custo energético. No sistema de resfriamento evaporativo indireto o ar interno não é umidificado. Estratégias bioclimáticas No sistema indireto o ar pode ser resfriado evaporativamente e depois de passar por um trocador de calor resfriado, ser introduzido mecanicamente no ambiente. Outro método é o resfriamento de um elemento do edifício por evaporação, fazendo com que este elemento funcione como um captador de calor.

27 Resfriador evaporativo compacto Este tipo de sistema apresenta-se em forma compacta semelhante a um condicionador de ar de janela podendo ser instalado no interior do ambiente a ser resfriado. Nele o ar externo é insuflado e resfriado evaporativamente através da passagem por uma almofada de fibra de celulose umedecida pela circulação de água por uma pequena bomba. Um pequeno reservatório é mantido no interior do aparelho para recirculação de água. Com o auxílio do insuflador o ar resfriado penetra no ambiente interno. Estratégias bioclimáticas

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29 Referencias CEOTTO, L. H. Empreendimentos Imobiliários Sustentáveis - Viabilidade, Projeto e Execução. Slides de palestra. Disponível em: enrique_ceotto.pdf Projeteee. Copyright Projeteee

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