CONFORTO AMBIENTAL Nosso papel na sustentabilidade

Transcrição

1 CONFORTO AMBIENTAL Nosso papel na sustentabilidade Conforto higrotérmico dirigido à concepção arquitetônica Parte 1.2 Instrumentos de apoio à decisão de projeto Arq. Cláudia Barroso-Krause, D.Sc. DTC PROARQ FAU/UFRJ

2 Roteiro O conforto, as fontes de desconforto e o usuário O homem, suas necessidades higrotérmicas, a edificação Trocas por radiação entre a construção e o entorno Trocas por condução entre a construção e o entorno Trocas por convecção Os instrumentos de prognóstico para o projeto Resumo das principais diretrizes de projeto Nota : agradecimentos à ELETROBRÁS/PROCEL q através do PLANO DE AÇÃO PARA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM EDIFICAÇÕES: VERTENTE EDUCAÇ

3 OS INSTRUMENTOS DE PROGNÓSTICO PARA O PROJETO

4 Os instrumentos para suporte do trabalho em Térmica das construções variam em função das etapas construtivas a que se destinam. Cada etapa possui suas próprias especificidades que devem ser respeitadas pelos instrumentos de apoio à decisão

5 Assim, a classificação dos instrumentos para conforto higrotérmico segundo as etapas construtivas se dá segundo seu objetivo primário: destinados à térmica de anteprojeto (uso do arquiteto); destinados ao cálculo de carga térmica (uso de engenheiros ecânicos, instaladores..); destinados à gestão energética (uso dos administradores rediais); destinados à auditoria energética (uso das ESCo, ou de seus presentantes)

6 Além do conhecimento de como traduzir as trocas higrotérmicas para o processo projetual, é necessário o conhecimento do potencial de seu entorno climático face às necessidades de seus potenciais usuários para uma correta identificação das trocas mais interessantes na adequação das edificações Neste contexto são apresentados aqui dois instrumentos complementares de apoio às decisões projetuais básicas que visam o suporte à atividade projetual inicial sob o enfoque do conforto higrotérmico: - o diagrama bioclimático de Givoni, para um diagnóstico básico das condições do local de implantação e as principais estratégias - o diagrama solar

7 Diagrama de Givoni O diagrama bioclimático foi desenvolvido por B.Givoni em 1960 e readequado às condições de paises em desenvolvimento em Recentemente foi objeto de um trabalho de processamento informático e gerou o programa Analysis Bio É um excelente instrumento de apoio à escolha das estratégias mais adequadas a serem desenvolvidas quando do processo de concepção arquitetônica do ponto de vista do conforto higrotérmico Fonte:

8 Estratégias bioclimáticas segundo o Diagrama Bioclimático de Givoni 40 V V ' D 30 condensação nas partes frias suor aparente A C 20 H N N ' M M ' 10 frio desidratação E C E C ' C Ressecamento das mucosas

9 Aproveitamento seletivo Proteção Estratégias de insolação: proteção solar ou aproveitamento seletivo? 10 TBU[ C] AQ 10 C TBS[ C] 11 V 4 AC W[ g/ Kg ] Fonte Programa Analysis 2.0 Bio - UFSC - ECV - LabEEE - N zona Estratégias mais eficientes 1 Conforto higrotérmico 2 Ventilação 3 Resfriamento evaporativo 4 Massa térmica para resfriamento 5 Ar condicionado 6 Umidificação 7 Massa térmica e aquecimento solar 8 Aquecimento solar passivo 9 Aquecimento artificial 10 Ventilação + massa térmica para resfriame 11 Vent. + massa térmica para resfr.. + Resfr. 12 Massa térmica para resfriamento. + Resfr.

10 bre um diagrama psicrométrico, que reúne valores de temperatura idade é traçado um polígono que agrupa valores de temperatura umidade que permitem ao corpo humano a manutenção de seu equilíbrio homeotérmico sem esforço. Fora do polígono central C encontram-se situações climáticas associadas à sensações d desconforto higrotérmicas, que podem ser corrigidas ou minoradas se aplicarmos as determinadas estratégias, disponibilizadas em zonas adjacentes e em função da potencialidade climática dos sítios.

11 onas do diagrama de Givoni nforto higrotérmico ntilação sfriamento evaporativo assa térmica para friamento condicionado idificação assa térmica e ecimento solar uecimento solar passivo uecimento artificial entilação + massa térmica para resfriamento entilação + massa térmica para resfriamento + resfriamento evaporativo assa térmica para resfriamento + resfriamento evaporativo

12 O diagrama algumas considerações sobre o usuário: o diagrama foi estabelecido considerando pessoas já aclimatadas, em situação de repouso ou em atividade mais ou menos entárias, vestidas com roupas adequadas de ordem de no máximo 1 clo. bre os limites das estratégias: identifica zonas de conforto em função os valores que encontramos no local de umidade e temperatura do ar. Algumas incorreções quanto a posição dos limites podem ocorrer em grandes altitudes sobre a radiação solar direta incidente: a insolação sobre janelas e paredes é considerada já administrada pelo projeto. É preciso considerar que sua ação será sempre no sentido do movimento de aumento de temperatura interna

13 Ao se marcar no diagrama bioclimático os principais valores de temperatura e umidade de um local, é possível obter um primeiro diagnóstico de seu clima e das melhores estratégias de projeto. Abaixo do limite inferior de temperatura 18 C, as estratégias envolvem o aproveitamento da insolação de forma controlada, assim como acima de 29 C, o sombreamento certamente se faz necessário, a ventilação sendo boa estratégia para os valores superiores de umidade relativa e altas temperaturas A escolha das estratégias deve ser feita em função do tipo e do período de ocupação (meses e horas do dia)

14 O diagrama bioclimático por ocupação, no Rio Estratégias mais eficientes Conforto higrotérmico Ventilação Resfriamento evaporativo Massa térmica para resfriamento Ar condicionado Umidificação Massa térmica e aquecimento solar Aquecimento solar passivo Aquecimento artificial Ventilação + massa térmica para resfriamento Vent. + massa térmica para resfr.. + Resfr. evap. Massa térmica para resfriamento. + Resfr. Evap. o TBU[ C] Creche de bairro, escola com turno da manhã (7 às 13hs), ano inteiro Casa de praia, 24 horas, uso majoritário: 15/12 a 15/02 to Solar TBU[ C] W[ g/ Kg ]

15 Observa-se: Noites menos quentes em lorianópolis. Indicará disposições diferentes da rma de aproveitar ou sombrear a radiação solar incidente

16 O diagrama Solar

17 Para a realização do projeto, é interessante observar no período esejado, onde está o Sol, ou seja, conhecer a direção de seus raios e sobretudo, suas projeções horizontal e vertical Desta forma poderemos trabalhar em planta e em corte a edificação: dimensionando as fachadas mais expostas à radiação, prevendo aberturas, calculando a forma de suas proteções

18 o Diagrama Solar Permite trabalhar a geometria do projeto de forma a usando as informações do diagrama de Givoni estabelecer as melhores relações com a insolação. Em função deste conhecimento é possível administrar o projeto, suas sombras integradas (beirais, brises, varandas) e sua relação com o entorno de forma a captar a radiação solar

19 O valor da radiação solar varia de acordo com a orientação. Ela também varia, de acordo com os dias do ano, pela maior ou menor proximidade e inclinação dos raios solares A posição espacial do Sol pode ser reproduzida no projeto em função da sua altura solar α- e o seu azimute - a. Se sobre um ponto do globo, se marcar a direção dos pontos cardeais e uma projeção sobre o solo do Sol em determinado instante, chega-se ao azimute, o ângulo plano que esta projeção fará com o Norte. E sobre este novo eixo, de α, ao ângulo relativo à altura solar Meio dia solar α Altura solar (em corte normal à fachada) N pontos cardeais e as trajetórias solare a N a 30 22/06 22/06 r do ol S a Azimute (em planta) E Nascer do Sol O /09 8 L21/ /12 22/12 50 α S

20 Ilustração de uma aplicação para 10h dos dias 21/3 ou 24/9 e projeção sobre desenho de Olgyay 55 58º

21 Existem uma infinidade de soluções para as projeções com a mesma eficiência (sobre desenho original de Olgyay, em Hertz)

22 É possível observar que uma fachada com azimute 45 recebe Sol todos os dias da manhã do ano e a tarde em valores horários que vão do meio dia do solstício de verão às 3 horas no solstício de inverno. Fonte: Programa Sol-ar Labee.ufsc.br

23 Postigo isolado varanda quarto quarto pátio sala serv. jogos Fonte: Guide de l archietecture bioclimatique CEE - Altener

24 Fonte: Guide de l archietecture bioclimatique CEE - Altener Insolação como diretriz de projeto inverno

25 Fonte: Guide de l archietecture bioclimatique CEE - Altener Insolação como diretriz de projeto verão

26 RESUMO DAS PRINCIPAIS DIRETRIZES DE PROJETO

27 5 passos comuns ao projeto -Compreender e definir o usuário e seu perfil -Identificar e definir, (localizar e desenhar) o entorno, os elementos do ambiente construído, os elementos sonoros indesejáveis no caminho de acesso aos ventos dominantes favoráveis, elementos significativos dentro do lote - Compreender e discriminar o microclima do projeto - Complementar o projeto com uso das técnicas de eficiência energética sobretudo no tocante ao uso condicionamento mecânico de ar, aquecimento solar (água e ar) -Verificar permanentemente ao longo da concepção, a provável gestão dos espaços gerados, simulando-se ao usuário

28 Conforto ambiental e higrotermia: a questão primordial Status do projeto: climatizado ou não? Usuário clima exterior ocupação exterior As diferentes diretrizes que se impõem conforto garantido internamente isolamento/proteção conforto administrado com o exterior estratégias bioclimáticas