Física da edificação - Térmica -

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1 Física da edificação - Térmica -

2 Física da Edificação Calor Luz Natural Umidade Conforto Térmico

3 Estrutura da disciplina Físicia da Edificação F.E. 2014/1 Exercício Aula Introdução Planejamento Integrado Clima e edificação Clima externo Clima interno Balanço energético da edificação Conforto Ambiental Transmitância NBR Transmissão Princípios da termodinâmica NBR Técnicas construtivas Vidros Técnicas de iluminação

4 Noções básicas da física da edificação: Influências no planejamento Clima Externo (Θ amb, E glob, w, φ) Proteção contra calor e umidade Uso da luz antural Janela U-, g-, τ-wert Uso passivo da energia solar Clima interno (Θ R,φ) Parede externa Transmitância térrmica Proteção térmica e ofuscamento Massa térmica Acústica Isolamento acústico Ventilação Ruído Proteção contra calor e umidade

5 Planejamento integrado Especialista em Instalações Prediais Engenheiro Eletricista CONSTRUTORA Arquiteto Gerente de projeto Equipe de Projeto Engenheiro estrutural Eletrotécnico Energy designer Engenheiro mecânico

6 Física da edificação Condições de entorno Localização e fatores climáticos chuva sol vento água Dezembro

7 Clima e edificação Ártico Frio e seco Implantação densa Construção compacta Zoneamento Europa Central Clima temperado Evitar sombreamento, Orientação sul Construção compacta Zoneamento Massa térmica Deserto Quente e seco Implantação densa Construção compacta Grande massa térmica Pequenas aberturas Clima tropical Quente e úmido Materiais leves Telhado ventilado Ventilação cruzada Sombreamento

8 Osuna Housing, Sevilha Inverno Conceito de Ventilação Verão Fonte: Herzog, Solar Energy in Architecture and Urban Planing

9 Clima tropical Floresta tropical

10 Clima tropical Chumbe Island, Zanzibar Trópicos Planejamento e projeto Prof. Krusche TU - Braunschweig

11 Clima tropical Ilha Nova Caledônia Centro Cultural Jean-Marie Tjibaou, Projeto: Renzo Piano Sombreamento das cabanas pelas torres

12 Clima tropical Centro Cultural Jean-Marie Tjibaou por Renzo Piano Ventilação natural das cabanas e torres

13 Clima Polar Vento Zoneamento Gelo/Neve Estratificação Roupa Ganhos internos Ártico Clima Polar Fonte: Behling Sol Power - Die Evolution der solaren Architektur, Prestel 1996

14 Comparação dos perfis de temperatura de um iglu (ártico) e uma construção de argila (desértico) Temperatura de um Iglu Construão de Argila em área de deserto Temperatura [C ] Temperatura [C ] Tempo [h] Tempo [h] Sob o teto Temperatura média do quarto Temperatura dos pés Temperatura externa Temperatura interna Temperatura superficial do telhado Temperatura Externa

15 Clima Desértico Deserto Quente e seco

16 Biônica Corrente de vento

17 Biônica Estratificação térmica Chaminé Solar

18 Conceito de ventilação passiva: Unidade de produção em Malta Durante o dia Fontee: Schneider, Solararchitektur für Europa

19 Conceito de ventilação passiva: Unidade de produção em Malta Durante à noite Fontee: Schneider, Solararchitektur für Europa

20 Enertopia Dubai

21 Enertopia Dubai Contemporary architecture with traditional Arabic elements

22 Enertopia Dubai photovoltaic as energy supply and shading hot evening wind (north/west) cool morning wind (South/East) adiabatic cooling pool/plants

23 ECO-City MASDAR / Abu Dhabi CO 2 - cidade neutra

24 ECO-City MASDAR / Abu Dhabi Visões / Conceitos futuros

25 Conceitos sustentáveis e resultados de planejamento integrado Exemplo Europeu Clima Temperado (Frio)

26 Influência da orientação solar na demanda de aquecimento (WSVO, EnEV, PH) 160 Demanda anual de aquecimento % (Orientação Sul = 100%) PH EnEV WSVO N NO O SO S SW W NW N Orientação da zona

27 Meteorologia e seus efeitos no projeto Construção do edifício na natureza Características da topografia Influência do macro e micro clima Forma e orientação da edificação Planejamento da Envoltória Exigência estruturais Características dos elementos da envoltória (Telhado, Parede,..) Paredes externas opacas e transparentes Isolamento e medidas de proteção solar Gargas de vento, neve, etc.

28 Influência da topografia na demanda de energia Normal Depressão (Frio) Exposição sul Exposta 100 % 110 % 85 % 115 %

29 Medidas contra sombreamento vizinho Aumentar a distância sem alterar o projeto Alterar o projeto da cobertura Alterar a topografia Escolher orientação sul para possibilitar afastamento menor (altura do sol) Fonte: Umwelt-Leidfaden, BDA

30 Dependência entre ganho solar e a distânica entre edifícios no período de aquecimento Radiação relativa incidente sobre parede da edificação [%] A D Edifício com orientação norte-sul 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Relação distância e altura D/A [-]

31 Máscara solar Juni Juli + Mai August + April September + März Oktober + Februar November + Januar Dezember Altura do Sol Azimute do sol

32 Meteorologia e seus efeitos no projeto Construção do edifício na natureza Características da topografia Influência do macro e micro clima Forma e orientação da edificação Planejamento da Envoltória Exigência estruturais Características dos elementos da envoltória (Telhado, Parede,..) Paredes externas opacas e transparentes Isolamento e medidas de proteção solar Gargas de vento e neve, etc.

33 Morar de forma densa e compacta Siedlung Halen, Bern (Suíça)

34 Compacidade do edifício A Ve = Área de envoltória com volume da edificação condicionado Volume da edificação condicionado

35 Compacidade do edifício Espessura equivalente e não transparente da envoltória [cm] cm + 0,1 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 A/V e -Relação v v 3v U z = 4 m U z = 8 m U z = 12 m Quelle: W. Feist, Das Niedrigenergiehaus + 10 % + 20% + 30% d eq = + 2 cm d eq = + 4 cm d eq = + 6 cm

Fonte: KAWAKAMI (2009)

Fonte: KAWAKAMI (2009) Fonte: KAWAKAMI (2009) Fonte: KAWAKAMI (2009) Fonte: KAWAKAMI (2009) Fonte: KAWAKAMI (2009) Fonte: KAWAKAMI (2009) Fonte: KAWAKAMI (2009) Fonte: KAWAKAMI (2009) Fonte: KAWAKAMI (2009) 4 LEED s no Brasil

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