Desempenho Térmico de edificações Aula 12: Diretrizes Construtivas para Habitações no Brasil NBR15220

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1 Desempenho Térmico de edificações NBR15220 PROFESSOR Roberto Lamberts ECV 5161 UFSC FLORIANÓPOLIS

2 + objetivos + requisitos usuários + NBR NBR parâmetros e condições de contorno + estratégias passivas + diretrizes construtivas + protótipo habitação popular estrutura introdução NBR15220 parte 3 exemplo 2

3 INTRODUÇÃO + + objetivos + requisitos usuários + NBR Objetivos As normas de desempenho: Buscam atender exigências dos usuários; Estabelecem requisitos e critérios; O estabelecimento do desempenho é São complementares à demais normas. pensado por meio da definição de requisitos, critérios Visam de um lado incentivar e balizar o desenvolvimento e métodos de tecnológico e de outro, orientar a avaliação da eficiência avaliação, permitindo a técnica e econômica das inovações tecnológicas. clara mensuração do 3 seu cumprimento.

4 Requisitos dos Usuários Segurança segurança estrutural segurança contra o fogo segurança no uso e na operação. Habitabilidade estanqueidade conforto térmico conforto acústico conforto lumínico saúde, higiene e qualidade do ar funcionalidade e acessibilidade conforto tátil e antropodinâmico. Sustentabilidade durabilidade manutenibilidade impacto ambiental. desempenho térmico 4

5 NBR

6 NBR PARTE 3 + NBR parâmetros e condições de contorno + estratégias passivas + diretrizes construtivas NBR Visa a adequação climática de habitações unifamiliares de interesse social, com até três pavimentos. + Desempenho térmico de edificações Parte 3: Zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de Estabelece o zoneamento bioclimático brasileiro subdividindo o Brasil em oito Zonas Bioclimáticas. Não tem caráter normativo, apenas orientativo. 6 interesse social.

7 NBR Define as características principais e dá diretrizes construtivas para cada zona bioclimática em relação ao tamanho das janelas, ao sombreamento necessário, ao tipo ideal de paredes e coberturas e também às estratégias bioclimáticas mais recomendadas para o local. Anexo A: 330 cidades cujos climas foram classificados Anexo B: Metodologia adotada na determinação do zoneamento Anexo C: Informações sobre as diretrizes construtivas recomendadas para adequação da edificação ao clima local Anexo D: Informações sobre transmitância térmica, capacidade térmica e atraso térmico de algumas paredes e coberturas 7

8 Parâmetros e condições de contorno Tamanho das aberturas Proteção das Aberturas Vedações Externas Estratégias passivas Tamanho das aberturas Pequenas 10% < A piso < 15% Médias 15% < A piso < 25% Grandes A piso > 40% Paredes Transmitância (W/m²K) Atraso Térmico (h) Fator Solar (%) < 3,00 < 4,30 < 5,00 Refletora < 3,60 < 4,30 < 4,00 Pesada < 2,20 > 6,50 < 3,50 Cobertura isolada Refletora Transmitância (W/m²K) Atraso Térmico (h) Fator Solar (%) < 2,00 < 3,30 < 6,50 < 2,30 < 3,30 < 6,50 Pesada < 2,00 > 6,50 < 6,50 8

9 Estratégias de condicionamento térmico passivo Carta Bioclimática adaptada 9

10 Diretrizes construtivas ZB1 Tamanho aberturas Médias (15% < A < 25%) Sombreamento abert. Paredes externas Coberturas Est. cond. passivo inverno Est. cond. Passivo verão Cidade ex. Permitir sol no inverno leve isolada U < 3W/m².K φ < 4,3h FS < 5% U < 2W/m².K φ < 3,3h FS < 6,5% Aquecim. solar da edif. Inércia térmica interna Curitiba, Lajes 10

11 Diretrizes construtivas ZB2 Tamanho aberturas Médias (15% < A < 25%) Sombreamento abert. Paredes externas Coberturas Est. cond. passivo inverno Est. cond. Passivo verão Cidade ex. Permitir sol no inverno leve isolada U < 3W/m².K φ < 4,3h FS < 5% U < 2W/m².K φ < 3,3h FS < 6,5% Aquecim. solar da edif. Inércia térmica interna Ventilação cruzada Porto Alegre, Pelotas 11

12 Diretrizes construtivas ZB3 Tamanho aberturas Médias (15% < A < 25%) Sombreamento abert. Paredes externas Coberturas Est. cond. passivo inverno Est. cond. Passivo verão Cidade ex. Permitir sol no inverno refletora isolada U < 3,6W/m².K φ < 4,3h FS < 4% U < 2W/m².K φ < 3,3h FS < 6,5% Aquecim. solar da edif. Inércia térmica interna Ventilação cruzada São Paolo, Florianópolis 12

13 Diretrizes construtivas ZB4 Tamanho aberturas Médias (15% < A < 25%) Sombreamento abert. Paredes externas Coberturas Est. cond. passivo inverno Est. cond. Passivo verão Cidade ex. pesada isolada Sombrear aberturas U < 2,2W/m².K φ > 6,5h FS < 3,5% U < 2W/m².K φ < 3,3h FS < 6,5% Aquecim. solar da edif. Inércia térmica interna Resf. Evap + Massa Térm. Ventilação seletiva Brasília, Ribeirão Preto 13

14 Diretrizes construtivas ZB5 Tamanho aberturas Médias (15% < A < 25%) Sombreamento abert. Paredes externas Coberturas Est. cond. passivo inverno Est. cond. Passivo verão Cidade ex. refletora isolada Sombrear aberturas U < 3,6W/m².K φ < 4,3h FS < 4% U < 2W/m².K φ < 3,3h FS < 6,5% Inércia térmica interna Ventilação cruzada Santos, Niterói 14

15 Diretrizes construtivas ZB6 Tamanho aberturas Médias (15% < A < 25%) Sombreamento abert. Paredes externas Coberturas Est. cond. passivo inverno Est. cond. Passivo verão Cidade ex. Pesada isolada Sombrear aberturas U < 2,2W/m².K φ > 6,5h FS < 3,5% U < 2W/m².K φ < 3,3h FS < 6,5% Inércia térmica interna Resf. Evap. + Massa Térm. Ventilação seletiva Campo Grande, Goiânia 15

16 Diretrizes construtivas ZB7 Tamanho aberturas Pequenas (10% < A < 15%) Sombreamento abert. Paredes externas Coberturas Est. cond. passivo inverno Est. cond. Passivo verão Cidade ex. Pesada pesada Sombrear aberturas U < 2,2W/m².K φ > 6,5h FS < 3,5% U < 2W/m².K φ > 6,5h FS < 6,5% Resf. Evap. + Massa Térm. Ventilação seletiva Cuiabá, Petrolina 16

17 Diretrizes construtivas ZB8 Tamanho aberturas Grandes (A > 40%) Sombreamento abert. Paredes externas Coberturas Est. cond. passivo inverno Est. cond. Passivo verão Cidade ex. refletora refletora Sombrear aberturas U < 3,6W/m².K φ < 4,3h FS < 4% U < 2,3W/m².K φ < 3,3h FS < 6,5% Ventilação cruzada Rio de Janeiro, Salvador 17

18 Diretrizes construtivas ZB1 ZB2 ZB3 ZB4 Tamanho aberturas Médias (15% < A < 25%) Médias Médias Médias Sombreamento abert. Permitir sol no inverno Permitir sol no inverno Permitir sol no inverno Sombrear aberturas Paredes externas Coberturas Est. cond. passivo inverno Est. cond. Passivo verão refletora Pesada isolada isolada isolada isolada Aquecim. solar da edif. Aquecim. solar da edif. Aquecim. solar da edif. Aquecim. solar da edif. Inércia térmica interna Inércia térmica interna Inércia térmica interna Inércia térmica interna Ventilação cruzada Ventilação cruzada Resf. Evap. + massa térm. Ventilação seletiva Cidade ex. Curitiba, Lajes Porto Alegre, Pelotas São Paolo, Florianópolis Brasília, Ribeirão Preto 18

19 Diretrizes construtivas Tamanho aberturas ZB5 ZB6 ZB7 ZB8 Médias (15% < A < 25%) Médias Pequenas (10% < A < 15%) Grandes (A > 40%) Sombreamento abert. Sombrear aberturas Sombrear aberturas Sombrear aberturas Sombrear aberturas Paredes externas Coberturas Est. cond. passivo inverno refletora isolada Inércia térmica interna Pesada isolada Inércia térmica interna Pesada Pesada refletora refletora Est. cond. Passivo verão Ventilação cruzada Resf. Evap. + massa térm. Resf. Evap. + massa térm. Ventilação cruzada. Ventilação seletiva Ventilação seletiva Cidade ex. Santos, Niterói Campo Grande, Goiânia Cuiabá, Petrolina Rio de Janeiro, Salvador 19

20 EXEMPLO + protótipo habitação popular Protótipo habitação popular + Ambientes internos Fachada Leste Fachada Sul Fachada Norte 20

21 Protótipo habitação popular Cálculo tamanho de aberturas Ambiente Área do piso (m²) Área total das aberturas (m²) % Área do piso / ambiente Sala / Cozinha 18 5,51 30,6% Quarto 8,33 3,09 37,1% BWC 3,45 0,62 17,9% 21

22 Protótipo habitação popular Cobertura: Pesada Transmitância (U)= 0,57 W/m²K; Atraso Térmico (φ) = 14,75h; Fator Solar (FS) = 1,83% Telhas cerâmicas + câmara de ar + manta de polietileno aluminizada (e = 2 mm) + laje de concreto, fôrro de pinus Parede: Refletora Transmitância (U)= 3,26 W/m²K; Atraso Térmico (φ) = 3,7h; Fator Solar (FS) = 5,2% Blocos de concreto com cinzas de termo-elétricas + revestimento interno e externo de reboco + α = 0,4 (pintura verde-clara) Mezzanino em Laje de concreto 22

23 Protótipo habitação popular A seguir vai se avaliar o projeto anterior para cada ZB (zona bioclimática) Para isso vai se adotar o seguinte esquema: Requerimentos para cada zona em função da NBR Características + do projeto Alterações a serem feitas no projeto dependendo da zona ZBX Projeto Alterações 23

24 Protótipo habitação popular ZB1 Tamanho aberturas Médias (15% < A < 25%) Sombreamento abert. Paredes externas Coberturas Est. cond. passivo inverno Permitir sol no inverno leve isolada U < 3W/m².K φ < 4,3h FS < 5% U < 2W/m².K φ < 3,3h FS < 6,5% Aquecim. solar da edif. Inércia térmica interna pesada (Laje) ou isolada (S L) Projeto Coz-Sala (A=30,6%), Quarto(A=37,1), WC(17,9%) Recebe sol U = 3,26W/m².K φ = 3,7h FS = 5,21% U = 0,57 Laje/0,64 sem laje φ = 14,75 Laje/2,2 sem laje FS = 1,83 Laje/2,05 sem laje Alterações Reduzir áreas em Cozinha e Sala Reduzir Transmitância Reduzir Fator Solar Reduzir Atraso Térmico Est. cond. Passivo verão Cidade ex. Zona bioclimática 1 Curitiba, Lajes 24

25 Protótipo habitação popular Alteração nas paredes externas para reduzir o (U) e o (FS) Alteração da laje da para reduzir o Atraso Térmico (φ) + Pintura Branca Zona bioclimática 1 25

26 Protótipo habitação popular ZB2 Tamanho aberturas Médias (15% < A < 25%) Sombreamento abert. Paredes externas Coberturas Est. cond. passivo inverno Est. cond. Passivo verão Permitir sol no inverno leve isolada U < 3W/m².K φ < 4,3h FS < 5% U < 2W/m².K φ < 3,3h FS < 6,5% Aquecim. solar da edif. Inércia térmica interna Ventilação cruzada pesada (Laje) ou isolada (S L) Projeto Coz-Sala (A=30,6%), Quarto(A=37,1), WC(17,9%) Recebe sol U = 3,26W/m².K φ = 3,7h FS = 5,21% U = 0,57 Laje/0,64 sem laje φ = 14,75 Laje/2,2 sem laje FS = 1,83 Laje/2,05 sem laje Alterações Reduzir áreas em Cozinha e Sala Reduzir Transmitância Reduzir Fator Solar Reduzir Atraso Térmico Cidade ex. Zona bioclimática 2 Porto Alegre, Pelotas 26

27 Protótipo habitação popular Alteração nas paredes externas para reduzir o (U) e o (FS) Alteração da laje da para reduzir o Atraso Térmico (φ) + Pintura Branca Zona bioclimática 2 27

28 Protótipo habitação popular ZB3 Tamanho aberturas Médias (15% < A < 25%) Sombreamento abert. Paredes externas Coberturas Est. cond. passivo inverno Est. cond. Passivo verão Permitir sol no inverno refletora isolada U < 3,6W/m².K φ < 4,3h FS < 4% U < 2W/m².K φ < 3,3h FS < 6,5% Aquecim. solar da edif. Inércia térmica interna Ventilação cruzada pesada (Laje) ou isolada (S L) Projeto Coz-Sala (A=30,6%), Quarto(A=37,1), WC(17,9%) Recebe sol U = 3,26W/m².K φ = 3,7h FS = 5,21% U = 0,57 Laje/0,64 sem laje φ = 14,75 Laje/2,2 sem laje FS = 1,83 Laje/2,05 sem laje Alterações Reduzir áreas em Cozinha e Sala Reduzir Fator solar Reduzir Atraso Térmico Cidade ex. Zona bioclimática 3 São Paolo, Florianópolis 28

29 Protótipo habitação popular Alteração nas paredes externas para reduzir o (FS) Pintura Branca Alteração da laje da para reduzir o Atraso Térmico (φ) Zona bioclimática 3 29

30 Protótipo habitação popular ZB4 Tamanho aberturas Médias (15% < A < 25%) Sombreamento abert. Paredes externas Coberturas Est. cond. passivo inverno Est. cond. Passivo verão pesada isolada Sombrear aberturas U < 2,2W/m².K φ > 6,5h FS < 3,5% U < 2W/m².K φ < 3,3h FS < 6,5% Aquecim. solar da edif. Inércia térmica interna Resf. Evap + Massa Térm. Ventilação seletiva pesada (Laje) ou isolada (S L) Projeto Coz-Sala (A=30,6%), Quarto(A=37,1), WC(17,9%) Recebe sol U = 3,26W/m².K φ = 3,7h FS = 5,21% U = 0,57 Laje/0,64 sem laje φ = 14,75 Laje/2,2 sem laje FS = 1,83 Laje/2,05 sem laje Alterações Reduzir áreas em Cozinha e Sala Sombrear aberturas Reduzir Transmitância Aumentar Atraso Térmico Reduzir Fator Solar Reduzir Atraso Térmico Cidade ex. Zona bioclimática 4 Brasília, Ribeirão Preto 30

31 Protótipo habitação popular Alteração nas paredes externas para reduzir o (U) e o (FS) e aumentar o (φ) Alteração da laje da para reduzir o Atraso Térmico (φ) + Pintura Branca Zona bioclimática 4 31

32 Protótipo habitação popular ZB5 Tamanho aberturas Médias (15% < A < 25%) Sombreamento abert. Paredes externas Coberturas Est. cond. passivo inverno Est. cond. Passivo verão refletora isolada Sombrear aberturas U < 3,6W/m².K φ < 4,3h FS < 4% U < 2W/m².K φ < 3,3h FS < 6,5% Inércia térmica interna Ventilação cruzada pesada (Laje) ou isolada (S L) Projeto Coz-Sala (A=30,6%), Quarto(A=37,1), WC(17,9%) Recebe sol U = 3,26W/m².K φ = 3,7h FS = 5,21% U = 0,57 Laje/0,64 sem laje φ = 14,75 Laje/2,2 sem laje FS = 1,83 Laje/2,05 sem laje Alterações Reduzir áreas em Cozinha e Sala Sombrear aberturas Reduzir Fator Solar Reduzir Atraso Térmico Cidade ex. Zona bioclimática 5 Santos, Niterói 32

33 Protótipo habitação popular Alteração nas paredes externas para reduzir o (FS) Pintura Branca Alteração da laje da para reduzir o Atraso Térmico (φ) Zona bioclimática 5 33

34 Protótipo habitação popular ZB6 Tamanho aberturas Médias (15% < A < 25%) Sombreamento abert. Paredes externas Coberturas Est. cond. passivo inverno Est. cond. Passivo verão Pesada isolada Sombrear aberturas U < 2,2W/m².K φ > 6,5h FS < 3,5% U < 2W/m².K φ < 3,3h FS < 6,5% Inércia térmica interna Resf. Evap. + Massa Térm. Ventilação seletiva pesada (Laje) ou isolada (S L) Projeto Coz-Sala (A=30,6%), Quarto(A=37,1), WC(17,9%) Recebe sol U = 3,26W/m².K φ = 3,7h FS = 5,21% U = 0,57 Laje/0,64 sem laje φ = 14,75 Laje/2,2 sem laje FS = 1,83 Laje/2,05 sem laje Alterações Reduzir áreas em Cozinha e Sala Sombrear aberturas Reduzir Transmitância Aumentar Atraso Térmico Reduzir Fator Solar Reduzir Atraso Térmico Cidade ex. Zona bioclimática 6 Campo Grande, Goiânia 34

35 Protótipo habitação popular Alteração nas paredes externas para reduzir o (U) e o (FS) e aumentar o (φ) Alteração da laje da para reduzir o Atraso Térmico (φ) + Pintura Branca Zona bioclimática 6 35

36 Protótipo habitação popular ZB7 Tamanho aberturas Pequenas (10% < A < 15%) Sombreamento abert. Paredes externas Coberturas Est. cond. passivo inverno Est. cond. Passivo verão Pesada pesada Sombrear aberturas U < 2,2W/m².K φ > 6,5h FS < 3,5% U < 2W/m².K φ > 6,5h FS < 6,5% Resf. Evap. + Massa Térm. Ventilação seletiva pesada (Laje) ou isolada (S L) Projeto Coz-Sala (A=30,6%), Quarto(A=37,1), WC(17,9%) Recebe sol U = 3,26W/m².K φ = 3,7h FS = 5,21% U = 0,57 Laje/0,64 sem laje φ = 14,75 Laje/2,2 sem laje FS = 1,83 Laje/2,05 sem laje Alterações Reduzir áreas em Cozinha, Sala e banho Sombrear aberturas Reduzir Transmitância Aumentar Atraso Térmico Reduzir Fator Solar Cidade ex. Zona bioclimática 7 Cuiabá, Petrolina 36

37 Protótipo habitação popular Alteração nas paredes externas para reduzir o (U) e o (FS) e aumentar o (φ) Zona bioclimática 7 + Pintura Branca 37

38 Protótipo habitação popular ZB8 Tamanho aberturas Grandes (A > 40%) Sombreamento abert. Paredes externas Coberturas Est. cond. passivo inverno Est. cond. Passivo verão refletora refletora Sombrear aberturas U < 3,6W/m².K φ < 4,3h FS < 4% U < 2,3W/m².K φ < 3,3h FS < 6,5% Ventilação cruzada pesada (Laje) ou isolada (S L) Projeto Coz-Sala (A=30,6%), Quarto(A=37,1), WC(17,9%) Recebe sol U = 3,26W/m².K φ = 3,7h FS = 5,21% U = 0,57 Laje/0,64 sem laje φ = 14,75 Laje/2,2 sem laje FS = 1,83 Laje/2,05 sem laje Alterações Aumentar áreas em Cozinha, Sala e banho Sombrear aberturas Reduzir Fator Solar Reduzir Atraso Térmico Cidade ex. Zona bioclimática 8 Rio de Janeiro, Salvador 38

39 Protótipo habitação popular Alteração nas paredes externas para reduzir o (FS) Pintura Branca Alteração da laje da para reduzir o Atraso Térmico (φ) Zona bioclimática 8

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