Aula 4 CONTROLE DA TEMPERATURA INTERIOR Paredes Coberturas - Aberturas

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1 Universidade Ibirapuera Arquitetura e Urbanismo CONFORTO AMBIENTAL: CLIMA Aula 4 CONTROLE DA TEMPERATURA INTERIOR Paredes Coberturas - Aberturas Profª Mª Claudete Gebara J. Callegaro claudete.callegaro@ibirapuera.edu.br

2 Fontes de calor no interior do edifício: presença humana: varia com atividade; iluminação artificial: variável com o sistema; 100% da potência instalada em caso de lâmpadas incandescentes, 125% em caso de lâmpadas fluorescentes (25% luz absorvida pelas superfícies + 25% calor radiante + 50% dissipação transformada em calor + 25% calor do reator). motores e equipamentos destinados a aquecer e outros com baixa potência (em geral têm menor rendimento, ou seja, perdem mais energia para o ambiente sob forma de calor e ruído); processos industriais que utilizam calor (metais, vidros, plásticos); calor solar: quantidade varia com latitude, data, altitude, nebulosidade, poluição do ar, orientação do plano de incidência, entre outros.

3 RELEMBRANDO... Quanto maior a latitude de um local, menor será a quantidade de radiação solar recebida e, portanto, as temperaturas do ar tenderão a ser menos elevadas. Imagens obtidas em FROTA, 2004, p.19

4 RELEMBRANDO... (em cada dia do ano) ALTURA (em relação ao Norte) (em relação ao Horizonte) ESTRUTURA DA CARTA SOLAR: integração de 4 grandezas

5 RELEMBRANDO... Céu encoberto é a situação adotada para cálculo de iluminação natural e de temperatura do ar externo Menor gradiente entre radiação direta e difusa Laboratório Nacional de Engenharia Civil de Lisboa (LNEC) Cálculo para ex-províncias de Ultramar (África). Fonte: Frota e Schiffer, p.208.

6 RELEMBRANDO... Além do ângulo de incidência dos raios solares sobre o solo, também a espessura da camada atmosférica interfere no clima local. Imagem obtida em FROTA, 2004, p. 21. Quanto maior a latitude de um local, maior será o bloqueio à penetração da radiação solar pela camada atmosférica, reforçando a característica mais fria desse lugar.

7 A intensidade da radiação solar também varia com a altitude do lugar em relação ao nível do mar. São Paulo Quanto mais baixo o lugar, maior a coluna de ar sobre o solo e, portanto, maior obstrução à passagem dos raios solares. s.sapo.pt/ html Fonte: Frota e Schiffer, p. 222.

8 Radiação diária para as condições de São Paulo / orientação - DEZEMBRO (latitude, altitude, nebulosidade, poluição, microclima) Fonte: Frota e Schiffer, p

9 Fonte: Frota e Schiffer, p

10 RELEMBRANDO... TRAÇADO DE MÁSCARA Latitude 30 S Orientação Noroeste PROJETO DE ELEMENTOS PARA CONTROLE DE PENETRAÇÃO DE RADIAÇÃO SOLAR DIRETA NO INTERIOR DOS EDIFÍCIOS

11 As temperaturas podem ser compensadas com a ventilação, que pode promover uma diferença de pressão entre ambiente interior e exterior e, com isso, favorecer trocas térmicas nos 2 sentidos. A ventilação natural pode ser dada pelos ventos e por efeito chaminé (convecção). A pressão do vento sobre o edifício depende de: direção do vento, área exposta às correntes de ar, velocidade do vento, ângulo de incidência. Fonte: Frota e Schiffer, p. 127.

12 O ar é um fluido em estado gasoso e, como todo fluido, seu movimento (escoamento) pode ser: Laminar / lamelar - regular e ordenado; Turbulento / turbilhonado - irregular e desorganizado. A ventilação natural ocorre com o aproveitamento dos ventos, considerados como deslocamento de ar paralelo ao solo, em movimento lamelar. A ventilação por ação dos ventos depende da diferença de pressão e: direção e sentido do fluxo; obstruções à passagem do ar (vizinhos, vegetação, telas); área de abertura de entrada; área de abertura de saída; posição das aberturas em relação ao solo e à cobertura (efeito chaminé) e entre as faces do imóvel (ventilação cruzada). Fonte: Frota e Schiffer, p. 128.

13 O conforto dado pela ventilação depende de alguns cuidados: distanciamento entre obstáculos e a edificação, de maneira a que o vento dominante consiga penetrar no interior da mesma; direção e sentido do fluxo, de modo a evitar que odores indesejados sejam espalhados pelos ambientes; possibilidade de interrupção ou mudança de direção e sentido do fluxo natural por meio de obstáculos exteriores; descontrole por formação de corredores de vento decorrentes do posicionamento de construções posteriores. Fonte: Frota e Schiffer, p. 130 e 134.

14 Fonte: Frota e Schiffer, p. 130 e 134. BENEFÍCIOS DA VEGETAÇÃO PARA CONTROLE DOS VENTOS E DA UMIDADE DO AR

15 O dimensionamento de aberturas para ventilação é feito depois da determinação da taxa de renovação de ar adequada para o clima, a atividade e a lotação. A renovação de ar é calculada em função das necessidades vitais: suprimento de oxigênio; desconcentração de gás carbônico e outros elementos nocivos; desconcentração de odores corporais; umidade do ar. Gráfico elaborado por American Conference of Governnmental Industrial Hygienists (ACGIH) e American Society of Heating, Refrigerating and Air Condictioning Engineers (ASHRAE). Fonte: Frota e Schiffer, p. 223.

16 Em resumo, o conforto térmico de ambientes interiores, por métodos naturais, se dá especialmente por: Controle do calor que entra ou sai do ambiente: principal fonte é a radiação solar direta. Trocas térmicas principalmente por condução: material / sistema de paredes e coberturas. Controle da movimentação do ar: diferença de pressão do ar entre áreas mais quentes e mais frias. Ocorre principalmente pelas aberturas de paredes e coberturas. Propicia trocas térmicas por convecção. A associação do controle do calor e da ventilação resulta em controle da umidade do ar, que também pode ser potencializada pelo uso de vegetação e corpos aquosos.

17 Algumas ações sobre o clima para promover o conforto físico Alta: evaporação Superfícies irregulares (jardim, reentrâncias) temperatura do ar alta x umidade do ar x movimentação do ar material refletivo Baixa: umidificação (jardim, espelho d água) ventilação cruzada radiação direta temperatura do ar baixa x Superfícies irregulares (jardim, reentrâncias) umidade do ar x movimentação do ar evaporação / desumidificação vedação bloqueio

18 SE temperatura radiante alta isolação amortecimento da onda térmica e diminuição da temperatura radiante média da superfície interna do edifício; ENTÃO É PRECISO reduzir temperatura do ar sombreamento bloqueio da entrada de sol direto no edifício (quebra-sol) e da insolação direta das faces externas (volumetria do edifício, vegetação, projeções do entorno). Casa em Bali: clima tropical úmido SE temperatura radiante baixa isolação para que o calor criado internamente não se perca para o ambiente externo ENTÃO É PRECISO aumentar temperatura do ar exposição direta máxima ARQUITETOS+CRIAM+CASA+FEITA+INTEIRA+EM+VIDRO.html

19 Casa de Vidro Lina Bo Bardi, 1951, Morumbi, São Paulo. Quando a opção arquitetônica privilegia a estética (estilo), o panorama (cenário exterior) ou outro elemento, pode ser necessário investir em complementos extras que promovam o conforto físico nos interiores. Alta temperatura radiante Espaços livres internos próximos às janelas Grande massa de vegetação ao redor da construção para redução da temperatura do ar Cortinas para proteção interna (ofuscamento, descoloração, temperatura)

20 A NBR de 2005 (correção em 2008) parte III, ABNT, traz sugestões para o bom desempenho térmico, em cada tipo de clima brasileiro: tamanho das aberturas para ventilação, proteção das aberturas, vedações externas (tipo de parede externa e tipo de cobertura material, espessura, sistema), estratégias de condicionamento térmico passivo (sem equipamentos artificiais eletromecânicos).

21 Imagens obtidas em FROTA e SCHIFFER, 1997, p.42, 43 As superfícies com propriedade de refletir a radiação (cor, brilho) e de irradiar calor (material, densidade, espessura) reduzem as temperaturas internas.

22 Imagens obtidas em FROTA e SCHIFFER, 1997, p. 45, 47 O controle das trocas de calor pelas superfícies de fechamento de edifício é feito pela associação de: capacidade do material de armazenar o calor (inércia térmica) e condição do sistema de retardar a transmissão desse calor entre interior e exterior (isolamento por ventilação e recheios).

23 Imagens obtidas em FROTA e SCHIFFER, 1997, p. 49, 51

24 Leiam: Parte II Categoria 2 Projeto e Conforto Os anexos trazem as informações que nos interessam da NBR /2005 e /2008. JOHN, Vanderley Moacyr; PRADO, Racine Tadeu Araújo (organizadores). Manual Selo Casa Azul: Boas práticas para habitação mais sustentável. Caixa Econômica Federal. São Paulo: Páginas & Letras, Acessível em <

25 REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR de CORBELLA, Oscar; YANNAS, Simos. Em busca de uma Arquitetura Sustentável para os trópicos - conforto ambiental. Rio de Janeiro: Revan, FROTA, A. B; SCHIFFER S. R. Manual de conforto térmico. São Paulo: Nobel, (7ª edição lançada em 2003) HERTZ, John B. Ecotécnicas em Arquitetura: Como projetar nos Trópicos Úmidos do Brasil. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, JOHN, Vanderley Moacyr; PRADO, Racine Tadeu Araújo (organizadores). Manual Selo Casa Azul: Boas práticas para habitação mais sustentável. Caixa Econômica Federal. São Paulo: Páginas & Letras, Obtido em AZUL_CAIXA_versaoweb.pdf LAMBERTS, Roberto. Desempenho Térmico de Edificações. Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis: Labee, Acessível em LENGEN, Johan Van. Manual do Arquiteto Descalço. São Paulo: Empório do Livro, RORIZ, Maurício; GHISI, Enedir; LAMBERTS, Roberto. Uma proposta de norma técnica brasileira sobre desempenho térmico de habitações populares. V Encontro Nacional de Conforto no Ambiente Construídoe II Encontro Latino-Americano de Conforto no Ambiente Construído. Fortaleza 1999.