CAPÍTULO INTRODUÇÃO

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1 CAPÍULO CONSDERAÇÕES SOBRE SOLAMENO ÉRMCO DO VESUÁRO Expõem-se os concetos relevntes sobre o solmento érmco do Vestuáro - solmento térmco d cmd superfcl de r ( ), solmento térmco totl ( ), solmento térmco básco ou ntrínseco ( e ) e solmento térmco efectvo ( e e u ) e presentm-se s metodologs pr su estmtv prtr d mss, d áre cobert e d espessur dos tecdos. Defnem-se os prâmetros que quntfcm resstênc evportv e permebldde o vpor de águ. Dscute-se nfluênc d velocdde do vento, d velocdde de pssd e d cção combnd de dos ou ms prâmetros no solmento térmco do vestuáro e descrevem-se os métodos de cálculo de solmento térmco prtr de medções efectuds com mnequns térmcos..1. NRODUÇÃO Ns soceddes ctus, mor ds pessos present no seu quotdno um grnde prte d superfíce corporl cobert com vestuáro (Prsons, 003), rzão pel qul este é lvo de um grnde tenção reflectndo-se su mportânc em múltpls vertentes. No contexto deste trblho, centrdo no estudo de mbentes térmcos fros, função de protecção térmc é nturlmente determnnte, n medd em que o vestuáro confere um resstênc térmc entre o corpo e o mbente, essencl pr mnutenção do equlíbro térmco. Neste sentdo, o conhecmento do solmento térmco proporcondo pelo vestuáro consttu um nformção fundmentl. Os vlores de solmento térmco do vestuáro referem-se o trnsporte de clor sensível e são normlmente expressos num undde própr denomnd o. nclmente

2 .1 ntrodução ntroduzd por Ggge et l. (1941), 1 o equvle 0,155 m ºC/W, e defne o solmento requerdo por um conjunto de vestuáro pr mnter em conforto térmco um ndvíduo sentdo e em repouso num comprtmento com um tempertur do r de 1 ºC, um humdde reltv de 50% e um velocdde do r de 10 cm/s. É mportnte sublnhr que este conceto, pesr de expresso em unddes de resstênc térmc, m ºC/W, report-se à áre totl do corpo humno despdo, A DuBos, e consder o vestuáro unformemente dstrbuído por todo o corpo. Assm, um vez que undde o se refere o efeto do solmento pr totldde do corpo, não se trt de um medd do solmento térmco no sentdo estrto do termo, trduzndo ntes um resstênc méd equvlente entre tod superfíce d pele e o mbente exteror. A ASHRAE (001) dopt letr R pr resstênc térmc do vestuáro express em m ºC/W e letr nos csos em que undde em uso é o o. Os concetos relcondos com troc de clor ltente são tmbém mportntes vsto que o blnço térmco depende ds perds de clor por evporção. N presenç de mbentes térmcos quentes ou fros, em prtculr com elevdos níves de ctvdde, resstênc evportv ds peçs de vestuáro dqure um mportânc crescd um vez que pode lmtr substnclmente o período de exposção se cpcdde do vestuáro pr permtr evporção do suor d superfíce d pele for pequen. Os concetos que dzem respeto à resstênc evportv do vestuáro têm então de ser tdos em cont sempre que se pretendm stuções de conforto térmco num mpl gm de condções mbents e níves de ctvdde. odv, o conhecmento dests propreddes é nd muto lmtdo o contráro do que contece com os prâmetros que quntfcm s trocs de clor sensível. A vlção d resstênc térmc de um peç de vestuáro ou de um conjunto é normlmente efectud com recurso mnequns térmcos ou pessos ctvs. Estes métodos são os ms ndcdos pr vlção do solmento térmco, pos s condções de enso reproduzem de form fdedgn o modo como s peçs de vestuáro são usds (Fonsec, 1970). As vlções levds cbo com pessos ctvs são complexs e presentm um quldde e repetbldde de resultdos menor (Soltynsk et l., 000). Além dsso, o comportmento térmco do vestuáro num pesso ctv é um fenómeno não totlmente compreenddo, dfí de quntfcr e muto do que se conhece é empírco ou resultdo de nvestgções com crácter teórco (Prsons, 003). Assm, o mnequm térmco é o equpmento ms utlzdo pr vlção ds crcterístcs térmcs de vestuáro (SO 990, 1995). Neste contexto, o estudo ds crcterístcs térmcs do vestuáro com mnequns térmcos tem vndo merecer tenção de várs equps de nvestgdores. Pesquss ntensvs têm sdo relzds no Usrem Ntck Lbortores (Usrem, 003 ; Goldmn,

3 Cpítulo Consderções sobre solmento érmco do Vestuáro 1983), n Knss Stte Unversty (McCullough et l., 1983 ; McCullough et l., 1985), n echncl Unversty of Denmrk (Olesen et l., 198) e no grupo Hohensten (Hohensten, 003 ; Umbch, 1988). Recentemente, nvestgção tem vndo estender-se à Escndnáv (Holmér e Nlsson, 1995 ; Mennder, 000, b ; Holnd, 000), ssm como à Polón (Soltynsk et l., 000, 000b), Jpão (mur et l., 1994) e Chn (Zh et l., 001). Reltvmente os procedmentos de vlção, bblogrf ctulmente exstente present város métodos, em prtculr os especfcdos ns Norms SO 990 (1995), EN 34 (004), SO (004) e ASM F 191 (1999). Pr lém de ndcrem metodolog doptd no cálculo do solmento - globl, sére ou prlelo - ests publcções normtvs defnem város prâmetros que quntfcm o solmento térmco, nomedmente o solmento térmco totl ( ), solmento básco ou ntrínseco ( e ) e solmento térmco efectvo ( e e u ). Pernte todos estes concetos, comprção entre vlores de solmento térmco requer especfcção prév de qul metodolog de cálculo e defnção subjcentes. Adconlmente, é necessáro conhecer postur de enso. Vsndo um unformzção de procedmentos, postur pdrão é em pé, pelo que os ddos dsponíves n ltertur se referem normlmente vlores obtdos com os mnequns nquel posção... SOLAMENO ÉRMCO DA CAMADA SUPERFCAL DE AR, A resstênc à trnsferênc de clor por rdção e convecção entre pele, ou superfíce exteror do vestuáro, e o r mbente é desgnd por resstênc térmc d cmd superfcl de r ou de películ, [m ºC/W]. Est resstênc à trnsferênc de clor sensível é express por ( h + h ) conv 1 rd, (.1) em que h conv e h rd [W/m ºC] representm os coefcentes de trnsferênc de clor por convecção e rdção, respectvmente. Est resstênc térmc d cmd superfcl de r é nfluencd pel velocdde do r, pel tempertur superfcl do vestuáro/pele, pel tempertur do r e pel tempertur méd rdnte, sendo normlmente obtdo por v expermentl com recurso mnequns térmcos. Neste cso expressão de cálculo é 3

4 .3 solmento érmco otl, t to, (.) Q& s onde t represent tempertur méd d superfíce do corpo vestdo [ºC], t o tempertur opertv [ºC] e Q & s o fluxo de clor sensível [W/m ]. Os ensos são efectudos com o mnequm nu e pressupõe que os fenómenos convectvos e rdtvos n superfíce de um corpo vestdo são semelhntes os verfcdos num corpo nu (Oguro, 00). l suposção, contudo, não corresponde à reldde sendo dstnts s crcterístcs d cmd de r superfcl num e noutro cso, pelo que o vlor de determndo com o mnequm nu não é equvlente o do mnequm vestdo (Holmér, 001). No Cpítulo 5 procede-se um estudo detlhdo deste prâmetro trvés d su vlção com o mnequm em repouso e em movmento..3. SOLAMENO ÉRMCO OAL, O solmento térmco totl, [m ºC/W] é defndo como resstênc térmc à trnsferênc de clor sensível entre pele e tmosfer mbente, nundo o efeto do umento de áre devdo o vestuáro (f ) (vd. secção.6), e resstênc superfcl n superfíce do corpo vestdo (SO 990, 1995). É obtdo por tsk to, (.3) Q& s onde t sk represent tempertur méd cutâne [ºC]. Est defnção de solmento térmco tem desvntgem de nur resstênc d cmd superfcl de r que é fortemente nfluencd pel velocdde do r e pelo nível térmco, o que sgnfc que o mesmo conjunto de vestuáro pode presentr vlores de solmento dferentes em mbentes térmcos dstntos..4. SOLAMENO ÉRMCO EFECVO, e O solmento térmco efectvo de um conjunto de vestuáro, e [m ºC/W], é defndo como dferenç entre o solmento térmco totl ( ) e resstênc térmc d cmd superfcl de r ( ), 4

5 Cpítulo Consderções sobre solmento érmco do Vestuáro e tsk to Q& s. (.4) No cso de peçs ndvdus, equção propost é dêntc e dfere pens n nomentur utlzd ( u ), u t sk t Q& s o. (.5) É mportnte notr que o solmento térmco efectvo não trduz nenhum conceto físco n medd em que gnor o umento d áre superfcl devdo o vestuáro, responsável por um redução d cpcdde de solmento d cmd superfcl de r. rtse ssm de um conceto empírco, ms que se tem reveldo útl em prtculr pr smplfcção ds equções de cálculo de solmento térmco de conjuntos trvés do somtóro dos vlores ds peçs ndvdus..5. SOLAMENO ÉRMCO BÁSCO OU NRÍNSECO, Os nconvenentes pontdos pr o solmento térmco totl e efectvo são elmndos recorrendo o solmento térmco básco ou ntrínseco, [m ºC/W]. Defndo como resstênc térmc à trnsferênc de clor sensível entre superfíce d pele e superfíce exteror do vestuáro, nundo o fctor de áre do vestuáro (f ), este conceto fornece nformção necessár pr crcterzr termcmente o vestuáro, sendo clculdo prtr d expressão tsk t Q& s. (.6) Est defnção nu s prtes descoberts do corpo, como por exemplo cbeç e s mãos, o que sgnfc que tempertur méd superfcl de um ndvíduo vestdo é nfluencd pel tempertur superfcl do vestuáro e pel tempertur cutâne ds prtes descoberts do corpo. Devdo est defnção especl de solmento térmco do vestuáro, é convenente usr undde o pr exprmr este prâmetro (SO 990, 1995). 5

6 .5 solmento érmco Básco ou ntrínseco, Pr determnr o solmento térmco básco de um conjunto,, é necessáro subtrr o vlor do solmento térmco totl, contrbução devd à resstênc térmc superfcl entre o conjunto do vestuáro e o mbente, f t sk t Q& s o f. (.7) Pr peçs ndvdus o solmento térmco básco é defndo de modo dêntco por f t sk t Q& s o f. (.8) Pr comprção de vlores de solmento obtdos em dferentes estudos, pode ser mportnte conhecer relção entre o solmento básco e efectvo, dd por + e 1. (.9) f O solmento térmco básco,, é o ms dequdo pr crcterzção térmc de conjuntos de vestuáro, sendo por sso o conceto de utlzção ms comum. Deve no entnto tender-se, qulquer que sej defnção utlzr, que um vlção correct ds crcterístcs térmcs de peçs ndvdus ou conjuntos de vestuáro, pressupõe que os ensos efectudos com o mnequm vestdo e nu sejm relzdos ns mesms condções mbents (McCullough, 001). A Fgur Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento..1 lustr os concetos de solmento térmco cbdos de expor. Películ superfcl de r Vestuáro Cmd de r Corpo humno t sk t t Fgur Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento..1 Representção esquemátc ds defnções de solmento térmco:, e 6

7 Cpítulo Consderções sobre solmento érmco do Vestuáro (dptdo de SO DS 990, 004) ESMAVA DO SOLAMENO ÉRMCO BÁSCO Ns plcções prátcs de engenhr, o solmento térmco do vestuáro é normlmente estmdo prtr de tbels em que os vlores lstdos form obtdos prtr de medções relzds com mnequns térmcos. Em prtculr, publcções como McCullough et l. (1985) e Norm SO 990 (1995) contêm tbels de referênc com vlores de solmento de conjuntos de vestuáro, ssm como nformção detlhd sobre peçs ndvdus. Ns stuções em que o vestuáro em estudo não estej contempldo ns tbels exstentes n bblogrf, form ms corrente de estmr o solmento térmco consste em somr os vlores correspondentes às peçs ndvdus. Qundo estes se encontrm defndos em termos efectvos, u, o vlor do solmento do conjunto é obtdo somndo os vlores correspondentes cd peç. McCullough e Jones (1983), sugerem expressão enqunto que Olesen (1985) propõe + 0, 835 u 0, 161, [o], (.10), [o ou m ºC/W], (.11) u sendo est últm expressão doptd pel Norm SO 990 (1995). Pr vestuáro típco de mbentes nterores, s estmtvs bseds em mbs s expressões têm um precsão cetável. A prncpl fonte de ncorrecções resde, nturlmente, n dfculdde de doptr o vlor proprdo pr s peçs ndvdus (ASHRAE, 001). Como exemplo, ASHRAE (001) ndc um precsão de ± 5% se s tbels de referênc forem usds com cuddo. Como o vlor do solmento expresso em termos báscos é sempre superor o correspondente vlor efectvo, estmtv do solmento térmco de um conjunto prtr de vlores de peçs ndvdus é dd por (ASHRAE 55, 199 ; SO 990, 1995), 8 0, [o ou m ºC/W]. (.1) As expressões empírcs presentds são s ms conhecds e form obtds prtr d nálse de um bse de ddos com vlores de solmento de peçs e conjuntos de vestuáro. Apesr de proporconrem um método rápdo e prátco de estmr o solmento térmco, não são teorcmente válds nem devem ser usds em conjuntos de vestuáros de protecção. Por exemplo, qundo um peç de vestuáro é dcond um conjunto e protege prtes do corpo prevmente descoberts, o mpcto no solmento térmco proporcondo pelo novo conjunto 7

8 .6 Fctor de Áre do Vestuáro, f será superor qundo comprdo com stução em que peç ndvdul é colocd por cm de peçs já exstentes, um vez que, neste cso, contrbução pr redução do clor perddo pelo corpo terá menor sgnfcdo. Ou sej, o contrbuto de um peç ndvdul pr o solmento térmco de um conjunto depende, entre outros fctores, d áre cobert pel peç e d posção reltv em relção outrs peçs e à superfíce d pele expost (McCullough, 001). Assm, pesr de o solmento térmco básco de um peç ndvdul de vestuáro presentr um vlor constnte, o umento do nível de solmento por el proporcondo num conjunto não o é. Num outr perspectv, precsão ssocd à estmtv do solmento térmco de conjuntos de vestuáro prtr de tbels de referênc e ds expressões presentds é reltvmente bx. Gvhed et l. (000) num trblho relzdo com o objectvo de testr o uso ds expressões de somtóro, ndcm que 5 entre 6 ndvíduos subestmrm o solmento básco de conjuntos de vestuáro de protecção contr o fro. mbém McCullough et l. (1985) num estudo efectudo com estudntes d áre dos têxtes e vestuáro com conhecmento ds vráves que nfluencm o vlor do solmento e prátc no uso de tbels de referênc, mostr que os lunos não form cpzes de ssocr correctmente s peçs usds um bse de ddos onde constvm os vlores de solmento térmco correspondentes. O efeto d experênc n estmtv do solmento térmco fo nvestgdo por Kähkönen et l. (1990) trvés de um pnel consttuído por 9 ndvíduos, 4 com experênc e 5 prncpntes. Conuírm que, pesr ds dferençs ndvdus sgnfctvs, precsão ds estmtvs form equvlentes nos dos grupos..6. FACOR DE ÁREA DO VESUÁRO, f A utlzção de vestuáro mplc um umento d áre superfcl de um ndvíduo. O fctor correctvo que trduz este umento de áre dsponível pr trnsferênc de clor desgn-se por fctor de áre do vestuáro, f. Este prâmetro dmensonl é defndo como relção entre áre superfcl de um pesso vestd (A ) e nu (A DuBos ), A ADuBos f. (.13) A áre d superfíce corporl pode ser clculd prtr d expressão propost por Fujmoto e Wtnbe (1965), 0, 444 0, 663 A 0188, m h. (.14) DuBos 8

9 Cpítulo Consderções sobre solmento érmco do Vestuáro No entnto, expressão ms utlzd pr determnção d áre superfcl de corpo nu é de DuBos e DuBos (1916), 0, 45 0, 75 A 0, 0 m h, (.15) DuBos onde A DuBos, represent áre superfcl do corpo humno nu [m ], m mss corporl do ndvíduo [kg] e h ltur [m]. O fctor f fo objecto de um número restrto de estudos, encontrndo-se um bo prte dos vlores dsponíves colgdos sob form de tbels n Norm SO 990 (1995) e em McCullough et l. (1985). Este fctor pode ser determndo por métodos fotográfcos trvés d comprção dos regstos do mnequm ou pesso nu e com vestuáro (Fnger, 1970). A áre projectd do ndvíduo ou mnequm é medd em ses drecções e, pr cd drecção, o fctor de áre do vestuáro (f, ) é obtdo pel relção entre áre projectd d pesso ou mnequm vestdo (A, ) e nu (A DuBos, ), f A,,. (.16) A DuBos, O vlor fnl de f corresponde o somtóro dos vlores obtdos em cd drecção f f + f f + + f 3 6. (.17) 6 Este método exge que posção e postur com e sem vestuáro se mntenh nlterável em relção à câmr. Pr lém de dspendos, est metodolog requer muto tempo e os resultdos obtdos não são muto precsos (McCullough et l., 1985). No entnto, Olesen et l. (198) ndcm que melhor proxmção é obtd com este método. Lgers dferençs no corte do vestuáro, n justbldde, n mner como s peçs são vestds, ssm como postur do corpo, são fctores que fectm o vlor de f. Consequentemente, mesm peç de vestuáro pode presentr vlores dstntos de f. Em vrtude ds dfculddes ssocds à medção de f têm sdo fets tenttvs pr estmr este fctor prtr de, um vez que o umento de áre depende d espessur do conjunto de vestuáro e est está relcond com o solmento térmco. Fnger (1970) e Holles e Goldmn (1977) propõem expressão f 1 + 0, 15, [o]. (.18) 9

10 .6 Fctor de Áre do Vestuáro, f Nest bordgem têm sdo sugerds expressões pr peçs ndvdus e pr conjuntos de vestuáro. McCullough e Jones (1983), com bse em ddos colgdos por Sprgue nd Munson (1974), propõem f 1, 0 + 0, 6 1, 0 + 0, 9 pr peçs solds pr conjuntos, [o]. (.19) Os mesmos utores, bsedos em nformção recolhd por McCullough et l. (1983), ndcm f 1, 0 + 0, 43 1, 0 + 0, 34 pr peçs solds pr conjuntos, [o]. (.0) Por su vez, Olesen nd Nelsen (1983) sugerem expressão segunte pr conjuntos f 1 + 0, 6, [o]. (.1) Este tpo de nálse fo retomdo por McCullough et l. (1985) usndo um conjunto representtvo de 115 peçs ndvdus e 60 conjuntos de vestuáro. Os resultdos obtdos ndcm que correlção entre f e é pequen, pelo que estmtv de f pens com bse em, deve ser encrd pens como um proxmção. As expressões proposts neste estudo pr peçs ndvdus e conjuntos são f 1, 0 + 0, 46 1, 0 + 0, 31 pr peçs solds pr conjuntos, [o]. (.) As Norms SO 990 (1995), ASHRAE (001) e SO/R (1993), doptm pr conjuntos de vestuáro expressão empírc propost neste trblho. Qundo express em unddes de resstênc térmc, tom form f 1 + 1, 97, [m ºC/W]. (.3) Por su vez, Norm SO 7730 (1994) estm o fctor f de cordo com o segunte crtéro 30

11 Cpítulo Consderções sobre solmento érmco do Vestuáro f 1 + 1, 9 105, + 0, 645 0, 078 m º > 0, 078 m C / W º C / W, (.4) ou f 1 + 0, 1, , 0, 5 o. (.5) > 0, 5 o Antes de termnr, refr-se que o estudo deste prâmetro contnu merecer tenção de lguns nvestgdores, destcndo-se como exemplos os trblhos desenvolvdos por McCullough et l. (005) e Go et l., (005)..7. ESMAVA DO SOLAMENO ÉRMCO A PARR DA MASSA, DA ÁREA COBERA E DA ESPESSURA DOS ECDOS A mss, áre cobert e espessur dos tecdos que compõem o vestuáro, são vráves que nfluencm o solmento térmco pelo que podem ser usds como ndcdores do desempenho de peçs ndvdus e conjuntos. Por s só, cd um destes prâmetros não fornece um ndcção fável do solmento, contudo, qundo combndos, podem resultr em estmtvs cetáves. Este tpo de exercícos tem vndo ser desenvolvdo por lgums equps de nvestgção. Em relção à mss do vestuáro, m vest, ASHRAE 55 (199), sugere o vlor de 0,35 o/kg, enqunto que Olesen e Nelsen (1983) propõem relção de 0,59 e 0,57 o/kg, respectvmente pr peçs ndvdus e conjuntos de vestuáro, omtndo os sptos. McCullough et l. (1985) ndcm que pr peçs ndvdus relção entre o peso e o solmento é pequen, todv, pr conjuntos, consttu um método cetável de prevsão e pontm pr 0,74 o/kg. Qunto à áre cobert pelo vestuáro, A cob, McCullough et l. (1983) form os prmeros relconr este prâmetro com, tendo proposto expressão u 0, 0083 A 0, 071, (.6) cob em que A cob represent áre superfcl cobert com vestuáro, express em percentgem. 31

12 .7 Estmtv do solmento érmco Prtr d Mss, d Áre Cobert e d Espessur dos ecdos N Norm SO 990 (1995) são presentds s expressões (.7) e (.8) obtds prtr de peçs de vestuáro que presentvm vlores de solmento térmco compreenddos entre 0,0 e 0,5 o e áres coberts entre 5 e 8%, u, A cob 0 u, [m ºC/W], (.7) u,61 10 A cob 0 u, [o]. (.8) Qundo é conhecd espessur do tecdo prtr do qul é fet peç de vestuáro, e tec [m], um estmtv do solmento térmco efectvo pode ser obtd trvés de (SO 990, 1995) 0, A + 0, 17 e A u u cob cob tec tec 0, A + 1, 4 e A cob cob u, [m ºC/W], (.9) u, [o]. (.30) Neste cso, s expressões (.9) e (.30) bsem-se em resultdos obtdos com peçs que presentvm vlores de solmento entre 0,0 e 1,05 o. De notr que espessur do tecdo deve ser medd segundo s especfcções d Norm ASM D 1777 (1996), nomedmente um pressão de 69,1 N/m e um clbre com 7,5 cm de dâmetro. Um nálse ms pormenorzd sobre estmtv do solmento térmco prtr d mss (m vest ), d áre cobert (A cob ) e d espessur dos tecdos (e tec ) que consttuem o vestuáro é efectud por McCullough et l. (1985). Ns bel Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento..1 e bel Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento.. estão colgds s expressões empírcs proposts nest publcção pr peçs ndvdus e conjuntos. bel Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento..1 Expressões empírcs pr estmtv do solmento térmco de peçs ndvdus (dptdo de McCullough et l., 1985) bel Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento.. Expressões empírcs pr estmtv do solmento térmco de conjuntos (dptdo de McCullough et l., 1985) Peçs ndvdus de vestuáro ( 0, 687 mvest ) , ( 0,476 mvest ) ( 0, 961 mvest ) ( 0,740 mvest ) ( 0, Acob ) 0, 083 ( 0, 0179 Acob ) ( 0, 0084 A ) ( 0, 0110 A ) cob Conjuntos de vestuáro cob + 0,351 0, 550 3

13 Cpítulo Consderções sobre solmento érmco do Vestuáro e e e e e e e e ( 0, 010 Acob ) + ( 0, 0431 etec ) 0164, ( 0, 38 mvest ) + ( 0, Acob ) ( 0, Acob ) + ( 0, 01 etec ) ( 0, 386 mvest ) + ( 0, Acob ) ( 0, Acob ) + ( 0, etec Acob ) 0, e ( 0, 43 mvest ) + 0, 50 ( 0, 0653 Acob ) + ( 0, etec Acob ) e ( 0, 61 mvest ) ( 0, 570 mvest ) + 0, 0879 e ( 0, 0160 Acob ) 0, 551 ( 0, 734 mvest ) e ( 0, Acob ) ( 0, 0074 Acob ) 0, 0639 e ( 0, 345 mvest ) + ( 0, 0051 Acob ) ( 0, Acob ) e ( 0, 365 mvest ) + ( 0, 0041 Acob ) ( 0, Acob ) + ( 0, 0446 etec ) 0147, ( 0, Acob ) + ( 0, 049 etec ) ( 0, Acob ) + ( 0, etec Acob ) 0, 0549 ( 0, A ) + ( 0, e A ) cob tec cob 0, 097 0, RESSÊNCA EVAPORAVA E PERMEABLDADE AO VAPOR DE ÁGUA A evporção do suor d superfíce d pele é um dos mecnsmos ms efcentes do sstem termoreguldor do corpo humno. Neste contexto, permebldde o vpor de águ do vestuáro é um crcterístc mportnte, consttundo mesmo um fctor determnnte n presenç de elevdos níves de metbolsmo e/ou qundo s pessos são exposts mbentes térmcos dversos, crcterístcos de stuções de stresse térmco devdo o fro ou o clor. Os concetos ssocdos à trnsferênc de clor ltente são defndos de form nálog os d trnsferênc de clor sensível (vd. Fgur Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento..). A resstênc evportv totl proporcond por peçs ou conjuntos de vestuáro e pel cmd superfcl de r, R e, [m kp/w], é determnd por (SO 990, 1995) Re, psk p Q& e, (.31) p sk e p representm, respectvmente, pressão de vpor de águ n superfíce d onde pele e no mbente [kp], e Q & e o fluxo de clor evportvo n superfíce d pele [W/m ]. 33

14 .8 Resstênc Evportv e Permebldde o Vpor de Águ rnsferênc de clor sensível rnsferênc de clor ltente Convecção Rdção Convecção Condução e Rdção Convecção e Rdção Condução e Rdção Convecção e Rdção Cmd superfcl de r Cmd de vestuáro Cmd de r Cmd de vestuáro 1 Cmd de r 1 Dfusão Dfusão Dfusão Dfusão Superfíce d pele Fgur Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento.. Representção esquemátc d trnsferênc de clor sensível e ltente trvés do vestuáro (dptdo de McCullough et l., 1989). De outr form, resstênc evportv totl é clculd somndo s contrbuções reltvs às cmds de tecdos de vestuáro, R e,e, e à cmd superfcl de r, R e,. No entnto, é normlmente desejável conhecer resstênc evportv ds cmds de tecdo soldmente, um vez que resstênc evportv totl nu cmd superfcl de r que é nfluencd pel velocdde do r. Qundo defnd em termos efectvos, R e,e, é clculd por R e,e R R, (.3) e, e, enqunto que se for express em termos báscos ou ntrínsecos é dd por R e, Re, Re,. (.33) f A resstênc evportv d cmd superfcl de r, R e,, é obtd trvés d expressão R e, 1, (.34) h evp em que h evp [W/m kp] represent o coefcente de trnsferênc de clor por evporção, fctor normlmente determndo prtr d relção de Lews, LR, defnd como 34

15 Cpítulo Consderções sobre solmento érmco do Vestuáro hevp LR. (.35) h conv A relção de Lews não depende d dmensão e form do corpo, d tempertur e velocdde do r, sendo ntes fectd pels propreddes físcs dos gses envolvdos e pel pressão tmosférc (Prsons, 003). No cso do r e vpor de águ, o nível do mr, LR é consderdo constnte e gul 16,5 ºC/kP. As propreddes do vestuáro em relção à trnsferênc de clor ltente são tmbém quntfcds trvés de índces, normlmente relcondos com permebldde o vpor de águ. Um ds crcterístcs do vestuáro é que ele mpede ms trnsferênc de clor evportvo do que trnsferênc de clor sensível (Kerslke, 197). Neste sentdo, Woodcock (196) propôs um ndcdor d performnce evportv de um conjunto de vestuáro, denomndo índce de permebldde o vpor de águ totl, m,. Defndo como rzão entre o fluxo de clor evportvo entre pele e o mbente e o fluxo de clor sensível, comprdo com relção de Lews, é determndo prtr de (ASHRAE, 001) m, ( 1/ R ) ( 1/ ) e,t LR LR R e,. (.36) O índce de permebldde o vpor de águ totl vr de 0 1, correspondendo o extremo nferor um mterl mpermeável. Pr um ndvíduo nu, m, é tpcmente gul 0,5, enqunto que vestuáro comum present um vlor de 0,4, sendo normlmente trbuído vestuáro mpermeável o vlor de 0, (Prsons, 003). Este índce de permebldde pode tmbém ser expresso em termos efectvos, m,e, báscos, m,, e em relção à cmd superfcl de r, m, (McCullough et l., 1989) por m,e m, e, (.37) LR Re,e, (.38) LR Re, m,. (.39) LR Re, Algums ds grndezs trás defnds podem ser quntfcds utlzndo dferentes técncs. Nomedmente, resstênc evportv totl de peçs e conjuntos de vestuáro, R e,, pode ser medd com recurso pessos ctvs ou com mnequns térmcos (SO 990, 1995 ; McCullough et l., 1989). As medções com pessos são normlmente relzds em 35

16 .8 Resstênc Evportv e Permebldde o Vpor de Águ condções relsts, tendo em cont os efetos do movmento do corpo e d velocdde do r, ssumndo-se, pr lém dsso, que evporção do suor ocorre tod n superfíce d pele, embor lgum poss ser bsorvdo pelo vestuáro e evpordo posterormente (SO 990, 1995). Apesr de ctulmente se consttr um crescente nteresse n vlção dos prâmetros que quntfcm s propreddes evportvs de peçs e conjuntos de vestuáro, o número de mnequns e equpmentos dsponíves é nd reduzdo, pelo que lgums equps de nvestgção têm vndo desenvolver esforços no sentdo de propor expressões empírcs pr estmr estes fctores. Ao contráro do que contece pr s grndezs ssocds à trnsferênc de clor sensível, pr os prâmetros relcondos com trnsferênc de clor ltente exstem nd poucos métodos de prevsão. mbém o número de norms neste domíno é lmtdo, pontndo-se pens o cso d ASM F 370 (005) como únc conhecd que trt especfcmente d metodolog de vlção d resstênc evportv de vestuáro com mnequns térmcos com cpcdde de trnsprr. Pr têxtes, porém, s técncs de medção são ms smples, numeross e encontrmse ms desenvolvds. Um revsão dests metodologs fo efectud por McCullough et l., (003), lustrndo Fgur Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento..3 os equpmentos destndos à vlção ds propreddes ssocds à trnsferênc de clor sensível e ltente desenvolvdos pel Mesurement echnology Northwest (MNW). Neste âmbto, refrm-se s Norms SO 1109 (1993), SO (004), ASM F 1868 (000), ASM F 98 (003) e ASM E96 (1999), onde se defnem s especfcções de ensos de resstênc térmc e evportv e de permebldde o vpor de águ. Mecheels e Umbch (1977) usrm um modelo de cálculo undmensonl e multcmd pr estmr resstênc evportv de sstems de vestuáro prtr de ddos de solmento térmco meddos num mnequm, e d permebldde o vpor de águ dos tecdos obtdos com mostrs nos testes pdrão d resstênc térmc e evportv. odv, est técnc não fo nd vldd com medções experments efectuds em mnequns com cpcdde de trnsprr. 36

17 Cpítulo Consderções sobre solmento érmco do Vestuáro Fgur Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento..3 Dspostvos de medção d resstênc térmc dry hot plte (esquerd) e d resstênc evportv skn model-swetng gurded hot plte (dret) (dptdo de MNW herml Newsletter nº 4, 005b). A Norm SO 990 (1995) ndc que resstênc evportv totl, R e,, pode ser estmd prtr do solmento térmco do vestuáro,, e sugere pr vestuáro norml e permeável de um ou dus cmds expressão, R e, 1 1 0, 06 +, ( ) 1. (.40) hconv f Outro método consste em estmr resstênc evportv totl trvés d relção de Lews, LR, e do índce de permebldde, m. Consderndo LR gul 16,5 ºC/kP n expressão (.36), est result em Re, 0, 06 m, 0, 06 m, + f. (.41) A Norm SO 990 (1995) e o Reltóro écnco SO/R (1993), propõem pr o índce de permebldde totl de vestuáro comum e permeável de um ou dus cmds, o vlor de 0,38, pelo que expressão (.41) tom form R + e, 0, 16 (.4) f Por su vez, resstênc evportv d cmd superfcl de r e resstênc evportv ntrínsec, podem tmbém ser estmds prtr d relção de Lews. Consderndo de novo LR gul 16,5 ºC/kP, temos, 37

18 .8 Resstênc Evportv e Permebldde o Vpor de Águ R e, 1 1 0, 06 (.43) h LR h h evp conv conv e, R e,, 06 LR m, m, 0. (.44) Pr vestuáro permeável comum de um ou dus cmds, o termo m, é normlmente dmtdo como sendo gul 0,34 pelo que expressão (.44) se reduz (SO 990, 1995) 018. (.45) R e,, A nformção reltv à resstênc e à permebldde o vpor de águ dsponível n ltertur não é muto bundnte. Pr vestuáro comum, Norm SO 990 (1995) e McCullough et l. (1989) presentm tbels com vlores de referênc. No cso de vestuáro pr plcções especs, nomedmente vestuáro de protecção contr gentes físcos, químcos ou bológcos, o índce de permebldde totl pode ser consdervelmente reduzdo, pelo que se recomend consult de especlsts e um mor prudênc no uso dests expressões empírcs. Ms um vez e no contexto deste trblho, justfc-se um lusão o vestuáro de protecção contr o fro. Normlmente refere-se que este tpo de vestuáro deve possur um bx permebldde o r e bx resstênc o vpor de águ. Em prtculr qundo está presente um componente convectv mportnte, por exemplo em locs de trblho dotdos de evpordores de dmensões geneross, permebldde o r pode desempenhr um ppel relevnte. No que dz respeto à permebldde o vpor de águ, trnsprção e consequente bsorção de vpor de águ pelo vestuáro deve, sempre que possível, ser evtd em vrtude d redução de solmento que provoc. De fcto, em condções muto frs, pssgem do vpor de águ trvés do vestuáro é dfcultd, condensndo e eventulmente té congelndo, no seu nteror. rtndo-se de exposções ntermtentes, típcs ds rotns de trblho em câmrs frgorífcs, ou em condções próxms e superores 0 ºC, o vlor d resstênc o vpor de águ dos tecdos torn-se cd vez ms mportnte e tecdos com um vlor bxo podem contrbur pr melhorr o equlíbro e o conforto térmco (NP ENV 34, 001). 38

19 Cpítulo Consderções sobre solmento érmco do Vestuáro.9. SOLAMENO ÉRMCO EM CONDÇÕES DNÂMCAS A generldde do vestuáro present cmds de r nterns e berturs que permtem trocs de r com o mbente. N presenç de movmento, o mcrom nteror é lterdo, verfcndo-se um umento d convecção entre pele e o vestuáro e entre s cmds de vestuáro. Este fenómeno, que mutos utores de língu ngles desgnm por Pumpng Effect, pode ser denomndo de Efeto de Bombgem. Além dos movmentos nturs do corpo, velocdde de pssd, postur, o nível de ctvdde físc, velocdde do r, cumulção de suor, compressão, espessur, o número de cmds e justbldde do vestuáro, entre outros efetos, contrbuem pr que o solmento térmco resultnte proporcondo pelo vestuáro poss ser consdervelmente reduzdo. O conhecmento de que ests fectm o solmento térmco não é recente, tendo já sdo frmdo por Ggge et l. (1941), Beldng et l. (1947), Beldng (1949) e Pugh (1966) há lgums décds. A dfculdde em quntfcr de form dequd todos estes fctores está ptente n smplcdde com que s dsposções normtvs exstentes ctulmente os consderm. Como exemplos, Norm SO 990 (1995) e o Reltóro écnco SO/R (1993) sugerem, de form smples, um dmnução de 0% no vlor do solmento ( ) pr ctvddes com metbolsmo superor 100 W/m, e 10% pr ctvddes com M 100 W/m. Neste contexto, o precmento de mnequns cpzes de ssumr dferentes posturs e de reproduzr movmentos de pssd representm mrco mportnte e um contrbuto essencl pr obtenção de vlores de solmento térmco ms relsts, n medd em que permtem um vlção ms correct do processo de trnsferênc de clor n presenç de efetos dnâmcos. Em consequênc e dd relevânc lmtd dos vlores de solmento obtdos com os mnequns num condção estátc, est temátc gnhou um novo mpulso n comundde centífc, pelo que nos últmos nos se tem vndo ssstr um nteresse cd vez mor pelo ssunto por prte de várs equps de nvestgdores. Pr lém dos trblhos relzdos com mnequns térmcos, lgums equps procedem tmbém ensos com pessos em condções dnâmcs, consttundo exemplos os trblhos desenvolvdos por Olesen e Nelsen (1984), Nelsen et l. (1985) e Hventh et l. (1990, 1990b). De notr que os concetos de solmento térmco explctdos nos prágrfos precedentes encontrm correspondênc no cso de medções levds cbo com o mnequm em movmento. Pr permtr um dstnção r, o longo do presente trblho é doptd nomentur específc que se lustr recorrendo o conceto de solmento térmco totl. 39

20 .9 solmento érmco em Condções Dnâmcs Enqunto que sgl se refere às condções de enso pdrão (mnequm em pé e estátco), o símbolo, dnâmco dentfc-se com s vlções em condções dnâmcs, termo qu plcdo em sentdo lto um vez que se pode referr os movmentos do corpo, nundo mrch, ou às condções de ncdênc de vento. Qundo s especfcções de enso nuem os movmentos de pssd ou obedecem os requstos d NP ENV 34 (001), nomedmente um velocdde de pssd de 45 ± pssos por mnuto, os concetos de solmento térmco denomnm-se resultntes e dopt-se nomentur, r. Um vez que os movmentos do corpo, em prtculr os ssocdos o cmnhr, consttuem form ms comum de ventlção do vestuáro, nos város estudos que têm vndo ser efectudos este specto é hbtulmente prvlegdo, sendo por vezes conjugdo com um ou ms vráves que nfluencm o solmento térmco. Os resultdos obtdos são normlmente presentdos n form de coefcentes de correcção smples, como expressões empírcs que têm em cont um ou ms vráves, ou de um modo ms elbordo trvés de lgortmos de cálculo bsedos em progrms de computdor. São exemplo os estudos de Afnsev et l. (000) que mostrm um redução de 10% no vlor do solmento térmco de conjuntos de vestuáro de protecção contr o fro sob nfluênc de um velocdde do vento de 1 m/s, e de 33% qundo o mnequm execut movmentos de mrch correspondentes 0,8 m/s. Nlsson et l. (000) ndcm que reltvmente o vlor obtdo com o mnequm térmco ns condções de enso pdrão, redução no solmento pode chegr 70% em resultdo d cção combnd do vento e movmentos do corpo. Por su vez, Holmér e Nlsson (1995) ndcm um dmnução de 0 30% devd pens os movmentos de pssd enqunto que Olesen e Nelsen (1984) nuncm 35 50% de redução devd o cmnhr e à cção do vento (1,1 m/s). De um form gerl pode frmr-se que ordem de grndez d correcção depende d ntensdde d ctvdde, d velocdde do vento e d velocdde d mrch (Holmér, 1991) NFLUÊNCA DA VELOCDADE DO VENO O efeto d velocdde do vento, por s só, tem sdo lvo de um número restrto de estudos. Olesen e Nelsen (1983) medrm o solmento térmco de 8 conjuntos de vestuáro típcos de mbentes nterores, mortrmente com um ou dus cmds. Com o mnequm estátco e em pé, exposto um velocdde de 1,1 m/s, estes utores ndcm expressão dnâmco 1, 03 0, 1 (r 0,88). (.46) 40

21 Cpítulo Consderções sobre solmento érmco do Vestuáro Nlsson et l. (000) estudrm 10 conjuntos de vestuáro de protecção contr o fro com vlores de solmento térmco totl entre,4 e 4,61 o e um permebldde o r entre 1 e 1000 l/m s. A Fgur Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento..4 mostr os resultdos obtdos pr 6 níves de velocdde do vento entre 0,4 e 18 m/s. Observ-se rmente que o efeto d velocdde do vento é centudo pel permebldde do vestuáro. 100 Redução do solmento érmco [%] Permebldde Reduzd (1 l/m s) Permebldde Méd (50 l/m s) Permebldde Elevd (1000 l/m s) Velocdde do Vento [m/s] Fgur Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento..4 Efeto d velocdde do vento n redução do solmento térmco do vestuáro (dptdo de Nlsson et l. 000)..9.. NFLUÊNCA DA VELOCDADE DE PASSADA Qunto à nfluênc d velocdde de pssd no solmento térmco, o estudo trás ctdo de Olesen e Nelsen (1983) sugere equção dnâmco 1, 5 0, 50 (r 0,95). (.47) Km e McCullough (000) num estudo com 30 conjuntos de vestuáro pr mbentes térmcos fros (1,10 < < 3,67 o ; 1,54 < < 4,1 o), ndcm que redução no solmento térmco devdo os movmentos de pssd vrou entre 1 e 51% e propõem s expressões (.48) e (.49) representds n Fgur Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento..5 e n Fgur Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento..6. dnâmco 0, 883 0, 90 (r 0,95), (.48) 41

22 .9 solmento érmco em Condções Dnâmcs dnâmco 0, 893 0, 393 (r 0,95). (.49) 4,0 4,0 3,0 3,0 dnâmco [o ],0 1,0 v dnâmco [o ],0 1,0 0,0 0,0 1,0,0 3,0 4,0 [o ] Fgur Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento..5 versus dnâmco 0,0 0,0 1,0,0 3,0 4,0 5,0 [o ] Fgur Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento..6 versus dnâmco Hventh e Nlsson (004) reunrm nformção de vestuáro obtd por Km e McCullough (000) e Nlsson et l. (000) e propõem expressão, dnâmco 0, 910 0, 371 (r 0,91). (.50) Est nálse fo complementd com nusão dos ddos de vestuáro de trblho obtdos por Hventh et l. (1990, 1990b) (1, < < 1,7 o). A expressão fnl que consder os três estudos é dnâmco 0, 868 0, 55 (r 0,91). (.51) Est equção é bsed num velocdde de mrch compreendd entre 0,8 e 1, m/s, com mor dos ddos studos no ntervlo de 0,8 1 m/s (Hventh e Nlsson, 004). Um dos spectos ms mportntes neste domíno relcon-se com velocdde de pssd, vlorzndo-se por sso o fcto de s pesquss bblográfcs revelrm terem já sdo consderds várs velocddes de mrch. Um dos prmeros estudos efectudos com mnequns em movmento fo relzdo por Nelsen et l. (1985), tendo então utlzdo um velocdde de 3,75 km/h, o que corresponde um velocdde lgermente superor 90 pssos por mnuto. Km e McCullough (000), no já ctdo estudo com 30 conjuntos de vestuáro pr mbentes térmcos fros, fxrm velocdde tmbém nesse vlor (90 pssos por mnuto, 1 m/s). Holmér (001), num estudo com conjuntos de vestuáro de nverno utlzou pr velocdde pdrão 74 pssos por mnuto ( 0,8 m/s). Por su vez, Nlsson et l. 4

23 Cpítulo Consderções sobre solmento érmco do Vestuáro (199) e Holmér et l. (199) empregrm 55 e 30 pssos por mnuto em testes com ndumentárs de trblho e Anttonen (000), em ensos com vestuáro de protecção pr o fro, utlzou 45 pssos por mnuto. Este vlor veo ms trde ser doptdo como velocdde de referênc n NP ENV 34 (001), publcção normtv que especfc os requstos e métodos de enso de solmento térmco de vestuáro de protecção contr o fro. Est norm fo publcd n versão de Norm Europe em Julho de EN 34 (004) -, e corrgu velocdde de teste pr 90 pssos por mnuto EFEO COMBNADO DE VARÁVES Os estudos ms recentes neste domíno têm vndo ser orentdos no sentdo de vlr cção combnd de dus ou ms vráves. A velocdde do r e velocdde de pssd do mnequm, o metbolsmo e permebldde do vestuáro têm sdo os prâmetros ms em foco. Nlsson e Holmér (1997), n sequênc de um estudo efectudo com 9 conjuntos de vestuáro com um máxmo de três cmds, propõem expressão (.5) pr prever o efeto combndo d velocdde de pssd (w s, [m/s]) e d velocdde do vento (v, [m/s]), dnâmco ( 335 v 14 w e s ). (.5) Com o objectvo de vr ntegrr nov versão d Norm SO 7933 e possvelmente tmbém d SO 7730, Holmér et l. (1999) sugerem expressão (.53), váld pr velocdde de mrch té 1, m/s e velocdde do vento entre 0, e 3 m/s, dnâmco (, v + 0, 066 v 378 w + 0, 094 w ) 0 s s e. (.53) Est equção bse-se nos resultdos obtdos por Hventh et l. (1990) e Nlsson e Holmér (1997), exundo neste últmo cso os dos conjuntos de vestuáro de três cmds um vez que se dmtu como mprovável o seu uso em mbentes térmcos quentes. Est expressão é tmbém propost por Holmér e Hventh (001), tendo como bse o mesmo estudo de Hventh et l. (1990) e um outro de Nlsson (1997b) relzdo com 5 conjuntos de vestuáro num mnequm com cpcdde de relzr movmentos de mrch. Neste cso, expressão plc-se pr velocddes de pssd e do vento té 1, e m/s, respectvmente, e compreenddo entre 0 e 1,3 o. 43

24 .9 solmento érmco em Condções Dnâmcs Hventh e Nlsson (004) reunrm nformção dos estudos de Hventh et l. (1990) e Holmér et l. (1999) e ndcm expressão (.54), váld pr vestuáro de trblho (1, o < < 1,84 o), com velocdde de pssd lmtd 1, m/s e velocdde do vento compreendd entre 0,15 e 3,5 m/s, dnâmco ( 81 ( vr 15) + 0, 044 ( vr 15) 49 ws + 0, 176 w e s )(r 0,93). (.54) v r [m/s] represent velocdde reltv do r e tem em cont velocdde de referênc n câmr mátc 1. Segundo SO DS 990 (004) este prâmetro é determndo por [( w v ( cos θ) ) + ( v ( θ) ) ] vr s sn, (.55) em que θ é o ângulo formdo entre drecção d mrch e do vento, sendo 0 no cso de mbos terem mesm drecção. Apresentndo o segundo membro d expressão (.54) n form de um fctor de correcção, corr., equção reduz-se dnâmco corr.. (.56) N Fgur Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento..7 represent-se grfcmente este fctor de correcção. A vlção dnâmc de fo tmbém lvo de tenção nos referdos estudos de Holmér et l. (1999) e Holmér e Hventh (001). Em relção o prmero expressão propost é, dnâmco enqunto que o segundo ndc dnâmco (, v + 0, 46 v 313 w + 0, 097 w ) 0 s s e, (.57) (, 47 v + 0, 047 v 34 w + 0, 117 w ) 0 s s e. (.58) 1 A Norm SO 990 (1995) especfc que velocdde de referênc n câmr mátc é < 0,15 m/s, enqunto que s Norms NP ENV34 (001) e EN34 (004) ndcm um vlor compreenddo em 0,3 e 0,5 m/s. 44

25 Cpítulo Consderções sobre solmento érmco do Vestuáro N usênc de progressão efectv sugere-se que o efeto d movmentção do corpo sej tdo em cont em função do metbolsmo por ( 58) w s 0, 005 M, (.59) em que M [W/m ] represent o metbolsmo. Neste cso, contrbução de w s é lmtd 0,7 m/s. Fgur Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento..7 Fctor de correcção (corr. ) pr ndvíduos vestdos (0 < w s < 1, m/s ; 0,15 < v r < 3,5 m/s) (dptdo de SO DS 990, 004). A nfluênc d permebldde (p) é tmbém consderd em lguns trblhos, sendo normlmente ssocd o efeto d velocdde do vento e d mrch. No estudo de Nlsson et l. (000) (vd. secção.9.1) é propost expressão dnâmco 0, 54 e ( 15 vr ws ) 0, 075 p 0, 06 ln( p) + 0, 5 (r 0,95), (.60) váld pr velocddes do r de 0,4 18 m/s e velocddes de mrch entre 0 e 1, m/s. endo os utores conuído que nfluênc d permebldde é pequen pr velocddes do vento nferores m/s, sugerem um expressão smplfcd consderndo p1 n equção (.60), que result em dnâmco ( 15 v 0 0, 54 e r, w s ) + 0, 5. (.61) Um nov nálse dos resultdos de Nlsson et l. (000) por Hventh e Nlsson (004) resultou n propost d expressão 45

26 .9 solmento érmco em Condções Dnâmcs dnâmco 3 0, 1434 ( 051 ( vr 4) + 0, ( vr 4) 0639 ( ws )) p e )(r 0,968).(.6) Dest form, o fctor de correcção result em 3 0, 1434 ( 051 ( vr 4) + 0, ( vr 4) 0639 ( ws )) p corr. e ), (.63) que se represent grfcmente n Fgur Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento..8. Fgur Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento..8 Fctor de correcção (corr. ) pr vestuáro de protecção contr o fro (0 < w s < 1, m/s ; 0,4 < v r < 18 m/s ; 1 < p < 1000 l/m s) (dptdo de SO DS 990, 004). Pr vestuáro ms lgero (0 < < 0,6 o), SO DS 990 (004) sugere equção 46

27 Cpítulo Consderções sobre solmento érmco do Vestuáro em que dnâmco dnâmco, vestdo dnâmco,vestdo ( 0, 6 ) + dnâmco,nu dnâmco, vestdo (.64) 0, 6 é obtdo prtr d equção (.54) ( 81 ( vr 15) + 0, 044 ( vr 15) 49 ws + 0, 176 w e s ), (.65) e dnâmco,nu é ddo pel equção ( 533 ( v, ), ( v, ), w, w e r r s s ) dnâmco,nu dnâmco,nu corr.. (.66) N Fgur Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento..9 represent-se grfcmente o fctor de correcção corr.. Fgur Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento..9 Fctor de correcção (corr. ) pr ndvíduos nus (0 < w s < 1, m/s ; 0,15 < v r < 3,5 m/s) (dptdo de SO DS 990, 004). Ds várs expressões presentds é convenente destcr s (.51), (.54), (.6), (.64) e (.66) que, segundo Hventh e Nlsson (004), rão ser proposts pr ntegrr nov versão d Norm SO 990. De slentr que s grndezs usds pr descrever trnsferênc de clor ltente são tmbém nfluencds pel velocdde do r e pelos movmentos do corpo. A Norm SO 47

28 .9 solmento érmco em Condções Dnâmcs 990 (1995) sugere que sejm plcds s mesms correcções do solmento térmco do vestuáro, enqunto que SO DS 990 (004) propõe expressão Re, dnâmco Re, (, 3 0, 5 corr. + 1, corr. ) corr.re, 0, (.67) sendo corr. ddo por ( 81 ( vr 15) + 0, 044 ( vr 15) 49 ws + 0, 176 w corr. s e ). (.68) N Fgur Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento..10. represent-se grfcmente o fctor corr.r e,. Fgur Erro! Não exste nenhum texto com o estlo especfcdo no documento..10 Fctor de correcção d resstênc evportv do vestuáro (corr.r e, ) devdo à velocdde do r e movmentos do corpo (0 < w s < 1, m/s ; 0,15 < v r < 3,5 m/s) (dptdo de SO DS 990, 004). Pr correcção dos vlores estátcos é nd sugerdo nest publcção normtv equção Re, dnâmco Re, ( 468 ( vr 15) + 0, 080 ( vr 15) 874 ws + 0, 358 w e s ).(.69) Ests expressões podem ser usds pr peçs ndvdus num gm lrgd de permeblddes o vpor de águ, tendo já sdo demonstrdo que vrção reltv n resstênc o vpor devd os movmentos do corpo e velocdde do vento é smlr (SO DS 990, 004). 48

29 Cpítulo Consderções sobre solmento érmco do Vestuáro.10. MÉODOS DE CÁLCULO DO SOLAMENO ÉRMCO Actulmente consder-se que exstem três métodos de cálculo do solmento térmco totl que se trbuem qu s desgnções Globl, Sére e Prlelo. O método Globl defne um resstênc térmc equvlente pr o corpo todo, clculd prtr d tempertur méd d pele, t sk, e do fluxo médo de clor sensível, Q & s, tsk to Q& s. (.70) rt-se do método convenconl e segundo Hventh (00) represent metodolog de cálculo que melhor se enqudr n defnção de solmento propost pel SO 990 (1995). No cso de um mnequm dvddo em prtes, pode usr-se nformção de cd segmento, ponderndo- pel áre respectv, ou sej, f ( tsk, to ) ( f Q& s, ) ( f tsk, ) ( f Q& s, ) to, (.71) onde f é o fctor de áre d secção, determndo pel rzão entre áre d prte e áre superfcl do corpo nu, obtdo por A ADuBos f. (.7) O método Sére é bsedo em medções efectuds com um mnequm dvddo em prtes. O solmento térmco totl de cd prte do corpo é clculdo seprdmente,,, obtendo-se o vlor globl pelo somtóro, de cordo com um modelo sére, dos vlores prcs ponderdos pels respectvs áres, por f tsk, to, (.73) Q& s, ou ( f ),, (.74) 49

30 .10 Métodos de Cálculo do solmento érmco em que, tsk, to. (.75) Q& s, No método Prlelo o cálculo d resstênc equvlente é efectudo de cordo com o modelo prlelo, obtendo-se prtr d expressão 1 t Q& s, f f sk, t o 1,. (.76) Com o ntuto de melhor esrecer s dferençs exstentes entre os métodos de cálculo já referdos vmos socorrer-nos d nlog eléctrc gerlmente utlzd n modelção de problems de trnsmssão de clor. Atrvés dest nlog é fá ntroduzr os modelos elementres de resstêncs em sére ou em prlelo, sejm els de nturez eléctrc ou térmc. Note-se ssm, que posção reltv ds resstêncs locs o longo do corpo está longe de corresponder um sstem em sére. mbém não se trt de um verddero modelo prlelo, devdo o contcto entre s prtes do corpo e o fcto de o fluxo de clor não ser undrecconl, embor est confgurção se proxme ms d reldde. É mportnte centur que o método de cálculo normlmente referdo n ltertur como prlelo, não trduz o cálculo d resstênc equvlente de cordo com o modelo prlelo. Por este motvo é qu denomndo de Globl, trbundo-se desgnção de Prlelo o método que corresponde o cálculo d resstênc equvlente de cordo com o verddero modelo prlelo. Neste contexto, é nd mportnte relconr s metodologs de cálculo de solmento com os métodos de controlo dos segmentos dos mnequns térmcos. Prtndo d expressão convenconl defnd n SO 990 (1995) - método globl - operndo com o modo de tempertur constnte, expressão reduz-se ( f tsk, ) to tsk to ( f Q& s, ) ( f Q& s, ), (.77) ou, de outro modo, ( f Q& s, ) 1 Q& s, 1 f f, (.78) tsk to tsk, to, 50

31 Cpítulo Consderções sobre solmento érmco do Vestuáro o que corresponde um somtóro ds resstênc locs de cordo com o modelo prlelo. Já se for usdo o fluxo constnte como modo de controlo dos segmentos, expressão do método globl trnsform-se em ( f tsk, ) ( f Q& s, ) to ( f tsk, ) Q& s to sk, o f ( f, ) t t Q& s,, (.79) o que corresponde um somtóro ds resstênc locs de cordo com o modelo sére. Qundo o controlo de cd prte do mnequm térmco se bse n equção de conforto, os resultdos obtdos com os três métodos de cálculo de são dferentes. Alert-se nd pr o fcto de que os vlores dsponíves n bblogrf de referênc, SO 990 (1995), ASHRAE (001), entre outrs, form obtdos com os mnequns operr tempertur constnte, clculndo-se o vlor do solmento térmco totl com o método globl. Estes detlhes devem ser devdmente ssnldos um vez que o seu desconhecmento pode susctr dúvds, consttndo-se frequentemente que os vlores dsponíves n ltertur são usdos sem um conhecmento dequdo d form como form obtdos e d metodolog de cálculo em que se pom. As crcterístcs destes métodos de cálculo serão explords no Cpítulo 6 trvés de um conjunto de medções de solmento térmco de peçs ndvdus e conjuntos de vestuáro. N ltertur encontrm-se poucos estudos levdos cbo com este objectvo, referndo-se como dos ms representtvos os relzdos por Nlsson (1997), Anttonen (000), Holmér (001) e Kuklne et l. (005), pelo que est consttção consttuu motvção sufcente pr relzção deste trblho. Ds pesquss efectuds podem dntr-se lgums prtculrddes dos métodos de cálculo como o pormenor de os resultdos obtdos pelos três métodos ser gul se os város segmentos do mnequm presentrem o mesmo solmento. No entnto, se o clor perddo por um ou ms segmentos for substnclmente nferor o clor perddo pelos restntes, stução crcterístc d mor prte dos conjuntos de vestuáro que presentm um dstrbução não unforme pelo corpo, o resultdo do método em sére é superor (Nlsson, 1997). Anttonen (000), num estudo levdo cbo com vestuáro de protecção contr o fro, chegou à mesm conusão. A dferenç entre os métodos de cálculo pode ser sgnfctv, n ordem de 30% ou superor, e ument com desguldde de solmento entre prtes do corpo (Nlsson, 1997). De cordo com testes relzdos no âmbto do presente trblho com vestuáro de protecção contr o fro, dferenç pode tngr 50% no cso de um peç ndvdul de vestuáro (vd. Cpítulo 6). 51

32 .11 Nots Fns Em conjuntos, s dferençs tendem ser menores, slvgurdndo, obvmente, s stuções de um eventul erro de cálculo ou um noml no enso (Nlsson, 1997). Est prtculrdde pode consttur um vntgem n medd em que pode ndcr que um determndo conjunto de vestuáro present um dstrbução do solmento não unforme. Por outro ldo, se um determndo conjunto for concebdo de form presentr um dstrbução ssmétrc d protecção, o vlor do solmento obtdo com o método sére pode ser bstnte elevdo. Pr lém deste specto, os resultdos de estudos efectudos em dferentes lbortóros mostrrm tmbém um mor vrbldde qundo plcdo este método (McCullough, 001), o contráro do método globl que é ms estável (Nlsson, 1997). De referr que s Norms SO 990 (1995) e ASM F 191 (004), bem como mor prte dos lbortóros de nvestgção nest áre, usm o método globl, enqunto que NP ENV 34 (001) se bse no método em sére. Por seu ldo, EN 34 (004) e SO/CD (004) permtem utlzção ds dus metodologs (vd. Anexo C, bel C.9)..11. NOAS FNAS Os fenómenos ssocdos às grndezs relconds com trnsferênc de clor sensível têm sdo mplmente estuddos e encontrm-se bem descrtos n ltertur, nundo s norms nterncons. No que dz respeto às grndezs usds pr descrever trnsferênc de clor ltente, o desenvolvmento de equpmentos pr su medção é ms recente, consttndo-se que su qusção nd represent um nvestmento só o lcnce de lguns lbortóros. A nformção neste domíno é por sso ms lmtd, o que tmbém tem contrbuído pr despertr o nteresse pelo seu estudo. Após presentção sstemtzd dos város concetos de solmento térmco, fc em berto defnção que melhor trduz performnce do vestuáro:, ou e. Apesr de ltertur presentr normlmente os vlores referentes, Holmér (001) frm que nd não exste hoje em d um ndcção precs sobre qul grndez ms dequd. A complexdde do fenómeno, em prtculr n presenç de efetos dnâmcos, torn dfí su quntfcção, pelo que os esforços d comundde centífc contnurão consderr este tem no futuro. A defnção r d metodolog de cálculo pdrão represent outro desfo que requer consenso, ddo que grndes vrções no vlor de solmento devds o método 5