ANÁLISE SAZONAL DO CONFORTO TÉRMICO HUMANO NA CIDADE DE SÃO PAULO/SP

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1 ANÁLISE SAZONAL DO CONFORTO TÉRMO HUMANO NA CIDADE DE SÃO PAULO/SP Nedel, A. 1 ; Gonçalves, F. L. T. 1 ; Cardoso M.R.A 2 ; Equipe do Projeto Chiado 2 RESUMO: Este estudo teve por objetivo analisar o Conforto Térmico Humano (CTH) em domicílios da cidade de São Paulo, durante as quatro estações climáticas do ano de 05. A temperatura (T) e umidade relativa do ar (UR) foram medidas no interior das residências de recém-nascidos participantes de um estudo de coorte na cidade. Foi utilizado o índice de Temperatura Efetiva (TE), que considera em seu cálculo essas variáveis e, dessa forma, foi possível simular diferentes cenários climáticos internos diários. Os resultados mostraram que a estação do outono foi confortável para 75% dos casos analisados, principalmente durante as tardes. Durante o inverno, o período das manhãs mostrou-se desconfortável (stress térmico) devido ao frio para 90 % das residências. Para a primavera, as manhãs apresentaram desconforto em relação ao frio e as tardes foram consideradas bastante confortáveis. Durante o verão, na maioria das casas,nas manhãs observou-se a situação de conforto e, no período das tardes, maior desconforto devido ao calor. ABSTRACT: The aim of this study was to analyze the thermal comfort in households in the Sao Paulo city, during the four seasons of the year 05. Indoor air temperature and relative humidity were measured in the homes of newborns participating in a cohort study in the city. It was used the effective temperature index (TE), which allowed the simulation of different daily indoor climatic scenarios. Results showed that the Autumn season was comfortable for 75% of the houses analized, mainly at the afternoons. In the Winter season, the mornings were uncomfortable (thermal stress) due to cold for 90% of the homes. In the Spring, the mornings were uncomfortable by cold and the afternoons were quite comfortable. During the Summer, it was observed a comfortable situation in the mornings in most homes and, in the afternoons, thermal stress by hot was noted. Palavras chave: Conforto Térmico Humano, Temperatura Efetiva. INTRODUÇÃO As aceitabilidades térmicas de um ambiente e a percepção de conforto ou desconforto estão relacionadas à produção de calor pelo metabolismo do corpo, que é transferido para o ambiente a fim de manter a função vital corporal, resultando em uma sensação psicológica e uma temperatura corporal. Esse calor transferido é influenciado por fatores ambientais (temperatura do ar, radiação térmica, umidade relativa e velocidade do ar) e por fatores pessoais (tipo de atividade física e tipo de vestimenta). Segundo Fanger (1972), uma pessoa encontra-se confortada termicamente quando todo o calor produzido, ou ganho pelo corpo humano, for igual à quantidade de calor perdida ao meio exterior pelo mesmo corpo e na mesma proporção, afim de o corpo manter um balanço de energia. Com uma visão mais prática, a ASHRA (Sociedade Americana de Saúde, Engenharia de Refrigeração e Ar Condicionado), órgão referência quando se trata do estabelecimento de condições 1 Departamento de Ciências Atmosféricas - IAG/USP,Rua do Matão,, Cidade Universitária - São Paulo SP, e- mail: asnedel@model.iag.usp.br; 2 - Faculdade de Saúde Pública Departamento de Epidemiologia P/USP

2 de Conforto Térmico estipulou padrões para a ocupação humana em ambientes indoor. Tal padrão, denominado padrão 55, descreve as zonas de neutralidade térmica de determinado ambiente. Sua proposta é especificar uma combinação entre um ambiente indoor e fatores pessoais que possam produzir condições termicamente aceitáveis (conforto térmico) para no mínimo 0% dos ocupantes de determinado ambiente (ASHRAE, 1992). MATERIAIS E MÉTODOS Este estudo foi desenvolvido na cidade de São Paulo para todo o ano de 05, inserido em um estudo de coorte de crianças recém nascidas - Projeto Chiado, que objetiva estudar a influência da poluição atmosférica gerada pelo tráfego de veículos, e a sua interação com a exposição a condições meteorológicas e ambientais intradomiciliares adversas, no desenvolvimento das doenças sibilantes, alergia e sensibilização atópica em crianças residentes no município de São Paulo. A coleta dos dados das variáveis meteorológicas (temperatura do ar e umidade relativa) foram realizadas no interior de 0 residências, contabilizando um total de 1192 dias de medidas. As medições foram realizadas com um termohigrógrafo analógico, modelo , marca Oaktom, em períodos de sete dias consecutivos. Utilizou-se para calcular o Conforto Térmico Humano (CTH) e para verificar (embora que empiricamente) a sensação térmica das residências, o índice de Temperatura Efetiva (TE) desenvolvido por Missenard (1937). A seguinte expressão matemática foi utilizada: TE = T 0.(T- 10)(1-UR/100); onde: TE é a temperatura efetiva (ºC), T é a temperatura do bulbo seco e UR é a umidade relativa (%). Os extremos das variáveis, temperatura e umidade relativa, foram usados para simular quatro distintas situações diárias: dias Quentes e Secos (), dias Quentes e Úmidos (), dias Frios e Secos (), dias Frios e Úmidos (). O critério utilizado para classificar o conforto das residências foi o intervalo ºC a 25 ºC, que é sugerido como zona confortável por Fanger (1972), que classifica o conforto térmico em cinco classes, variando desde muito frio até muito quente. Os dados meteorológicos de superfície relativos às variáveis externas: temperatura do ar, umidade relativa e pressão atmosférica foram oriundos da estação meteorológica do IAG/USP, na cidade de São Paulo. RESULTADOS DISCUSSÃO O comportamento e a distribuição do índice de Temperatura Efetiva (TE), para cada estação climática do ano de 05 foi: a) Outono: A Figura 1 (gráficos 1 a ) apresenta a distribuição do índice TE indoor para oito das 2 residências amostradas em 05, durante a estação do outono. Na mesma Figura (gráficos 9 e 10) é apresentado o comportamento de T e UR outdoor (estação do IAG) e seu respectivo índice TE

3 calculado. As casas foram agrupadas duas a duas a fim de analisar como elas responderiam às condições sinóticas, no caso de estarem sendo medidas em um mesmo intervalo de tempo e sob as mesmas influências externas. Esta estação caracterizou-se, de maneira geral, como confortável para 75% das residências (6 casas), porém durante as manhãs é experimentado um leve desconforto em relação ao frio em todas elas (, ). As tardes desta estação apresentaram-se, de acordo com TE, como confortáveis e com temperaturas bastante amenas, oscilando entre 21 e 27ºC (,). É interessante notar que à medida que se aproxima o inverno, o desconforto interno em relação ao frio durante as manhãs tende a aumentar (casas 1351, 1352, 135), chegando a persistir por seis dias seguidos, com temperaturas em torno de 17 C (,, casa 135). Por meio desta análise preliminar observa-se que as residências respondem de formas muito parecidas entre si, especialmente com relação às condições externas, porém ocorrem atrasos diferenciados nas respostas internas para o frio e o calor externos. b) Inverno A Figura 2 (gráficos 1 a ) apresenta o comportamento das diferentes situações do índice TE e o comportamento de oito das 60 residências. A Figura mostra também o comportamento de T e UR externas às casas e seus respectivos índices TE. Durante o inverno na grande maioria das casas (90%) ocorre a situação de desconforto (stress) térmico devido ao frio e este acontece principalmente durante o período das manhãs (). A exceção é a casa 117 que apresenta, praticamente em todo o período medido (sete dias), temperaturas próximas e dentro da zona de conforto nas manhãs e temperaturas confortáveis no período das tardes (/), o que pode ser devido ao início da estação da primavera (/9), quando as temperaturas tendem a ficar mais amenas. Os dias mais frios e, conseqüentemente, de maior stress foram no período de a 27 de junho, quando foi calculado o menor valor para TE: 15ºC durante a manhã do dia (casas 1359 e 1360). Externamente, a temperatura mínima atingiu seu menor valor no dia de julho: 5,2ºC. c) Primavera A Figura 3 (gráficos 1 a ) apresenta a distribuição do índice TE indoor para oito das 71 residências medidas nesta estação. Os gráficos 9 e 10, na mesma figura, apresentam o comportamento de T e UR outdoor (estação do IAG) e seus respectivos índices TE. Pode-se observar que as manhãs dessa estação se apresentaram desconfortáveis e estressantes em relação ao frio () em praticamente todas as residências (90%) e com exceção da casa 16 (gráfico ) que apresentou manhãs confortáveis para quatro dos seis dias analisados. Este desconforto em relação ao frio foi maior na segunda quinzena do mês de setembro, que externamente apresentou temperaturas bastante baixas para o período. No entanto, ao se aproximar da estação de verão (gráficos 7 e ), as manhãs tornam-se mais agradáveis e os dias tendem a ser mais confortáveis. Com relação às tardes da primavera, observou-se que as estas estiveram confortáveis e agradáveis

4 (,), com temperaturas amenas para metade (50%) das residências analisadas. d) Verão A Figura (gráficos 1 a 7) apresenta a distribuição do índice TE indoor para as sete residências estudadas nesta estação. Os gráficos e 9 apresentam o comportamento de T e UR outdoor (estação do IAG) e seus respectivos índices TE. Cabe ressaltar que o período das medidas corresponde ao final da estação do verão (março de 05) e, assim, uma analise preliminar do conforto nos fornece apenas uma idéia parcial do CTH das residências, não sendo representativo para os três meses que compreendem toda a estação de verão. Observa-se que a maioria das residências (60%) apresentou desconforto por calor durante as tardes, combinando altas temperaturas e altas umidades (/). No dia 17 de março o foi atingido o maior stress com o índice TE, alcançando 33ºC, porém tal desconforto foi representativo para apenas quatro (casas 10,1101,1039,97) das sete residências consideradas. Por outro lado duas residências (103,11) apresentaram-se confortáveis em todos os dias analisados. As manhãs dessa estação, de forma geral, caracterizaram-se como confortáveis, embora produzissem sensações de ligeiro desconforto por frio. E exceção foi a casa 109 (gráfico 5), que permaneceu durante os sete dias medidos bastante desconfortável em relação ao frio, chegando a apresentar valores da ordem de 15ºC durante a manhã do dia dezoito. CONCLUSÕES O presente estudo procurou analisar o conforto térmico domiciliar na cidade de São Paulo, durante as quatro estações do ano de 05. Observou-se que existem diferenças consideráveis entre as respostas das residências; com relação à proteção contra o frio ou com relação à falta de ventilação, haja vista que todas elas estiveram expostas às mesmas condições externas. Desta forma, faz-se necessário uma análise mais aprofundada considerando outros critérios de avaliação mais específicos de cada residência, como as características da edificação (cobertura; forro; orientação das janelas e paredes em relação ao sol, etc) e seu uso pelos seus ocupantes. AGRADECIMENTOS O presente trabalho foi realizado com o apoio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnológico, CNPq, Brasil. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFAS (1) ANSI/ASHRAE Standard (1992) Thermal environmental conditions for humam occupancy. Americam Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning engineers. Atlanta. (2) Fanger, P. O. (1972). Thermal confort. McGraw-Hill, new York. (3) Missenard, A., (1937). L Homme at lê climat. Paris

5 1 2 Casa 15 -Outono/05 Casa 13 -Outono/05 -abr 15-abr -abr 17-abr -abr 19-abr 3 Casa Outono/05 -abr 15-abr -abr -abr 17-abr 19-abr Casa 137 -Outono/05 -mai 19-mai -mai 21-mai -mai 23-mai 5 6 Casa Outono/05 19-mai -mai -mai 21-mai 23-mai -mai Casa Outono/05 2-jun 3-jun 7 -jun 5-jun Casa 52 -Outono/05 2-jun 3-jun -jun 5-jun Casa 135 -Outono/05 9-jun 10-jun 1 9 Distribuição Temperatura e Umidade Relativa 10 -jun Estação IAG - Outono/05 13-jun -jun 9-jun 10-jun 1 -jun 13-jun -jun -mai -jun Distribuição do Índice Temperatura Efetiva Estação IAG -Outono/05 Tmín Tmáx URmín URmáx 100 ºC % índice 0 27-abr -abr -abr 27-abr 11-mai -mai 25-mai 15-jun -mai 11-mai Data 15-jun -jun 25-mai -mai Figura 1: Distribuição dos índices TE indoor/outdoor, para o Outono 05. Casa Inverno/05 Casa Inverno/ jun -jun -jun 25-jun 27-jun -jun -jun 2 23-jun -jun -jun 25-jun -jun 27-jun -jun Casa Inverno/05 Casa 1 - Inverno/05 23-jul -jul 25-jul -jul 27-jul -jul 23-jul -jul 25-jul -jul 27-jul -jul 3 Casa Inverno/05 Distribuição do Índice Tem peratura Efetiva (TE) Casa 06 - Inverno/05 5 -ago 25-ago 27-ago -ago -ago 6 -ago 25-ago 27-ago -ago -ago Casa - Inverno/05 Casa Inverno/ set -set 21-set -set -set 21-set -set 19-set -set -set 9 10 Distribuição Temperatura e Umidade Relativa Estação IAG - Inverno/05 Distribuição do Índice Temperatura Efetiva Estação IAG - inverno/05 ºC 19-jul -jul 5-jul -jun 2 Tmín Tmáx URmín URmáx 13-set 6-set -ago 23-ago -ago 9-ago % índice -jul -jul 2-ago -jul 1-ago -set -set -jun Data 15-ago Figura 2: Distribuição dos índices TE indoor/outdoor, para o Inverno 05.

6 Casa Primavera/05 Casa Primavera/05 1 -set -set 29-set -set 27-set 2 -set -set 27-set -set 29-set Casa -Primavera/05 Casa 16 -Prim avera/05 -out 29-out -out 31-out 1-nov 2-nov -out 29-out -out 31-out 1-nov 2-nov 3 Casa 17 -Primavera/05 Casa 35 -Primavera/05 -nov 25-nov -nov 27-nov -nov 29-nov -nov 25-nov -nov 27-nov -nov 29-nov 5 6 Casa 15 -Primavera/05 Casa 13 -Primavera/05 11-dez 10-dez 7 -dez 13-dez 15-dez -dez 10-dez 11-dez -dez 13-dez -dez 15-dez 9 10 Figura 3: Distribuição dos índices TE indoor/outdoor, para a Primavera Distribuição Temperatura e Umidade Relativa Estação IAG - Inverno/05 Distribuição do Índice Temperatura Efetiva Estação IAG - inverno/05 ºC 9 19-jul -jul 5-jul -jun 2 Tmín Tmáx URmín URmáx 2-ago -jul 13-set 6-set -ago 23-ago -ago 9-ago % índice -jul -jul 1-ago -set -set Figura : Distribuição dos índices TE indoor/outdoor para o Verão 05. -jun Data 15-ago