CONFORTO AMBIENTAL: CLIMA NOÇÕES DE CLIMA

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1 Universidade Ibirapuera Arquitetura e Urbanismo CONFORTO AMBIENTAL: CLIMA NOÇÕES DE CLIMA Condicionantes do clima Dados climáticos e arquitetura Tipos de clima Clima quente e seco - recomendações Clima quente e úmido recomendações Clima temperado recomendações NBR / 2005 para habitações de interesse social TRABALHO EM GRUPO 2º bimestre Profª Claudete Gebara J. Callegaro - Mestranda em Arquitetura e Urbanismo [email protected]

2 [...] o homem é o único mamífero que não possui um ambiente específico para sua espécie, estruturado pela organização de seus próprios instintos. Rheingantz, 2001 A cultura dos povos é praticamente toda construída em função da adaptação do meio ao homem, e vice-versa, e o clima é um dos aspectos principais a considerar. Slide de CAEA- 1ºsem.2013

3 As variações climáticas são percebidas há milhares de anos. Desde a pré-história, já se tinha uma noção das estações do ano, dos ventos auspiciosos, de como se prevenir quanto às secas, de como aproveitar o regime das águas. Slide de CAEA- 1ºsem.2013

4 A radiação solar é a causa de todos os fenômenos climáticos e tem efeito substancial sobre a vida humana. Os principais condicionantes do clima são: Movimentos da Terra: rotação e translação; Posicionamento relativo das áreas terrestres em relação ao Sol: latitude, altitude; Características da crosta terrestre: condutibilidade térmica, albedo, relevo, umidade, INCLUSIVE OCUPAÇÃO HUMANA. Esses condicionantes interagem em escalas diferentes: Macroclima: insolação, nebulosidade, temperatura, ventos, umidade, precipitação; Mesoclima: vegetação, topografia, tipo de solo, obstáculos naturais e artificiais; Microclima: mesmos elementos anteriores, mas em escala tal que o arquiteto possa interferir.

5 INTERAÇÃO ENTRE OS CONDICIONANTES DO CLIMA

6 movimentos aparentes do Sol (dias e noites, estações do ano) latitude: Equador = 0 Polo Norte = 90 Polo Sul = - 90 ou 90 S São Paulo = 23,5 S longitude: Observatório de Greenwich (Inglaterra) = 0 São Paulo = 46 W (west = oeste) Imagem emprestada de

7 movimentos aparentes do Sol latitude longitude A latitude define o ângulo de incidência dos raios solares e o tempo de exposição do lugar às radiações. Slides de CAII, 2º sem 2013

8 isotérmicas do globo distribuição de continentes e oceanos FROTA e SCHIFFER, 1997, p A condutibilidade térmica da água e do solo é diferente. calor específico da água = aprox. 2 vezes o c.e. terra (demora mais para alterar a temperatura da água do que da terra) Slide de CAII, 2º sem 2013 Isotermas sobre os oceanos não variam tanto quanto sobre os continentes.

9 ventos pressão atmosférica Pressão atmosférica é a ação exercida pela massa de ar sobre as superfícies. O movimento de rotação da Terra provoca uma força que desvia os ventos (Força de Coriolis), tornando mais complexo o comportamento climático. FROTA e SCHIFFER, 1997:64 Pressão média ao nível do mar em Junho-Julho-Agosto (em cima) e em Dezembro-Janeiro-Fevereiro (em baixo).

10 ventos pressão atmosférica Intervenções sobre imagem obtida em

11 brisas terra-mar A diferença de calor específico entre terra e água provoca convecção do ar e brisas terra-mar. Imagens encontradas na internet, sem identificação de autoria

12 ventos brisas terra-mar CONFORME O CLIMA, O VENTO PODE, OU NÃO, SER DESEJÁVEL. LENGEN, 2009, p.101 Slides de CAEA, 1º semestre 2013

13 altitude: nível do mar = 0 metro Largo São Bento = 740m Pico do Jaraguá = m 0m A altitude é importante para a sensação de conforto, tanto pela temperatura e ação dos ventos, como pela pressão atmosférica e a densidade de oxigênio no ar. Intervenções sobre imagem obtida em Martigny Suíça. Neve a partir de 750m. Arquivo pessoal, jan2014. Mont Blanc Alpes entre França e Itália altitude 4.810m. Curvas de nível são representações de ALTITUDES em relação ao nível do mar.

14 umidade do ar ponto de orvalho nebulosidade Umidade é a quantidade de vapor de água na atmosfera. Se condensarmos a água de 1m³ de ar num recipiente, esse volume de água corresponderá à umidade absoluta do ar. Medida em: [kg (água) / (m³) ar] [g (água) / kg (ar)] e outras relações de peso e volume. Umidade relativa é a quantidade de vapor de água presente numa porção da atmosfera, proporcionalmente à quantidade máxima de vapor de água que essa atmosfera pode suportar a uma determinada temperatura. A umidade relativa é traduzida em porcentagem (%) e bastante utilizada na previsão do tempo (chuva, neve, orvalho, nevoeiro). A umidade do ar é fator fundamental para a saúde física e para a sensação de conforto. Ponto de Orvalho é o momento em que se inicia a condensação de vapor de água do ar. Unidade [C].Símbolo => Tpo.

15 umidade atmosférica 011/09/inmet-registra-niveis-baixosde-umidade-do-ar-em-5-estados-eno-df.html Imagens aleatórias do Google, em busca por doenças respiratórias. A Organização Mundial da Saúde (OMS) considera como ideal que a umidade relativa do ar esteja entre 30 e 60%. UR <30% CRITICO 12% < UR < 19% ALERTA UR < 12% EMERGÊNCIA

16 umidade atmosférica revestimento do solo Desertos e áreas úmidas equatoriais. Imagens aleatórias obtidas pelo Google.

17 umidade atmosférica revestimento do solo SVMA, 2000, p.29 e 32 A ocupação do solo altera o clima local e o conforto.

18 relevo precipitação atmosférica chuvas de convecção chuvas frontais chuvas orográficas Imagens obtidas em 009/06/as-precipitacoes-atmosfericas.html

19 relevo precipitação atmosférica A espessura da camada de nuvens no céu impede que raios solares atinjam a superfície da crosta. Também dificultam que as radiações refletidas na Terra retornem para o espaço. Imagens obtidas em

20 DADOS CLIMÁTICOS E ARQUITETURA

21 MACROCLIMAS (climas na escala do globo terrestre)

22 MESOCLIMAS (climas na escala regional) Essa classificação difere um pouco daquela definida na NBR , destinada à orientação da construção civil. (Ver slides adiante)

23 Na Arquitetura, além das informações sobre insolação (trajetória aparente do Sol macroclima) são usados alguns índices decorrentes da interação entre condicionantes climáticas na escala regional (mesoclimas): variações diárias e anuais da temperatura do ar ( C), índices médios de umidade relativa do ar (%), índices médios de pluviosidade (mm/ano), quantidade de radiação solar (depende de latitude, época do ano, sentido dos ventos, nebulosidade, sombras). Conforme a situação, também as características microclimáticas interferem: Ilhas de Calor e de frescor, Cânions de vento e áreas horizontais, Poluição, Barreiras de vento e insolação.

24 CLIMAS QUENTES E SECOS MASCARÓ, 1989, p.60 A falta de isolamento do solo faz com que o mesmo receba mais radiação direta e permaneça quente durante o dia, esfriando-se com rapidez à noite: clima com grandes contrastes térmicos. Ambiente interior precisa reter calor para a noite e ser fresco durante o dia. Não adianta ventilar: temperatura do vento inadequada, poeira. Brasília min. 15,4 C max. 30,7 C índice pluviométrico 1550mm/ano (estiagem no inverno) Sertão nordestino (Brasil) temperaturas médias altas entre 25 C e 42 C índice pluviométrico < 900mm / ano Desertos africanos min. -5 C (noite) max. 45 C (dia) índice pluviométrico < 250mm/ano (pode nem chover)

25 CLIMAS QUENTES E SECOS RECOMENDAÇÕES 1- Sistema construtivo com inércia térmica elevada: paredes grossas de material com baixa transmitância de calor e capacidade de retardo da passagem de calor entre faces interior e exterior da parede ou do telhado, de maneira a que o calor do dia só chegue ao interior à noite, dê tempo de a edificação se refrescar à noite e demorar a se reaquecer no dia. 2- Aberturas pequenas para ventilação: reduz trocas entre calor-frescor fora dos horários desejados, evita poeira (vento seco), reduz penetração de radiação solar que tiraria o frescor interno. 3- Pátios internos ajardinados, espelhos d água, chafarizes, para criação de microclima úmido e fresco. 4- Soluções compactas de modo às edificações criarem sombras umas para as outras e para os transeuntes. 5- Vias sinuosas e com variação de largura para não canalizarem ventos. 6- Proteção contra ventos ao redor da cidade / loteamento / empreendimento. LENGEN, 2009, p.104

26 Regiões quentes e secas: arquitetura espontânea (sabedoria milenar) EQUADOR MASCARÓ, 1989, p.61-62

27 Regiões quentes e secas: arquitetura atual (bioclimática) Marrocos: Aberturas pequenas - Paredes pesadas Sombras - Água

28 Regiões quentes e secas: modo de vida Marrocos: Jardins internos Lareira Ladrilhos (materiais frios) Vida ao ar livre (escola, manufatura, mercado) casas escuras Áreas públicas sombreadas (teto vazado)

29 Regiões quentes e secas Marrocos: Construções próximas (compacto) Ruas estreitas no eixo N-S (sombras) Coberturas planas pesadas (convívio social e isolamento térmico) Cores claras (reflexão) FROTA E SCHIFFER, 1997, p. 70

30 CLIMAS QUENTES E ÚMIDOS OLGYAY, 2013, p.9 Clima quente e úmido Partículas de água em suspensão no ar se aquecem e isolam o solo em relação às radiações solares diretas, reduzindo a amplitude entre as temperaturas do dia e da noite: clima sem muitos contrastes térmicos, abafado, com grande chance de formação de fungos. É preciso ventilar para afastar a umidade exagerada (fungos) e refrescar os ambientes internos e externos (abafamento). LENGEN, 2009, p.104

31 CLIMAS QUENTES E ÚMIDOS - RECOMENDAÇÕES 1- Sistema construtivo com inércia térmica mediana, com paredes e telhados leves e isolados para evitar que o calor do Sol logo invada o ambiente interior e permitir que o vento perpasse os ambientes. 2- Aberturas grandes para ventilação posicionadas de maneira a se obter ventilação cruzada. 3- Proteção das aberturas em relação à radiação solar direta, mas sem que se transformem em obstáculos para o vento. 4- Elementos construtivos isolantes ou com espaços de ar ventilados, para que o vento retire o calor antes que este penetre nos ambientes. 5- Soluções espaçadas para não formação de barreira, permitindo a circulação de vento por toda a vizinhança. 6- Construções alongadas perpendiculares ao vento dominante. 7- Evitar formação de paredões que desviem o vento.

32 Regiões quentes e úmidas Arquitetura espontânea (sabedoria milenar) EQUADOR Imagens de Bali - Indonesia

33 Regiões quentes e úmidas Arquitetura atual EQUADOR Bali: Espaços abertos Vãos e aberturas Beirais Paredes vazadas entre unidades

34 Regiões quentes e úmidas Arquitetura atual EQUADOR Bali: Espaços abertos Construções isoladas Coberturas altas, leves e ventiladas (coco e bambu) Grandes beirais Isolamento do solo

35 Regiões quentes e úmidas Bali FROTA E SCHIFFER, 1997, p. 70 LENGEN, 2009, p.105

36 Regiões quentes e úmidas Bali - Indonésia

37 Regiões quentes e úmidas Bali Ventilação alta Persianas leves Forro ventilado Grandes aberturas entre cômodos

38 CLIMAS TEMPERADOS Estações do ano bem marcadas: grande amplitude térmica anual. Necessidade de pensar nos condicionantes climáticos para cada época do ano. Alternativas precisam considerar: Vedos: isolamento térmico Aberturas: ventilação cruzada (época de calor) vedação hermética ao vento (época de frio) Posicionamento: proteção à radiação direta (verão) exposição à radiação (inverno) Zonas temperadas estão em verde. :Klimag%C3%BCrtel-der-erde.png

39 CLIMAS DO BRASIL DESENVOLVIMENTO DA ABNT / NBR DE 2005

40 DESENVOLVIMENTO DA ABNT / NBR DE Fundação da Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído (ANTAC), integrando engenheiros, arquitetos, físicos, químicos, sociólogos ligados a várias universidades e institutos e profissionais vinculados a órgãos públicos e empresas privadas, para atuar junto à Construção Civil, Tecnologia de Arquitetura e Habitação Criação do Grupo de Conforto Ambiental e Eficiência Energética da ANTAC, dando início ao processo brasileiro de normalização sobre esta área específica Primeiro Encontro Nacional Sobre Normalização Quanto ao Uso Racional de Energia e ao Conforto Térmico em Edificações.???? - Comissão de Estudos sobre Desempenho Térmico e Eficiência Energética de Edificações (CE-02:135.07), vinculada ao Comitê Brasileiro de Construção Civil (CB-02) da Associação Brasileira de Norma Técnicas (ABNT). Esta Comissão dividiu seu trabalho em 4 temas: Terminologia, Métodos de Cálculo, Métodos de Medição e Procedimentos de Avaliação do Desempenho Térmico de Habitações Populares Encontro em Florianópolis para compatibilizar os diferentes textos. Este objetivo foi atingido em relação aos 3 primeiros temas. Quanto aos Procedimentos de Avaliação do Desempenho Térmico de Habitações Populares, entretanto, a Comissão decidiu adiar sua elaboração para uma futura etapa do processo de normalização e solicitou que fosse formulado um texto que contivesse apenas diretrizes construtivas para a otimização do desempenho térmico de habitações de interesse social.

41 ABNT - NBR / 2005: Desempenho térmico de edificações NBR : Definições, símbolos e unidades. NBR : Métodos de cálculo da transmitância térmica, da capacidade térmica, do atraso térmico e do fator solar de elementos e componentes de edificações. NBR : Zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social. NBR : Medição da resistência térmica e da condutividade térmica pelo princípio da placa quente protegida. NBR : Medição da resistência térmica e da condutividade térmica pelo método fluximétrico. 1 Objetivos e campo de aplicação 1.1 Esta parte da NBR estabelece um Zoneamento Bioclimático Brasileiro abrangendo um conjunto de recomendações e estratégias construtivas destinadas às habitações unifamiliares de interesse social. 1.2 Esta parte da NBR estabelece recomendações e diretrizes construtivas, sem caráter normativo, para adequação climática de habitações unifamiliares de interesse social, com até três pavimentos.

42 ABNT - NBR Zoneamento Bioclimático Brasileiro Zonas classificadas com base na interação dos seguintes fatores climáticos: radiação solar (latitude), pressão atmosférica (altitude), temperatura do ar, umidade relativa do ar.

43 NBR Zona 1, refere-se a climas mais frios (latitude e altitude), com invernos mais acentuados e maior necessidade de aquecimento nesse período. Zonas 2 e 3, consideram diferenças acentuadas entre verão e inverno. Zonas 4, 5 e 6, demandam estratégias diferentes para enfrentamento do verão e do inverno, porém pouco acentuadas. Na zona 4, ainda se considera importante o aquecimento solar passivo (natural, sem artifícios) da edificação para inverno, enquanto nas zonas 5 e 6 não é mais recomendada esta estratégia. Zonas 7 e 8, representadas pelo Nordeste e Norte do País, apresentam necessidade de estratégias somente para o calor ao longo do ano todo. SÃO PAULO

44 FONTES PESQUISADAS 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) 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 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, RHEINGANTZ, Paulo Afonso. Uma pequena digressão sobre conforto ambiental e qualidade de vida nos centros urbanos. Cidade & Ambiente. Universidade Federal de Santa Maria. Vol. 1, n.22, Jan/Jun Disponível em: 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 TARIFA, José Roberto; ARMANI, Gustavo. Unidades Climáticas Urbanas da Cidade de São Paulo. Atlas Ambiental do Município de São Paulo. Secretaria do Verde e do Meio Ambiente / Secretaria de Planejamento (Município). Primavera de

45 E COMO É NO BRASIL? Trabalho em Grupos: Exposição em classe em 20/05/ Escolham 1 clima brasileiro e pesquisem como é a arquitetura vernacular (espontânea, tradicional, integrada ao meio) mapa colorido. 2. Pesquisem obras arquitetônicas modernas e contemporâneas, executadas ou não (concursos, p.ex.). 3. Analisem o que a NBR recomenda para habitações de interesse social nessa região mapa em branco e preto. 4. Preparem uma aula englobando isso tudo, chamando atenção para aspectos positivos e negativos dos sistemas tradicionais e dos sistemas recentemente introduzidos, novas tecnologias que venham a colaborar para a sustentabilidade e o que mais entenderem relevante para o conforto daquele ambiente. 5. Entrega em CD e impresso.