EXERCÍCIOS EM SALA DE AULA

EXERCÍCIOS EM SALA DE AULA 1- A EDIFICAÇÃO O empreendimento será construído na cidade de Goiânia - GO. O anteprojeto está definido pelas vistas e perspectivas apresentadas abaixo. FIGURA 01: Perspectiva do empreendimento FIGURA 02: Perspectiva do empreendimento Pág.: 1

FIGURA 03: Cobertura do empreendimento FACHADA NORTE FACHADA OESTE FACHADA SUL 1.1- ESPECIFICAÇÃO DA ENVOLTÓRIA FIGURA 04: Fachadas do edifício FACHADA LESTE Os componentes construtivos da edificação são apresentados na Tabela 1 e Tabela 2. As paredes internas e externas são compostas por tijolos cerâmicos (1700kg/m³) assentados na maior dimensão e um reboco de argamassa Pág.: 2

(1900kg/m³) nas duas superfícies. As lajes são de duas maneiras: a primeira é formada por uma camada de concreto (2 Kg/m³) e um forro com placa de gesso (900Kg/m³) com uma câmara de ar de 30mm entre eles; já a segunda é formada por uma camada de terra (1700 kg/m³), uma camada de impermeabilizante (1000 kg/m³) e uma camada de concreto (2Kg/m²). Tabela 01. Espessura dos componentes construtivos de paredes Espessura (mm) Reboco externo 25,0 Tijolo e argamassa de assentamento 100,0 Reboco interno 25,0 Tabela 02. Espessura dos componentes construtivos da laje tipo 1 Espessura (mm) Concreto 100,0 Camara de ar (não ventilada) 30,0 Forro de gesso 20,0 Tabela 03. Espessura dos componentes construtivos da laje tipo 2 Espessura (mm) Terra,0 Impermeabilizante (membrana betuminosa) 30,0 Concreto 100,0 A Figura 1 apresenta a configuração geométrica da parede. O tijolo cerâmico possui dimensões de 100x160x190mm. A argamassa de assentamento (1900kg/m³) entre os tijolos tem 10mm de altura. Para a configuração de laje podem ser assumidos todos componentes como homogêneos. FIGURA 05: Configuração da parede FIGURA 06: Configuração da parede Para caracterizar termicamente os elementos construtivos (paredes e lajes), podem ser adotadas as propriedades termofísicas apresentadas na norma brasileira NBR 15220-2 (tabela04) Pág.: 3

TABELA 04: Propriedades termofísicas dos materiais usados na envoltória ρ(kg/m³) λ (W/m.k) C (J/Kg.K) 1000-1 0,70 920 Cerâmica 1-1600 0,90 920 1600-1800 1,00 920 Argamassa comum 1800-2100 1,15 1000 Argamassa de gesso 1 0,70 840 Argamassa celular 600-1000 0,40 1000 Concreto normal 2-2400 1,75 1000 Telha fibrocimento 1800-2 0,95 0,84 1400-2 0,65 0,84 Terra argilosa seca 1700 0,52 0,84 Membrana betuminosa 1000-1100 0,23 1,46 Para as cavidades na construção com tijolo cerâmico, podem ser adotados os valores de resistência térmica para camadas de ar definidas na norma NBR 15220-2. (TABELA 05). TABELA 05: Resistência térmica da câmara de ar não ventilada Resistência térmica R ar m 2.K/W Natureza da Espessura e da Direção do fluxo de calor superfície da câmara de ar Horizontal Ascendente Descendente câmara de ar cm Superfície de alta emissividade ε > 0,8 Superfície de baixa emissividade ε < 0,2 1,0 e 2,0 2,0 < e 5,0 e > 5,0 1,0 e 2,0 2,0 < e 5,0 e > 5,0 0,14 0,16 0,17 0,29 0,37 0,34 0,13 0,14 0,14 0,23 0,25 0,27 0,15 0,18 0,21 0,29 0,43 0,61 Para a resistência térmica superficial de todos os elementos construtivos, podem ser adotados os valores recomendados na norma NBR 15220-2 (TABELA 06). No caso desse edifício pode-se assumir uma situação de verão para o clima de Goiânia. TABELA 06: Resistência térmica superficial interna e externa R si (m 2.K)/W Direção do fluxo de calor R se (m 2.K)/W Direção do fluxo de calor Horizontal Ascendente Descendente Horizontal Ascendente Descendente 0,13 0,10 0,17 0,04 0,04 0,04 Para as pinturas aplicadas nos elementos opacos da envoltória podem ser adotados os valores de absortância apresentados na Tabela 07. TABELA 07: Absortância para radiação de ondas curtas α Beje 0,45 Marrom escuro 0,80 Pág.: 4

Marrom claro 0,65 Branco 0,30 Cinza concreto 0,80 Verde clara 0,40 Preta 0,97 No caso das janelas, todas possuem o mesmo tipo de vidro na sua configuração. As propriedades termofísica deste vidro são apresentadas na TABELA 08. TABELA 08: Propriedades termofísicas do vidro Vidro Espessura [mm] 7 Transmitância visível 43% Refletância visível externa 25% Refletância visível interna 13% Absortância Solar 32% Fator Solar 0,87 TABELA 09: Limite das transmitâncias térmicas para cobertura segundo o RTQ-C TABELA 10: Limite das transmitâncias térmicas para paredes segundo o RTQ-C QUESTÕES 1) Determine o nível de eficiência energética da envoltória, indicando os valores obtidos para os pré-requisitos (Uparede, Ucobertura, αparede, αcobertura), sabendo que: Tipo de Cobertura Área (m²) Laje plana 130,00 Teto jardim 120,00 Cor da Parede Área (m²) Alvenaria - Marrom escuro 2,06 Alvenaria - Beje 578,81 Alvenaria Cinza 66,94 Cor da Cobertura Área (m²) Cinza 130,00 Teto jardim 120,00 Beje 13,80 2) Calcular o AHS e o AVS das janelas abaixo: Pág.: 5

JANELA 1 JANELA 2 Pág.: 6

3) Sabendo que: PAVIMENTO ÁREA DO PAVIMENTO (m²) 1 ANDAR 264,00 2 ANDAR 264,00 3 ANDAR 144,00 4 ANDAR 144,00 5 ANDAR 144,00 AREA DE COBERTURA 264,00 m² VOLUME DO EDIFICIO 2880,00 m³ FACHADA ÁREA DE FACHADA ÁREA ENVIDRAÇADA AVS AHS NORTE 194,73 68,67 38,93 15,40 SUL 193,24 29,27 0,00 0,00 LESTE 270,00 48,35 2,64 4,84 OESTE 252,75 67,68 22,00 15,00 Indique os valores obtidos para Ape, Atotal, Aenv,FA, FF, AVS, AHS, PAFt, PAFo,ICenv, ICmín, ICmáx e o Equivalente Numérico da Envoltória. 2- OS SISTEMAS Dentro do empreendimento uma empresa internacional comprou os 3 primeiros andares e a construtora resolveu deixar os dois últimos andares para aluguel de salas de escritório. Assim, para as salas compradas pela empresa existe um projeto para o sistema de iluminação e para o condicionamento de ar. No caso dos outros andares, a construtora não irá desenvolver estes projetos, que ficarão a critério do futuro proprietário, lembrando que estes andares serão condicionados artificialmente. Pág.: 7

2.1- SISTEMA LUMINOTECNICO O projetista estabeleceu um nível de iluminância final de lux para garantir o correto desempenho das atividades visuais dos ambientes de trabalho (considerando uma vida útil de 24 meses e um coeficiente de manutenção de 0,8). Para o sistema de iluminação foi definido dois conjuntos de lâmpadas, luminárias e reator, em função das necessidades de iluminação por tarefas. Assim, o Sistema A atende os ambientes com atividades de trabalho de escritório (lux). O Sistema B visa atender os ambientes com requerimentos visuais menos exigentes como os banheiros (100 lux). As características dos componentes de cada sistema são apresentados na Tabela 9. Para os dois sistemas foi considerada uma altura de suspensão de 0,05m. O projeto luminotécnico foi desenvolvido considerando diferentes zonas de iluminação. A distribuição de luminárias e a divisão de circuitos para cada zona é apresentado nas plantas da Figura 7, 8 e 9. A Tabela 14 descreve os dados de projeto para cada zona de iluminação considerada no projeto luminotécnico, apresentado a altura de suspensão (Hs), altura do plano de trabalho (Hp), coeficiente de manutenção (Cm), sistema de iluminação adotado, total de luminárias, iluminação de projeto, iluminância de projeto (E projeto ), iluminância no começo da vida útil (E novo ) e iluminância no final da vida útil (E final ). Tabela 11 Iluminância em lux por tipo de atividade (Extraído da NBR 5413/1992) Atividade Nível 1 Nível 2 Nível 3 Acondicionamento - engradamento, encaixotamento e empacotamento 100 Auditórios e anfiteatros - tribuna - platéia - sala de espera - bilheterias 100 100 450* Bancos* Bibliotecas - sala de leitura - recinto de estantes - fichário Corredores e escadas 75 100 Escolas - sala de aula - quadro negro - laboratório geral - laboratório local - sala de desenho - sala de reuniões Escritórios Pág.: 8

- de registro, cartografia, etc. - desenho, engenharia mecânica e arquitetura - desenho decorativo e esboço Hotéis - banheiros - espelhos (iluminação suplementar) - sala de leitura geral - sala de leitura mesa - cozinha geral - cozinha local - quartos geral - quartos cama (iluminação suplementar) - escrivaninha Residências - sala de estar geral - sala de estar local - cozinha - quartos de dormir geral - quartos de dormir local (espelho, penteadeira, cama) - hall, escadas, despensas, garagens geral - hall, escadas, despensas, garagens local - banheiros Restaurantes Lanchonetes 100 100 100 100 idem hotel idem hotel idem hotel 75 idem hotel 100 1000 1000 100 1 1 Tabela 12 - Fatores determinantes da iluminância adequada(extraído da NBR 5413/1992) Característica da tarefa e do Peso Observador -1 0 +1 Idade Inferior a 40 anos 40 a 55 anos Superior a 55 anos Velocidade e Precisão Sem importância Importante Crítica Reflectância do Fundo e da Tarefa Superior a 70% 30 a 70% Inferior a 30% Considerar Nível 1 se: soma dos fatores = -3 ou -2 Considerar Nível 2 se: soma dos fatores = -1,0,+1 Considerar Nível 3 se: soma dos fatores = +2 ou +3 Pág.: 9

Tabela 13. Especificações para o Sistema A e o Sistema B de iluminação Tabela 14. Dados de projeto para cada zona de iluminação Zonas de iluminação GA GB GC WC Hs [m] 0,05 0,05 0,05 0,05 Hp [m] 0,75 0,75 0,75 0,00 Cm 0,80 0,80 0,80 0,80 Área [m²] 115,00 118,80 118,20 1,50 Perímetro [m] 43,10 48,24 48,10 4,85 Sistema adotado Sistema A Sistema A Sistema A Sistema B Total de luminárias 15 16 14 1 E projeto [lux] 100 E novo [lux] 770 800 780 1800 E final [lux] 616 640 624 1440 Pág.: 10

FIG 07: distribuição das luminárias no 1 pavimento FIG 08: distribuição das luminárias no 2 pavimento Pág.: 11

FIG 09: distribuição das luminárias no 3 pavimento QUESTÕES a) Determine o nível de eficiência energética do sistema de iluminação desse edificio, indicando os valores obtidos para os cálculos (EqNumDPI, Potencia limite, DPI limite) b) Em um escritório de arquitetura apresenta as seguintes características: Dimensão (m) 6,00 x 8,00 Pé direito (m) 3,00 Altura do plano de trabalho (m) 0,70 Dados do ambiente As salas tem tetos e paredes da cor branco-gelo e os moveis de cor cinza claro. Consulta NBR5413 CORES Ρ (%) brancos 85-95 branco-gelo 79 pérolas 72-84 creme 60-79 azul 10-50 marrom 07-32 cinza 25-50 Pág.: 12

Na necessidade de se fazer um novo projeto luminotécnico, apresentou 3 tipos do conjuntos de luminárias para que pudesse fazer o projeto: CONJUNTO TIPO 1: 1- Informações lâmpadas Fluxo luminoso(lm): 1 IRC(%): 80 89 Potencia(W): 16 Temperatura de cor(k): 4000 Vida útil(h): 7 2- Informações luminárias 3- Informações Reatores Quantidade de lâmpada 2 Tipo Dimmerizável Consumo total (W) 32 CONJUNTO TIPO 2: 1- Informações lâmpadas Fluxo luminoso(lm): 2600 IRC(%): 80 89 Potencia(W): 28 Temperatura de cor(k): 4000 Vida útil(h): 18000 2- Informações luminárias Pág.: 13

3- Informações Reatores Quantidade de lâmpada 2 Tipo Dimmerizável Consumo total (W) 60,2 CONJUNTO TIPO 3: 1- Informações lâmpadas Fluxo luminoso(lm): 3350 IRC(%): 80 89 Potencia(W): 36 Temperatura de cor(k): 4000 Vida útil(h): 7 2- Informações luminárias 3- Informações Reatores Quantidade de lâmpada 2 Tipo Dimmerizável Consumo total (W) 69 QUESTÕES: Pág.: 14

1- Calcular o número de luminárias necessárias para cada conjunto acima especificado. 2- Calcular o DPI para cada tipo de conjunto. 3- Qual seria a classificação dos ambientes segundo o RTQ-C? 2.2- PROJETO DE SISTEMA DE AR CONDICIONADO A empresa que irá se instalar no local vai considerar cada pavimento como uma planta livre e dar uso de escritório para todos os ambientes. Para isto o projetista responsável estabeleceu que todos os ambientes serão condicionados por sistemas de tipo split, de expansão direta, com os modelos e potencias apresentadas na Tabela 11. As unidades condensadoras para os dois sistemas serão instaladas na cobertura considerando uma estrutura que garanta as condições de proteção solar e ventilação natural para estas unidades. 1 pavto Tabela 15. Sistemas de condicionamento de ar definidos para os ambientes Ambiente Marca Modelo Tipo Capacidade [BTU/h] COP [W/W] Quantidade GA CONSUL CBU12A/CBZ12A SPLIP 10 3,07 9 GB CARRIER 42PFCA022515LC/ 38KPCA022515M C SPLIT 20 3,21 5 GA CONSUL CBU12A/CBZ12A SPLIP 10 3,07 9 2 pavto 42PFCA022515LC/ GB CARRIER 38KPCA022515M C 3 pavto GC CARRIER 42MQC022515LS/ 38KQA022515MS SPLIT 20 3,21 5 SPLIT 20 2,61 5 QUESTÕES 1- Determine o nível de eficiência energética para o sistema de condicionamento de ar (EqNumAC). [n] 3- BONIFICAÇÃO - ÁGUA Número de usuários estimado, de acordo com a norma 1 pessoa para cada 6 m², ou seja, esse edifício terá 160 usuários Media de 21 dias de uso por mês Pág.: 15

Tabela 16. Consumo de água em função do uso do edifício Detalhamento do consumo do usuário: consumo em bacias sanitárias - 60% consumo com torneiras - 20% consumo com outros usos, limpeza e jardim - 20% Quantidade de uso estimado por usuário: uso de bacia sanitária 4,05 vezes por usuário por dia uso de torneiras 5,75 vezes por usuário por dia outros usos e limpeza consumo médio de 3,20 litros por dia Cálculo de consumo com as novas soluções adotadas: - consumo de bacias sanitárias dual fush sistema de 3 e 6 litros, considerando 30% do uso para sólidos e 70% do uso para líquidos; - consumo com torneiras torneiras com aeradores e sistema de controle de vazão hidromecânico não houve mudança no consumo; - consumo com outros usos e limpeza não houve mudança no consumo. Pág.: 16

QUESTÕES 1- Determine o consumo de água do edifício; 2- Determine a porcentagem de economia com o uso das novas soluções adotas. PERGUNTAS FINAIS a) Se a construtora quiser colocar uma etiqueta global no empreendimento, isto seria possível? Na situação em que a empresa internacional quiser colocar uma etiqueta global nas salas que ela ocupa, seria possível? Indique os critérios usados em cada caso para emitir (ou não) uma etiqueta global e, caso seja possível emitir uma etiqueta global, determine a classificação geral indicando os valores adotados para os parâmetros utilizados no cálculo. (considere área da escada de 10m²) b) Caso o nível de eficiência energética alcançado não seja A, proponha alterações nos projetos para a construtora e para a empresa internacional visando melhorar o nível de eficiência energética. Neste sentido, proponha soluções técnicas concretas, descrevendo as propriedades de materiais, componentes ou sistemas. Pág.: 17

c) CORTE AA Pág.: 18