Adequação da Arquitetura ao Clima

Arquitetura Bioclimática

o “(...)harmonização das construções com o meioambiente de forma a otimizar a utilizaçãodos recursos naturais.”

o Visa → A estruturação do projetoarquitetônico de acordo com as característicasbioclimáticas de cada local; assim, consegue-se aumentar a eficiência energética dasconstruções e reduzir os impactos ambientaisdestas.

A Arquitetura e o Clima

• A falta de conhecimento (ou até mesmo o “desprezo”) sobre o próprio clima leva à construção de “modelos padrões” de edificações.

A Arquitetura e o Clima

Edificações que desconsideram o Clima Local

Desconforto aos Usuários

Aumento no Gasto de Energia

Classificação climática de Köppen-Geiger

• Classificação climática de Köppen-Geiger, é o sistema declassificação global dos tipos climáticos mais utilizadaem geografia, climatologia e ecologia.

• A classificação foi propostaem1900 pelo climatologista alemão Wladimir Köppen, tendo sido porele aperfeiçoada em 1918, 1927 e 1936 com a publicação de novasversões, preparadas em colaboração com Rudolf Geiger (daí onome Köppen-Geiger).

• A classificação é baseada no pressuposto, com origem na fitossociologia e na ecologia, de que a vegetação natural de cada granderegião da Terra é essencialmente uma expressão do clima nelaprevalecente.

• Cada grande tipo climático é denotado por um código, constituído porletras maiúsculas e minúsculas, cuja combinação denota os tipos esubtipos considerados.

A – TropicalB – ÁridoC – TemperadoD – ContinentalE – Glacial

Climas encontrados no Brasil

Significado dos símbolos da classificação de Köppen:

• 1ª letra – maiúscula, representa a característica geral do clima de uma região:• A – clima quente e úmido • B – clima árido ou semi-árido• C – clima mesotérmico (subtropical e temperado)

• 2ª letra – minúscula, representa as particularidades do regime de chuva:• f – sempre úmido • m – monçônico e predominantemente úmido • s – chuvas de inverno • s’ - chuvas do outono e inverno • w – chuvas de verão • w’- chuvas de verão e outono

• 3ª letra - minúscula, representa a temperatura característica de uma região:• h – quente • a – verões quentes • b – verões brandos

• Ex: Clima tipo Cfa: Clima mesotérmico, sempre úmido e verões quentes.

Climas encontrados no Brasil

1 – Tropical (A)- azul

2 – Árido (B)

- laranja/vermelho

3 – Temperado (C)

- verde

Climas predominantes no Brasil

1. Tropical- Úmido- Seco

2. Temperado

Climas predominantes no Brasil

Clima Tropical Úmido (Af)Principais características:• Quente, mas chuvoso, com muita vegetação e pouca diferença de

temperatura entre o dia e a noite.

• Ele ocorre, principalmente, no litoral oriental e sul do Brasil, écaracterizado pela alta temperatura e o elevado teor de umidade.

• A temperatura média anualronda os 27°C.

• As temperaturas são elevadasno verão (podendo atingir até40°C) e amenas no inverno(média de 20°C).

Clima Tropical Úmido

Clima Tropical ÚmidoAlternativas para projetar uma edificação que se adapte ao clima:

• Construir casas em morros ou elevações onde há mais movimentode ar.

Clima Tropical ÚmidoAlternativas para projetar uma edificação que se adapte ao clima:

• Tetos bem inclinados para que a chuva escorra mais rápido e paraque o sol não esquente muito os materiais do teto.

Clima Tropical ÚmidoAlternativas para projetar uma edificação que se adapte ao clima:

• Uso de materiais como a madeira.

Clima Tropical ÚmidoAlternativas para projetar uma edificação que se adapte ao clima:

• Uso de janelas grandes para melhorar a ventilação.

Clima Tropical ÚmidoAlternativas para projetar uma edificação que se adapte ao clima:

• Casas separadas para que a brisa circule refrescando.

Clima Tropical ÚmidoAlternativas para projetar uma edificação que se adapte ao clima:

• Piso elevado e varandas para proteger a edificação do sol e dachuva.

Clima Tropical Úmido• 1 - telhado alto.

• 2 - piso elevado.

• 3 - circulação do ar.

Clima Tropical Úmido• Orientação das ruas:

Clima Tropical Com Estação Seca (Aw/As)

Grupo de climas megatérmicos com uma estação seca em quea precipitação média mensal é inferior a 60 mm em pelo menos um mês porano. São exemplos de cidades sitas em regiões com esteclima: Honolulu, Vera cruz (no México) e Townsville (na Austrália). Estesclimas subdividem-se em dois grupos:

– Aw — a estação seca ocorre durante a época de Sol mais baixo e diasmais curtos (daí Aw, em que w é de winter, Inverno em inglês).

– As — a estação seca ocorre durante a época de Sol mais alto e diasmais longos (daí As, em que s é de summer, Verão em inglês).

Clima Tropical Com Estação Seca (Aw/As)

Clima Tropical Com Estação Seca (Aw/As):

Clima Tropical Com Estação Seca (Aw/As)

Clima Tropical Com Estação Seca (Aw/As)

Clima Tropical Com Estação Seca (Aw/As)

Clima Temperado

O clima temperado caracteriza regiões cujatemperatura varia regularmente ao longo do ano, com amédia acima de 10 °C, nos meses mais quentes e noinverno podem chegar a menos de zero graus. Possuemquatro estações bem definidas: um verão relativamentequente, um outono com temperaturas gradativamentemais baixas com o passar dos dias, um inverno muito frio.

O clima temperado é encontrado no Sul do Brasil eem países como Argentina e Chile (América do Sul),Estados Unidos (América do Norte), Grécia e Itália(Europa), Coreia do Norte e Japão (Ásia).

Clima Temperado

Devido ao

frio um pouco mais

intenso, destaca-se a

importância para o

uso de materiais que

isolem o interior do

frio externo e

mantenha o calor dos

ambientes; a casa

deve ser exposta ao

sol.

Clima TemperadoProblemática ?

No verão o calor não deve entrar

No inverno o calor não deve sair

Para conseguirmos isso, as paredes e o teto devem ser feitos de materiaisResistentes a passagem de calor e de frio

Clima TemperadoORIENTAÇÃO:

A orientação da casa é muito importante, um quarto com uma janelagrande de vidro voltada para o sul, esfria muito o quarto. Se for Voltada para o norte,o quarto esquenta.

O sol esquenta a parede norte, e a parede sul fica sempre a sombra, e nãoesquenta.

Considerando os efeitos da orientação, devemos tentar evitar que ocalor que entra pelo norte, saia pelo sul ou pelo teto, já que o ar quente tende asubir.

Então devemos utilizar forros com materiais isolantes e a parede quedá para o sul, deve ter poucas aberturas. A parede isolante impede a perdarápida de calor.

Clima TemperadoPISO:Muitas vezes a umidade da terra, resfria ainda mais o piso, por isso devemosutilizar materiais isolantes ou piso elevado.

Clima TemperadoPÉ DIREITO:Como o ar quente sobe, o pé direito não deve ser muito Alto, para que as pessoas sesintam cômodas nos ambiente.

Clima Temperado

DISTRIBUIÇÃO DOS AMBIENTES:

No lado sul da casa, ficam os ambientes onde as pessoasnão ficam muito tempo, pode ser despensa, banheiro, ou umambiente gerador de calor, como a cozinha.

No lado leste (norte) da casa, do nascente, fazemos as áreasde estar e os quartos.

E como o ar quente sobe, é preferível fazer o quartos numsegundo pavimento, para o calor dos cômodos suba e aqueça opavimento superior durante a noite.

Clima TemperadoIMPLANTAÇÃO

Clima Temperado

OUTRAS FORMAS DE CONSEGUIR CALOR:

- Lareira- Pelo piso- Subsolo- Calor do lixo- Paredes Solares- Janelas aquecedoras- Piso aquecedor- Quarto com chão de chaminé

Clima TemperadoEXEMPLO NA ARQUITETURA:

A casa projetada e construída pela Cabe Arquitetos em Ibiúna,SP, é um bom exemplo de construção ajustada ao clima. Com o objetivode obter uma construção com maior eficiência energética, o projetopartiu de uma implantação cuidadosa, pautada nos princípios eestratégias bioclimáticas.

Clima TemperadoCONCEITO:

Essas estratégias priorizam a utilização da iluminação e ventilação naturais,permitindo condições mais adequadas de conforto e bem-estar. Foram projetadosmétodos de proteção e de aberturas removíveis ou controláveis, conforme anecessidade, nas fachadas com maior carga térmica.

As soluções permitiram a entrada de luz natural, porém evitando osuperaquecimento dos ambientes, principalmente no verão. Além disso, a utilização devidros com espessura de 8 mm reduz a entrada de radiação durante o dia e as perdas decalor à noite.

Clima Temperado

Alguns cuidados específicostambém contribuem para uma maioreficiência das soluções, como a lareiralocalizada no recuo e protegida dosventos, que evita a perda de calor portroca térmica, otimizando seu usodurante os meses mais frios. E osgrandes beirais da cobertura, quediminuem o impacto do vento sobrea casa e proporcionamsombreamento.

Clima TemperadoMATERIAIS:

Os materiais escolhidos também têm importante função com relação aoconforto térmico dos ambientes: o piso dos dormitórios é de madeira, o que proporcionamaior temperatura durante a noite, e o revestimento da sala é de arenito, a fim de nãoabsorver o calor durante o dia e evitar o superaquecimento do ambiente. “As fundaçõestambém foram feitas com blocos cerâmicos com alto índice de isolamento térmico,reduzindo a perda de calor para o terreno, além de evitar a captação de umidade porcapilaridade, pois a casa está em grande parte elevada do solo.

A construção utiliza materiais de baixo impacto ambiental como a estrutura emmadeira piquiá (nome vulgar), fechamento em painéis OSB e blocos de concreto celular, etelhas com fibras vegetais.

Os painéis OSB possuem alto índice de isolamento térmico.Os blocos de concreto celular são seis vezes mais isolantes do que um tijolo

comum e dez vezes mais isolantes que o concreto. Sua termo condutividade permite umamaior eficiência energética da edificação.

Arquitetura Adaptada ao Clima no mundo

Torres Al Bahar – Abu Dhabi

Torres Al Bahar – Abu Dhabi

Torres Al Bahar – Abu Dhabi

Torres Al Bahar – Abu Dhabi

Lumenhaus

Lumenhaus

Lumenhaus

Lumenhaus

“O clima urbano é um sistema que abrange o clima de um

dado espaço terrestre e sua urbanização.”

Os canais de percepção em que se decompõe o clima

urbano são:

a) O do conforto térmico ou resolução termodinâmica;

b) O da qualidade do ar ou resolução físico-química;

c) O do impacto meteorológico ou de precipitações.

AMBIÊNCIA URBANA

MICROCLIMAS

MICROCLIMAS

MICROCLIMAS

MICROCLIMAS

INFLUÊNCIA DO VENTO

TEMPERATURA DO AR

“São criados através da delimitação da natureza

e definidos somente por dois planos: o piso e a parede.

É a arquitetura sem teto. Utiliza materiais naturais e

artificiais que se adéquam ao clima (ou deveriam fazê-

lo), com forte intenção de ordem senso-ambiental. O

projeto dos espaços exterior e interior deveria

acontecer simultaneamente e não somente como um

subproduto, de modo a serem reversíveis e permitirem

o uso racional de energia na edificação.”

RECINTOS URBANOS

RECINTOS URBANOS

RECINTOS URBANOS

RECINTOS URBANOS

RECINTOS URBANOS

“A vegetação atua sobre os elementos climáticos em

microclimas urbanos, contribuindo para o controle da

radiação solar, temperatura e umidade do ar, ação dos ventos

e da chuva e para amenizar a poluição do ar.”

VEGETAÇÃO E MICROCLIMA URBANO

VEGETAÇÃO E RADIAÇÃO SOLAR

VEGETAÇÃO E ILUMINÂNCIA

VEGETAÇÃO E ILUMINÂNCIA

VEGETAÇÃO E TEMPERATURA DO AR

VEGETAÇÃO E UMIDADE DO AR

VEGETAÇÃO E VENTO

VEGETAÇÃO E VENTO

VEGETAÇÃO E VENTO

ARRUAMENTO

“A rua é o espaço urbano de uso público que tem como

função organizar e relacionar os fatos arquitetônicos na

trama urbana. Constitui o marco da arquitetura,

proporcionando ar e luz ao espaço urbano e aos edifícios,

produzindo microclimas que influenciam sobre a insolação,

os ventos, a temperatura, a umidade de clima local e no

consumo de energia de seus edifícios.”

ARRUAMENTO

RUAS ESTREITAS E SECAS

RUAS ESTREITAS E SECAS

RUAS ESTREITAS E SECAS

RUAS ESTREITAS E SECAS

RUAS LARGAS E SECAS

RUAS LARGAS E SECAS

PRAÇAS

PRAÇAS SECAS

PRAÇAS ÚMIDAS

IMPORTÂNCIA DO CLIMA

Uma boa arquitetura devera assistir o programa e a analise climática

de forma a responder simultaneamente à eficiência energética e às necessidades

de conforto.

IMPORTÂNCIA DO CLIMA

Para fazer uma analise clara e organizada do clima, podemos dividi-lo

em três escalas distintas porem indissociáveis.

MACROCLIMA

Descreve s características gerais de uma região em termos de sol,

nuvens, temperaturas, ventos, umidade e precipitações; porem pode não ser

conveniente para descrever as condições do entorno imediato do edifício.

MESOCLIMA

Refere-se a áreas mais pequenas do que as consideradas no

macroclima. Aqui as condições locais de clima são modificadas por variáveis

como a vegetação, a topografia, o tipo de solo e a presença de obstáculos

naturais ou artificiais.

MICROCLIMA

É a escala mais próxima ao nível da edificação, podendo ser

concebido e alterado pelo arquiteto. As particularidades climática do local

podem representar benefícios ou dificuldades adicionais, que podem não estar

sendo consideradas nas escalas do macro e meso climáticas.

VARIAVEIS

RADIAÇÃO SOLAR

É a principal fonte de energia para o planeta (calor) e constitui uma

importante fonte de luz (conforto visual – evolução do olho humano).

RADIAÇÃO SOLAR

No movimento de translação, a Terra percorre sua trajetória elíptica

em um plano inclinado de 23º 27’ em relação ao plano do equador (localização dos

trópicos). O diferencial de radiação solar recebido por cada hemisfério da terra

ao longo do ano, define as estações pelos solstícios e equinócios (posições da terra

em relação ao sol).

RADIAÇÃO SOLAR

Deve ser dividida em direta e difusa, porque após sua penetração na

atmosfera, a radiação começa a sofrer interferências no seu trajeto em direção à

superfície terrestre. A parcela que atinge diretamente a Terra é chamada

radiação direta.

Para definir quando tirar partido ou evitar a luz e o calor solar num projeto, deve –se ter como premissas o

conforto térmico e visual dos ocupantes e a economia da energia.

Sol ≠ Luz

RADIAÇÃO SOLAR

Uma das ferramentas disponíveis para estudá-la é a CARTA SOLAR.

Nela são plotados os dois ângulos utilizados para definir a posição do sol na

abobada celeste dependo do período do ano (altitude solar (Υ), em relação ao

horizonte, e o azimute (α), em relação ao norte).

RADIAÇÃO SOLAR

A quantidade de radiação solar que chega depende de três fatores: a lei

do cosseno, a dissipação atmosférica e a duração da luz do dia.

• Lei do cosseno: intensidade

de radiação em uma superfície

inclinada é igual à razão entre

a intensidade norma e o

cosseno do ângulo de

incidência

RADIAÇÃO SOLAR

Nas escalas meso e microclimáticas a radiação solar pode ser

interceptada pelos elementos vegetais e topográficos do local.

Em locais arborizados

a vegetação pode interceptar

entre 60% e 90% da radiação

solar, causando uma redução

substancial da temperatura do

solo. Isto acontece porque o

vegetal absorve parte da radiação

solar para seu metabolismo

(fotossíntese). Além disso o

movimento do ar entre as folhas

retira grande parte do calor

absorvido do sol.

RADIAÇÃO SOLAR

Transferência de calor por radiação nas edificações.

RADIAÇÃO SOLAR

Transferência de calor por radiação nas edificações.

A radiação solar (onda curta) que entra por uma abertura no edifício

incide nos corpos, que se aquecem e emitem radiação de onda longa. O vidro

sendo praticamente opaco à radiação de onda longa, não permite que o calor

encontre passagem para o exterior, superaquecendo o ambiente interno (efeito

estufa).

TEMPERATURA DO AR

Resulta basicamente dos fluxos das grandes massas de ar e da

diferente recepção da radiação do sol de local para local.

VENTOS

Diferenças nas temperaturas das massas de ar geram o seu

deslocamento da área de maior pressão (as mais frio e pesado) para a área de

menos pressão (ar quente e leve).

VENTOS

As condições do vento local podem ser alteradas com a presença de

vegetação edificações e outros anteparos naturais ou artificiais, permitindo tirar

partido deles para canalizar os ventos desviando-os ou trazendo para a

edificação.

UNIDADE

Resulta da evaporação da água contida nos mares, rios, lagos e na

terra, bem como a evapotranspiração dos vegetais. Locais com alta umidade

reduzem a transmissão da radiação solar, pela absorção e redistribuição na

atmosfera. Porém, altas umidades relativas dificultam a perda de calor pela

evaporação do suor aumentando o desconforto térmico.

O ar a uma certa temperatura pode conter uma determinada

quantidade de água (maior temperatura = maior quantidade de água e vice-

versa)

UNIDADE

Pode ser modificada em escalas mais próximas a edificação na

presença de água ou de vegetação.

UTILIZANDO OS DADOS

Conhecer os dados climáticos de um local permitira identificar os

períodos de maior probabilidade de desconforto, e consequentemente definira

as estratégias que devem ser incluídas no desenho para compensar essas

condições.

TEMPERATURA

TEMPERATURA E RADIAÇÃO

VENTO

UNIDADE

BICLIMATOLOGIA

Estuda as relações entre o clima e o ser humano.

Projeto bioclimática: adequação da arquitetura ao clima local visando

atingir um desempenho térmico adequado.

BICLIMATOLOGIA