Construção Sustentável_UII (1) ConfortoTérmico

5/14/2018 Construção Sustentável_UII (1) ConfortoTérmico - slidepdf.com

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Gestão de Conforto Ambientalem Edificações Sustentáveis

Unidade II

Conforto Térmico

Prof. D.Sc. Ludmila Rodrigues de Morais

Tópicos Abordados

• Orientação dos ambientes• Caracterização do clima de Goiânia

• Geomoetria de insolação: – Insolação de fachadas – Haste

– Sombra – Insolação de ambientes

– Máscara

7.ORIENTAÇÃO DOS

AMBIENTES

• EDIFÍCIO – Exposição mais desejável

– Privilegiar áreas de maior permanência – Locar:

• de acordo com os percurso solar

• condição dos ventos• levar em consideração os obstáculos

– Fachadas• insolação obtida através das cartas solares• maior insolação → inverno• menor insolação → verão

• Norte

– Orientação nobre – abrigo dos ventosdominantes no período do inverno e expostoaos ventos frescos no verão

– Várias fachadas “importantes” – estabelecer

critérios de valores mais equilibrados (nãoperfeito)

Realizar sempre – estudo teórico do sol e daventilação

Considerações sobre disposição eorientação (higiene e salubridade)

RESIDÊNCIA

• Entrada e Acessos

– Orientação: livre (preferência zonas não nobres – nãohabitáveis e de pouca permanência)

• inverno – não muito frio

• verão – não muito quente

– Iluminação: adequada

• Dormitórios

– Insolação: preferência matutina (E) (cuidado com o sol datarde (queima tecidos, tapetes, etc.);

– Próximo a sanitários;

– Cama:• Cabeça não próxima a janela (resfriado)• Não deve ficar encostado em paredes externas• Luz exterior não atinja diretamente os olhos• Não deve ser colocada entre duas paredes (indivíduo não respirar

o próprio ar).

• Lavatórios e banheiros (sanitários)

– Local discreto: recolhimento e intimidade; – Reduzir ao máximo a transição de barulhos;

– Próximo a saídas e jardins;

– Ventilação:• dentro para fora (vento - leva os odores e a umidade para fora);

• necessidade de renovação permanente de ar;

• 1 ½ reposição de volume de ar por hora.

• Escritório – Orientação:

• qualquer uma

– cuidado – não muito frio no inverno e nem muito quenteno verão

– Observar se os ocupantes trabalham em casa

• Cozinha – Ventilação: importante (cheiro não passar para os outros

ambientes)

• de dentro para fora (tirar odor)

• não forte (apaga as chamas do fogão)

• 1 ½ reposição de volume de ar por hora

– Insolação: controlada

• cuidado para não bater sol na hora de cozinhar e lavar louça

– Localização:

• próximo a área de comer

• próximo a área de serviço

• “longe da entrada principal”

– Fogão: iluminar pelo lado esquerdo (cozinheiro ver o que está fazendo)(para destros)

• coifa – remove o cheiro da comida.

• Sala de Jantar – Evitar insolação prolongada – área mais “fresca” (O ou E)

– Próxima a cozinha• separada por copa ou corredor (bem ventilada → odor)

• Serviço

– Orientação: preferência oeste

• lava roupa de manhã e seca a tarde

– Próximo a cozinha

• Corredores

– Iluminação:• preferência luz direta (se não indireta)

• “boa” (mais para corredores extensos – “deve ter pelo menos um

interruptor em próximo a cada extremidade”) – Ventilação:

• exterior (mais para corredores extensos)

– Economia e eficiência

Casa em Portugal

Casa na Inglaterra

• Churrasqueira – Orientação:

• leste (churrasco geralmente após ao meio dia)

– Não esquecer da localização das mesas• ninguém gosta de comer no sol, principalmente no verão, época

que esta prática é mais comum.

• Piscina – Insolação: preferência o dia todo

– Cuidado com o excesso de vento

• Campo e quadras

– Orientação: norte-sul

• Janelas – Altas – insolação entra mais profundamente na edificação;

– Orientação Leste – Oeste → recebem luz frontal horizontal

durante o equinócio e com inclinação crescente no

solstício de verão;

– Orientação Sul – recebem pouca radiação solar esomente perto do solstício de verão;

– Orientação Norte – recebem radiação solar rasante no

inverno e incidente no verão• indicada para locais que necessitam de radiação solar durante

todo o tempo

• Sol e ser humano – Saúde:

• Ajuda a recuperar saúde

– Tratamento sol-ar (doenças) – Raios ultra-violetas:• aumenta teor de iodo (glândulas tiróide)

• teor de ferro no sangue

• número de glóbulos vermelhos• número de glóbulos branco

• Hemoglobina

– Falta de sol nas crianças causam doenças infantis:• Desenvolvimento insuficiente do sistema ósseo

• Falta de vitamina D(cicatrização e desaparição das inflamações)

– Imprescindível o sol para o ser humano, mas de forma limitada

8.GEOMETRIA DE

INSOLAÇÃO

• Mensura os horários de insolação para distintas posições de paredes em

cada latitude em particular (diferentes orientações de fachadas);

• Determinação das sombras urbanas – importante pois as barreiras

causadas pela vizinhança pode alterar o horário real de insolação;

• Orientação das aberturas;• Elementos transparentes e translúcidos da construção (permitem contato

com o exterior);

• Proteção solar – “brise-soleil” ou quebra sol – permite controle térmico

natural.

• Insolação de fachadas – Incidência solar nas fachadas de acordo com

a orientação. Exemplo para Goiânia.1

• Alinha o nortes – plantae carta solar;

• Traçar uma paralela alinha da fachadaestudada cruzando o

centro da carta.

• Exemplo 01

FACHADA SOLSTÍCIO DEINVERNO

EQUINÓCIO SOLSTÍCIO DEVERÃO

01 6:30 – 17:30 6:00 – 18:00 -

02 6:30 – 12:00 6:00 – 12:00 5:30 – 12:0003 - - 5:30 – 18:30

04 12:00 - 17:30 12:00 – 18:00 12:00 – 18:30

• Exercício de fixação – exemplo 2 – Achar a insolação das fachadas da figura

abaixo para cidade de Goiânia/GO.

FACHADA 01 FACHADA 02

FACHADA 03 FACHADA 04

01 6:30 – 14:40 6:00 – 13:00 5:30 – 11:30

02 6:30 – 9:20 6:00 – 11:00 5:30 – 12:3003 14:40 – 17:30 13:00 – 18:00 11:30 – 18:30

04 9:20 – 17:30 11:00 – 18:00 12:30 – 18:30

ATIVIDADE 01Achar a incidência solar emcada uma das fachadas do

projeto segundo a orientaçãogeográfica dada.

01 13:30 – 17:30 12:40 – 18:00 11:40 – 18:30

02 7:30 – 17:30 10:20 – 18:00 13:00 – 18:3003 6:30 – 13:30 6:00 – 12:40 5:30 – 11:40

04 6:30 – 7:30 6:00 – 10:20 5:30 – 13:00

9. CLIMA DE GOIÂNIA

• Ventos predominantes

– Período chuvoso – Norte• Janeiro / fevereiro / outubro / novembro / dezembro

– Período seco – Leste• Março / abril / maio / junho / julho / agosto /

setembro

– Velocidade média – 2,5 a 3,5 m/s (fraca)

• Clima – Apresenta duas características significativas

• Continentalidade – afastado do litoral

• Regularidade do processo cíclico dos deslocamentos demassas de ar – regime pluviométrico bem definido: – Estação chuvosa

» 5 meses com precipitação com 200mm mensais

– Estação seca» 3 meses praticamente secos» 2 meses de pouca chuva

– Composto por duas estações determinantes – nãosegue a divisão anual clássica – Maiores temperatura anuais – Setembro

(primavera)

• Temperaturas – Calor a tarde o ano inteiro – Frio durante a madrugada na estação seca

(maio, junho, julho e agosto) – Amplitude térmica (diferença entre a máxima e

a mínima em um dia)• Máxima (19°C) – Agosto (mês mais seco do ano)assemelha ao clima desértico

• Mínima (10°C) – meses úmidos

– Frio noturno – pode ser utilizado para reduzir atemperatura média interior (utilizado a séculospelos povos árabes)

• Precipitação Pluviométrica/Unidade Relativa – 5 meses de chuva – 200 mm

• Novembro a março – 1 mês de transição do período da água para a seca• Abril

– 1 mês de transição da seca para o de chuvas• Outubro

– 5 meses do período seco

• 2 meses – maio e setembro com muito pouca chuva• 3 meses – junho, julho e agosto seco, principalmente

agosto

– Umidade Relativa (UR)• Acompanha o ritmo das variações da chuva, masligeiramente defasado

– chuvas diminuem rapidamente , a UR cai mais lentamente

– Do período seco para as chuvas – UR aumenta no mesmoritmo do aumento das chuvas

UR – Valore médios que variam durante o diaValores máximos durante a madrugadaValores mínimos no meio da tarde

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

UR(%) 81 82 82 78 72 68 62 52 54 68 78 82

Prec.(mm)

234 210 198 110 30 5 10 3 36 143 237 271

ABNT 15220 – Parte 3• Zoneamento

bioclimático – Região geográficahomogênea quanto aoselementos climáticos que

interferem nas relaçõesentre ambienteconstruído e confortohumano.

– O zoneamentobioclimático brasileirocompreende oitodiferentes zonas,

conforme indica a figura:

Diretrizes construtivas para a ZonaBioclimática 6 (Goiânia)• Devem ser atendidas as diretrizes apresentadas nas

tabelas 16, 17 e 18.

Fig.: - Carta Bioclimática apresentando as normais

climatológicas de cidades desta zona, destacando acidade de Goiânia, GO

Fig.: Zona Bioclimática 6

Parede Descrição U [W/(m2.K)] CT [kJ/(m2.K)] ϕ [horas]

Parede de concreto maciçoEspessura total da parede: 5,0 cm

5,04 120 1,3

Parede de concreto maciçoEspessura total da parede: 10,0 cm

4,40 240 2,7

Parede de tijolos maciços aparentesDimensões do tijolo: 10,0x6,0x22,0 cmEspessura da argamassa de assentamento: 1,0 cmEspessura total da parede: 10,0 cm 3,70 149 2,4

Parede de tijolos 6 furos quadrados, assentados namenor dimensão

Dimensões do tijolo: 9,0x14,0x19,0 cmEspessura da argamassa de assentamento: 1,0 cmEspessura da argamassa de emboço: 2,5 cmEspessura total da parede: 14,0 cm

2,48 159 3,3

Parede de tijolos 8 furos quadrados, assentados namenor dimensãoDimensões do tijolo: 9,0x19,0x19,0 cmEspessura da argamassa de assentamento: 1,0 cmEspessura da argamassa de emboço: 2,5 cmEspessura total da parede: 14,0 cm

2,49 158 3,3

Parede Descrição U [W/(m2.K)] CT [kJ/(m2.K)] ϕ [horas]Parede de tijolos de 8 furos circulares, assentados na menordimensãoDimensões do tijolo: 10,0x20,0x20,0 cmEspessura da argamassa de assentamento: 1,0 cmEspessura da argamassa de emboço: 2,5 cmEspessura total da parede: 15,0 cm

2,24 167 3,7

Parede de tijolos de 6 furos circulares, assentados na menordimensãoDimensões do tijolo: 10,0x15,0x20,0 cmEspessura da argamassa de assentamento: 1,0 cmEspessura da argamassa de emboço: 2,5 cmEspessura total da parede: 15,0 cm

2,28 168 3,7

Parede com 4 furos circularesDimensões do tijolo: 9,5x9,5x20,0 cmEspessura da argamassa de assentamento: 1,0 cmEspessura da argamassa de emboço: 2,5 cmEspessura total da parede: 14,5 cm

2,49 186 3,7

Parede de blocos cerâmicos de 3 furosDimensões do bloco: 13,0x28,0x18,5 cmEspessura da argamassa de assentamento: 1,0 cmEspessura da argamassa de emboço: 2,5 cm

Espessura total da parede: 18,0 cm

2,43 192 3,8

Parede de tijolos maciços, assentados na menor dimensãoDimensões do tijolo: 10,0x6,0x22,0 cmEspessura da argamassa de assentamento: 1,0 cmEspessura da argamassa de emboço: 2,5 cmEspessura total da parede: 15,0 cm

3,13 255 3,8

Parede de blocos cerâmicos de 2 furosDimensões do bloco: 14,0x29,5x19,0 cmEspessura da argamassa de assentamento: 1,0 cmEspessura da argamassa de emboço: 2,5 cmEspessura total da parede: 19,0 cm

2,45 203 4,0

Parede de tijolos com 2 furos circularesDimensões do tijolo: 12,5x6,3x22,5 cmEspessura da argamassa de assentamento: 1,0 cmEspessura da argamassa de emboço: 2,5 cmEspessura total da parede: 17,5 cm

2,43 220 4,2

• PRINCIPAIS CARACTERÍSTICASCLIMÁTICAS DE GOIÂNIA

– Radiação Solar Global intensa e constante o ano inteiro; – Temperatura elevada e Umidade Relativa alta durante o período

chuvoso;

– Amplitude Térmica Diária elevada, especialmente no período seco.

• Na latitude de Goiânia a diferença aproximada do tamanho do dia naépoca do solstício de inverno (junho) e o tamanho do dia na época dosolstício de verão é de duas horas (assim o dia no solstício verão é

maior do que o no solstícios de inverno);• Mas durante o período chuvoso, embora os dias sejam maiores por

ser verão, a insolação é menor (dezembro 161 h/mês) devido a grandenebulosidade da época. No período seco, característico do inverno naregião de Goiânia, os dias são menores mas a nebulosidade é baixa, oque torna o período de insolação maior durante o dia (agosto 299h/mês) ;

• A insolação efetiva , ou seja, o percentual da duração do dia com soldireto, na época seca, chega a ser de mais de 90%.

Goiânia - latitude sul 16º• A figura ao lado define as posições

limite do sol, ao meio diademonstrando a assimetria quanto a

insolação e a radiação solar existenteentre as fachadas sul e norte.

– Em dezembro o sol atinge a fachadasul com um ângulo de incidência de

83º, que com a elevada nebulosidadeencontrada no período (chuvoso)reduz o período de insolação diretanesta fachada;

– No solstício de inverno, em junho, oângulo de incidência é bem menor(50º), mas com a baixa nebulosidadedo período a insolação efetiva é bemmaior, sendo superior a 90%.

DESEMPENHO TÉRMICO DA ENVOLVENTE DOS EDIFÍCIOS(Análise de resultados obtidos em trabalho de campo – Lúcia Mascaró e Juan Mascaró – 1992/UFGRS)

Carga térmica recebida pela envolvente das habitações térreas medidasO gráfico mostra que 72% (quase ¾) da radiação térmica recebida (insolação) por um edifício éproveniente da cobertura e 28% (quase ¼) das paredes;A insolação recebida pelas paredes varia de 5,5 a 6h, tendo uma média geral de 6 horas de solnas orientações Norte, Leste e Oeste;

Já a cobertura (superfície horizontal do edifício) recebe 12 horas de insolação em todas asorientações, ou seja, o dobro da carga térmica por radiação solar recebida por qualquer parede,mesmo a de pior orientação (situação crítica das coberturas);O atraso térmico das paredes das habitações estudadas varia entre 3h e 4,5h e o da cobertura ésó de 0,5h;A altura do edifício não diminui a importância da influência da cobertura nos consumosenergéticos.

PAREDES

COBERTURA

ATIVIDADE 02

- Analisar os dados obtidos na tabela de

orientação de fachadas.- Avaliar se a orientação dos ambientesestão adequados com suas atividades

desempenhadas.

• Haste – Encontrar na carta solar de Goiânia a Altitude

Solar e o Azimute dos seguintes dados:

Goiânia/GOLatitude 16°41’ Sul 9:00 12:00 15:00

Solstício de InvernoA.S. =AZ =

A.S. =AZ =

EquinócioA.S. =AZ =

A.S. =AZ =

Solstício de verãoA.S. =AZ =

A.S. =AZ =

Centrocarta solar

Ponto data ehorário estudado

ALTITUDE SOLAR AZIMUTE

Azimute

Altitude Solar

Solstício deInverno

A.S. = 30°AZ = 49°

A.S. = 50°AZ = 0°

A.S. = 30°AZ = 311°

Equinócio A.S. =AZ = A.S. =AZ = A.S. =AZ =

Solstício de verãoA.S. =AZ =

A.S. =AZ =

Solstício de InvernoA.S. = 30°AZ = 49°

A.S. = 50°AZ = 0°

A.S. = 30°AZ = 311°

Equinócio A.S. = 41°

AZ = 75° A.S. = 73°

AZ = 0° A.S. = 41°

AZ = 285°

Solstício de verãoA.S. = 45°AZ = 107°

A.S. = 83°AZ = 180°

A.S. = 45°AZ = 253°

Azimute – localização solar

• HASTE - Exercícios de aplicação

Altit d l

Altitude solar

Sombra

azimute

Sombra – sobreposição Equinócio15:00h

12:00h

• Insolação de Ambientes

ELEMENTOS DE PROTEÇÃO

Exemplo de tipos Imagem Planta e corte Perfil de sombra Exemplo Características

diferentes deproteções solares

Tipos horizontais :

Elementoshorizontais opacos sãomais eficientes nasorientação sul e sudeste

As lâminas horizontaispossuem a vantagem depermitir que o ar circule pelafachada

Os toldos têm as mesmascaracterísticas que oselementos horizontais tambémpode ser opacos e retrátil.

Para a proteção dos meusbaixos ângulos solares, aslâminas horizontais são muitoeficazes

Plano sólido ou perfuradoparalela à frente protegedos mais baixos raiossolares

As lâminas móveishorizontais variam suasombra em função desua posição

Imagem Planta e corte Perfil de sobra Exemplo Características

Proteções verticais são adequadas

Fonte: Arquitectura y Clima.Manual de diseño bioclimático para arquitetos y urbanistas.Victor Olgyay .Pg 83

Tipos de proteção

Tipos verticais:

Proteções verticais são adequadaspara orientações leste e oeste.

Proteções vertical oblícuas na fachadaproduz uma separação asimetrica.Apresença destes elementos na fachadaprevine a transmissão de calor.

As lâminas móveis podem sombrear eserem orientadas de acordo com aposição do sol

O módulo é uma combinação de tiposhorizontal e vertical, sendo o seu diagramade sombra resultante da superposição deambos.

Os painéis sólidos modulares com planosverticais oblicuos produzem um perfil

assimétrico

Protetor tipo módulo horizontal produzsombras variadas .Devido sua característicaé indicado para climas quentes

D h d l

Desenho dos protetores solares• Definição do tipo de protetor

– controlar a insolação no ambiente – Aspectos que devem ser considerados:• Eficiência• Plasticidade

• Privacidade• Luminosidade• Ventilação• Visibilidade

• Durabilidade• Custo de implantação e manutenção• Outros

• Passos

Definir horário e período do ano em que se quer

– Definir horário e período do ano em que se querproteger o ambiente da penetração dos raiossolares;

– Estudar a insolação dafachada a seremtrabalhadas (gráfico solar)

para identificar a proteçãomais adequada. – Fazer máscara das

sombras das outrasedificações do entorno edas massas de vegetação.

• Protetores horizontais

Mais eficientes para grandes alturas solares

– Mais eficientes para grandes alturas solares

– Pode barrar a visibilidade exterior

– Redução da luminosidade

– Redução da ventilação

– Definir o menor ângulo vertical do período a mascarar. – Definir desenhos

– Definir limite lateral do protetor horizontal – medidor deângulos verticais laterais

– Obter ângulo mínino determinado

• Protetores verticais

– Definir ângulo necessário ao

mascaramento da insolação

a ser protegida

– Construir aleatoriamente otipo de protetor desejado

(que atenda ao

sombreamento definido)

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