Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Física da edificação- Térmica -

Física da edificação- Térmica -

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Física da Edificação

Luz Natural

Umidade

Calor

Conforto Térmico

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Exer

cíci

oA

ula

Vidros

2014/1

Introdução

Planejamento Integrado

Clima e edificação

Clima externo

Princípios da termodinâmica

Clima interno

Balanço energético da edificação

NBR 15.575

Técnicas construtivas

Técnicas de iluminação

Estrutura da disciplina Físicia da Edificação

F.E.

Conforto Ambiental

Transmitância

NBR 15.575

Transmissão

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Noções básicas da física da edificação: Influências no planejamento

Proteção contra calore umidade

JanelaU-, g-, τ-Wert

Proteção térmica e ofuscamento

Massa térmica

Uso passivo daenergia solar

Uso da luz antural

Proteção contra calor e umidadeClima Externo(Θamb, Eglob, w, φ)

Clima interno(ΘR,φ)

Parede externaTransmitância térrmica

AcústicaRuído

Isolamento acústico

Ventilação

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Equipe de ProjetoEquipe de ProjetoEletrotécnicoEletrotécnico

Engenheiro Eletricista

Engenheiro Eletricista

CONSTRUTORA

Arquiteto

Especialista em Instalações Prediais

Gerente de projeto

Engenheiro estrutural

Engenheiro estrutural

Engenheiro mecânico

Engenheiro mecânico

Energy designerEnergy designer

Planejamento integrado

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Física da edificação

Condições de entorno

Localização e fatores climáticos

chuva sol

vento água

Dezembro

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Clima e edificação

ÁrticoFrio e seco • Implantação densa

• Construção compacta• Zoneamento

Europa CentralClima temperado

• Evitar sombreamento,• Orientação sul• Construção compacta• Zoneamento• Massa térmica

Deserto Quente e seco

• Implantação densa• Construção compacta• Grande massa térmica• Pequenas aberturas

Clima tropicalQuente e úmido

• Materiais leves• Telhado ventilado• Ventilação cruzada• Sombreamento

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Osuna Housing, Sevilha

Font

e: H

erzo

g, S

olar

Ene

rgy

in A

rchi

tect

ure

and

Urb

an P

lani

ng

Inverno

Verão

Conceito deVentilação

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Clima tropical

Floresta tropical

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Clima tropical

TrópicosPlanejamento e projeto

Prof. KruscheTU - Braunschweig

Chumbe Island, Zanzibar

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Clima tropical

Ilha Nova CaledôniaCentro Cultural Jean-Marie Tjibaou,

Projeto: Renzo PianoSombreamento das cabanas pelas torres

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Clima tropical

Ventilação natural das cabanas e torres

Centro CulturalJean-Marie Tjibaou

por Renzo Piano

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Clima Polar

ÁrticoClima Polar

Font

e: B

ehlin

g „S

ol P

ower

-D

ie E

volu

tion

der s

olar

en A

rchi

tekt

ur“, P

rest

el 1

996

• Vento• Zoneamento• Gelo/Neve• Estratificação• Roupa• Ganhos internos

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Comparação dos perfis de temperatura de um iglu (ártico) e uma construção de argila (desértico)

80

70

60

50

40

306 12 18 24 4

Temperatura internaTemperatura superficial do telhadoTemperatura Externa

Tem

pera

tura

[C°]

Tempo [h]

Construão de Argila em área dedeserto

+10

0

-10

-20

-30

-406 12 18 24 4

Sob o tetoTemperatura média do quartoTemperatura dos pés

Temperatura externa

Temperatura deum Iglu

Tem

pera

tura

[C°]

Tempo [h]

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Clima Desértico

DesertoQuente e seco

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Biônica

Corrente de vento

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Estratificação térmicaChaminé Solar

Biônica

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Conceito de ventilação passiva: Unidade de produção em Malta

Durante o dia

Font

ee: S

chne

ider

, Sol

arar

chite

ktur

für E

urop

a

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Conceito de ventilação passiva: Unidade de produção em Malta

Durante à noite

Font

ee: S

chne

ider

, Sol

arar

chite

ktur

für E

urop

a

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Enertopia Dubai

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Contemporary architecture with traditional Arabic elements

Enertopia Dubai

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

cool morningwind (South/East) adiabatic cooling

pool/plants

hot eveningwind

(north/west)photovoltaic as energy supply

and shading

cool morningwind (South/East) adiabatic cooling

pool/plants

hot eveningwind

(north/west)photovoltaic as energy supply

and shading

Enertopia Dubai

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

ECO-City MASDAR / Abu DhabiCO2- cidade neutra

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

ECO-City MASDAR / Abu DhabiVisões / Conceitos futuros

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Conceitos sustentáveis e resultados de planejamento integrado

Exemplo Europeu – Clima Temperado (Frio)

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

100

110

120

130

140

150

160

Orientação da zona

Dem

anda

anu

al d

e aq

ueci

men

to %

(O

rient

ação

Sul

= 1

00%

)

EnEV

WSVO 95

PH

N NO O SO S SW W NW N

Influência da orientação solar na demanda de aquecimento(WSVO, EnEV, PH)

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

• Características dos elementos da envoltória (Telhado, Parede,..)

• Paredes externas opacas e transparentes

• Isolamento e medidas de proteção solar

• Características da topografia

• Influência do macro e micro clima

• Forma e orientação da edificação

Planejamento da Envoltória

Exigência estruturais

Construção do edifício na natureza

Meteorologia e seus efeitos no projeto

• Gargas de vento, neve, etc.

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Influência da topografia na demanda de energia

100 % 110 % 85 % 115 %

Normal Depressão (Frio)

Exposição sul Exposta

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Medidas contra sombreamento vizinho

Font

e: U

mw

elt-L

eidf

aden

, BD

A

• Aumentar a distância sem alterar o projeto

• Alterar o projeto da cobertura

• Alterar a topografia

•Escolher orientação sul para possibilitar afastamento menor (altura do sol)

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Dependência entre ganho solar e a distânica entre edifícios no período de aquecimento

0

20

40

60

80

100

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5

Relação distância e altura D/A [-]

Rad

iaçã

o re

lativ

a in

cide

nte

sobr

e pa

rede

da

edifi

caçã

o [%

]

D

A

Edifício com orientação norte-sul

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Máscara solar

Juni

Juli + Mai

August + April

September + März

Oktober + Februar

November + Januar

DezemberA

ltura

do

Sol

Azimute do sol

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

• Características dos elementos da envoltória (Telhado, Parede,..)

• Paredes externas opacas e transparentes

• Isolamento e medidas de proteção solar

• Características da topografia

• Influência do macro e micro clima

• Forma e orientação da edificação

Planejamento da Envoltória

Exigência estruturais

Construção do edifício na natureza

• Gargas de vento e neve, etc.

Meteorologia e seus efeitos no projeto

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Morar de forma densa e compacta

Siedlung Halen, Bern (Suíça)

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Compacidade do edifício

Volume da edificação condicionadoÁrea de envoltória com volume da edificação condicionado

VA

e

=

Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão

Compacidade do edifício

v v 3v

Uz = 4 m+ 10 %

deq = + 2 cm

Uz = 8 m+ 20%

deq = + 4 cm

Uz = 12 m+ 30%

deq = + 6 cm

A/Ve-Relação

10

15

20

25

30

10

15

20

25

30

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

+ 3 cm

+ 0,1

Espe

ssur

a eq

uiva

lent

e e

não

tran

spar

ente

da

envo

ltória

[cm

]

Quelle: W. Feist, Das Niedrigenergiehaus