Telhado envelhecido

8/16/2019 Telhado envelhecido

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FABIANA LOURENÇO FERREIRA

RACINE TADEU ARAÚJO PRADO

O crescimento das cidades caracteriza-se pelo aumento das áreas edificadas epavimentadas, do uso de energia e da geração de calor. O fenômeno de aquecimentodas áreas urbanas é denominado Ilha de Calor. As Ilhas de Calor não causam apenasdesconforto térmico. Temperaturas elevadas são responsáveis pelo aumento dademanda de energia com resfriamento do ar em edifícios e efeitos fotoquímicos queaumentam a poluição atmosférica, além de aumentar os impactos ambientaiscausados pela demanda em geração de energia. Materiais com elevado albedo eemissividade atingem temperaturas mais baixas quando expostos à Radiação Solar,reduzindo a transferência de calor para o ar em seu entorno. Este artigo concentra-seem apresentar os resultados da medição do albedo de materiais utilizados emcoberturas de edifícios no Brasil, utilizando um espectrofotômetro com esfera

integradora, e avaliar o ganho de calor em coberturas através do calculo datemperatura superficial que cada material pode atingir quando exposto à RadiaçãoSolar.Por albedo entende-se a refletância especular e difusa integrada no intervalocom comprimento de onda entre 290 e 2500nm, que engloba aproximadamente 96%da Radiação Solar que atinge a superfície terrestre.

O tema escolhido surge da necessidade de propor soluções passivas, quepossam diminuir os efeitos negativos das ilhas de calor, através da avaliação do

desempenho espectral dos materiais utilizados em coberturas de edifícios no Brasil.Em grande parte das construções, a cobertura é o elemento da edificação maisexposto à radiação solar. É, portanto, um componente responsável por grande partedo fluxo de calor transferido ao edifício e seu entorno.

O fenômeno das Ilhas de Calor vem se tornando a cada dia mais intensos nasáreas metropolitanas, alterando o microclima urbano, acentuando os fenômenosclimáticos e causando prejuízos de todas as espécies. A diminuição dos efeitos dasIlhas de Calor pode-se iniciar na escala dos edifícios e seus materiais, produzindoefeitos diretos e indiretos para o homem e o meio ambiente.

Os efeitos diretos consistem na diminuição da temperatura do ar nos centrosurbanos, na diminuição da demanda de energia com resfriamento de ar e nadiminuição da poluição atmosférica.Os efeitos indiretos consistem na redução da

demanda para geração de energia (Bretz, Akbari, Rosenfeld, 1998).O microclima em torno de um edifício é determinado pela radiação solarincidente no envelope construtivo. A radiação térmica ou de onda longa provenientedas superfícies, edifício e seu entorno, contribui para o desenvolvimento de


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características climáticas locais específicas como temperatura do ar, umidade relativae velocidade do vento (Simpson, Mcpherson, 1997).

A diminuição da temperatura superficial dos materiais contribui diretamente

para a mitigação dos efeitos negativos das Ilhas de Calor. Estudos realizados peloProjeto “Ilhas de Calor” do Laboratório Nacional (LBLN),examinaram os efeitos das superfícies das cidades e dos edifícios no uso da energia eno clima. Através de simulações e estudos de caso constataram que, aumentar oalbedo das superfícies urbanas e o plantar de árvores, pode efetivamente reverter ofenômeno das ilhas de calor. O aumento em larga escala do albedo combinado com osombreamento das árvores, pode reduzir o uso de energia para condicionamento dear em 40% nos casos estudados (Rosenfeld et al., 1995).

O termo albedo é a designação freqüentemente aplicada à refletância total deum dado sistema, considerando-se o quociente entre o fluxo refletido e o fluxoincidente, ambos integrados sobre todo o espectro solar. Pode ser aplicado a um

planeta como um todo, admitindo a denominação a lbe do esférico ou a uma cidadecomo albedo urbano (www.cptec.inpe.br/satélite/metsat/pesquisa/gloss/gloss-ae.htm).Segundo Berdahl e Bretz (1997), a refletância é a probabilidade de um fótonque incide sobre uma superfície ser refletido.

O albedo ou refletância pode ser medido em laboratório ou no campo. Asmedições em laboratório expressam características do material em si, enquanto queas medições em campo expressam as características do produto final. Os resultadosem laboratório expressam valores pontuais de refletância por comprimento de onda,

ou intervalos determinados, enquanto que as medições em campo valores para todoespectro da radiação solar.Neste trabalho utilizamos o termo albedo quando nos referimos à refletância

hemisférica especular e difusa integrada, com comprimentos de onda entre 290 e2500 nm, intervalo de comprimento de onda que representa a Radiação Solar, ecompreende a radiação Ultra Violeta, Visível e Infravermelha.

A região Ultravioleta (UV), que representa aproximadamente 6% do espectrosolar, compreende o intervalo com comprimentos de onda entre 290 e 380nm, provocaefeitos físico-químicos nos seres vivos e materiais como danos na estrutura celular:câncer de pele, desbotamento ou descoloração, eritemas e queimaduras, e contribuipara a síntese de vitamina D.

A região do Visível, contida entre os comprimentos de onda entre 380 e 780nm,

compreende aproximadamente 46% de todo espectro solar, e é aquela para a qual oolho humano é sensível, suas alterações de freqüência compreendem as cores. Influidiretamente no grau de iluminação dos ambientes, pois está associada à intensidadeda luz branca transmitida. O intervalo de comprimento de onda Visível varia de pessoapara pessoa dependendo da sensibilidade da retina de cada individuo.

O Infravermelho (IV) próximo compreende o intervalo contido entre 780nm atéaproximadamente 2500nm e corresponde a aproximadamente 43% do espectro solar.A natureza destas radiações é principalmente térmica. O espectro da radiação solarestá dividido em três regiões distintas, a região Ultravioleta, o Visível e oInfravermelho, que são consideradas regiões de pequenos comprimentos de onda oude onda curta.

A medição das refletâncias dos materiais foi feita no Laboratório de Sistemas

Prediais da Universidade de São Paulo. Utilizou-se um espectrofotômetro Shimadzumodelo UVPC-3101PC com esfera integradora ISR-3100 em conjunto com o software


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UVPC, que opera em ambiente Windows e permite a aquisição e manipulação dedados espectrais de diversos materiais.

O processo de medição realizou-se em duas etapas seguindo as instruções do

fabricante do equipamento e a ASTM-903. Na primeira etapa definiu-se a amostra dereferência a ser utilizada para medição de cada material, buscou-se detectar erros noprocesso de medição e determinou-se o número de amostras necessário paraexpressar um valor de refletância característico da população de estudo com umamargem de erro de 5%. Na segunda etapa realizou-se a medição final onde obteve-sevalores de albedo dentro dos intervalos de confiança pré-determinados.

A medição foi realizada no modo espectral, num intervalo de comprimento deonda entre 290 e 2500nm, com uma velocidade de 700 nanômetros por minuto eespessura de fenda de 20mm. A medição do albedo ou refletância em Laboratório,utilizando-se um espectrofotômetro com esfera integradora permite a avaliação dosresultados, por intervalo de comprimento de onda. Integrando-se as áreas abaixo dacurva de refletância especular, foi possível obter o albedo ou refletância dos materiais,

em intervalos determinados. A ASTM – 903, que discorre sobre o método de mediçãoda refletância de materiais opacos, utilizando-se espectrofotômetros com esferasintegradoras, afirma que a medição neste equipamento possibilita a extração dedados, com uma precisão melhor que qualquer outro sistema de medição daperformance de sistemas térmicos.

Consideraremos amostras de trabalho os materiais que serão medidos. Aseleção dos mesmos não seguiu nenhum critério estatístico ou quantitativo. Estapesquisa iniciou-se pelos materiais mais populares, que são utilizados em coberturasde edifícios que compõem as cidades brasileiras: cerâmica vermelha e branca,fibrocimento sem amianto, alumínio com e sem pintura, aço galvanizado com e sempintura, metal com banho de alumínio e zinco, metal termo acústico nas coresalumínio, verde, branco e cerâmica, e cimento colorido nas cores cinza claro, cinzaescuro, vermelho e ocre, com e sem resina.

A intenção foi medir as características espectrais das telhas constantes nosmomentos que antecedem sua instalação. A única providência tomada antes damedição foi limpa-las com uma flanela para retirar o acúmulo de pó e pequenasimpurezas. Por se tratar de telhas as mesmas apresentaram diversos formatos edimensões. Foi preciso extrair um pedaço que tivesse características adequadas paramedição, ou seja: superfície plana e dimensão de até 4cm de diâmetro e 2cm de

espessura. As telhas cerâmicas, de cimento colorido e fibrocimento foram cortadasutilizando-se uma serra circular acoplada a uma bancada, para o corte das amostrasdos materiais metálicos foi utilizado um alicate especial para chapas metálicas.

As amostras de referência são utilizadas para calibrar o equipamento efornecer referencial para obtenção das refletâncias de outros materiais. Comoreferência são utilizados materiais com alta reflexão especular e difusa, com valoresaproximados de 100%.

A ASTM-903 sugere o seguinte critério para a definição das amostras dereferência para obtenção de valores com maior precisão: para a medição de materiaiscom alta reflexão difusa, no intervalo de comprimento de onda que representa oespectro solar, utilizar materiais com alta reflexão difusa. Neste trabalho foi utilizado oSulfato de Bário (BaSO4) como amostra de referência, pois o mesmo apresenta alta

reflexão difusa. E para a medição de materiais com alta reflexão espectral, no intervalode comprimento de onda que representa o espectro solar, a ASTM-903 recomenda ouso de Placas de Alumínio ou Óxido de Magnésio, pois ambos apresentam alta


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reflexão espectral, em toda extensão do espectro solar. Neste trabalho adotou-se oAlumínio.

Os valores do albedo ou refletância foram obtidos pelo método de integração

de áreas. Através dos gráficos dos materiais obtidos na medição com oespectrofotômetro, calculou-se a área integrada abaixo da curva de reflexão especularde cada material1. Todo este procedimento realizou-se utilizando o Software Excel emparalelo ao Software UVPC, que possibilita a exportação de dados em formato detexto.

A figura 1 representa a curva de típica da Cerâmica Vermelha e da CerâmicaBranca.

Figura 1: Curva de Reflexão da Cerâmica Branca e da Cerâmica Vermelha

A tabela 1 apresenta os resultados obtidos para todos os materiais medidos, éimportante ressaltar que somente os valores de refletância obtidos para todo oespectro foram submetidos a tratamentos estatísticos, ou seja, sua margem de erro é

de 5%.

1 Formato de gráfico obtido para cada material medido.


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Tabela 1: Valores de Albedo para os intervalos de Radiação Solar

Intervalo

UV Visível IV Total

290 - 380nm 380 - 780nm 782 - 2500nm 290 -2500nmMaterial

% % % %

Cerâmica Vermelha 9,10 33,10 78,90 67,702

Cerâmica Vermelha 11,50 53,10 74,50 68,001

Fibrocimento 25,00 36,08 40,87 39,351

sem pintura 73,40 72,53 73,74 73,191

Marfim 7,86 64,84 59,86 58,602

Amarelo 6,42 42,42 61,86 56,062

Bege 7,75 54,93 58,55 55,803

Azul Claro 6,86 19,43 60,47 50,822

Cinza Platina 7,74 54,68 50,31 49,332

Vermelho 6,26 27,34 52,04 45,692

Azul Santiago 6,01 7,99 42,85 35,022

Verde Imperial 6,33 12,58 37,01 31,322

Alumínio

Cerâmica Asteca 6,06 17,77 32,97 29,112

sem pintura 78,49 69,67 73,03 72,641

Branca 7,95 78,46 59,53 60,822

Amarelo 5,54 43,53 45,76 43,702

Cinza Claro 7,78 46,65 37,43 37,882

Vermelho 5,90 26,90 41,80 37,602

Azul Escuro 6,18 8,01 38,99 32,022

Cinza Escuro 7,98 32,87 30,00 29,612

Verde 5,29 9,95 25,27 21,672

Aço Galvanizado

Cerâmica 5,79 18,23 21,55 20,302

Alumínio e Zinco natural 74,63 65,17 68,85 68,421

cinza escuro 13,63 16,61 12,42 13,231

cinza claro 22,78 32,20 33,42 32,761

vemelha 14,14 22,78 27,91 22,421

Cimento colorido

ocre 11 64 27 87 31 54 30 061

alumínio 63,19 65,92 71,91 69,721

verde 21,38 36,55 71,88 63,391

branca 8,40 62,61 65,42 62,541

Termo acústica

cerâmica 6,04 17,63 62,75 52,241

A baixa refletância a radiação Ultravioleta, indica uma maior suscetibilidade dosmateriais a degradações. A absortância das radiações UV, pode causar alterações naestrutura atômica de alguns materiais, causando efeitos como descolorações oudegradações, que podem se dar de ordem permanente.

A medição revelou que os materiais metálicos sem pintura apresentaram omelhor desempenho de refletância na região UV, com valores em torno de 70%, já osmateriais metálicos com pintura o pior desempenho. Tanto as amostras de alumíniopintado, quanto às de aço galvanizado, apresentaram refletância de aproximadamente8%, com exceção das amostras de metal termo acústico verde, que apresentouresultado de aproximadamente 21%.

2 Valor de albedo submetido a tratamento estatístico (com margem de erro de 5%).

3 Valor de albedo ilustrativo (sem tratamento estatístico).


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Os resultados obtidos para os materiais metálicos com pintura, na região UV,indicam uma deficiência nos componentes da tinta, apesar do pequeno número deamostras medidas. Esta deficiência provavelmente confere a estes materiais

descoloração ou desbotamento mais acelerado, dado pela incidência e absorção daRadiação UV.Fato semelhante foi observado nos resultados das amostras de cimento

colorido com e sem resina. As amostras com resina apresentaram valores derefletância para região UV entre 7 e 15%, resultados de refletância inferiores asamostras sem resina com valores variando entre 11 e 22%, indicando a suscetibilidadeda resina a degradações.

Dentre os materiais não metálicos sem pintura ou resina medidos, o cimentocolorido, a cerâmica branca e a vermelha apresentaram desempenho similar comvalores de refletância entre 9 e 15%, enquanto que o fibrocimento apresentou omelhor desempenho para a região UV, com refletância que alcançou 25%.

O intervalo que compreende a radiação Visível representa cerca de 46% da

radiação que atinge a superfície terrestre, está contido entre 382 e 780nmaproximadamente. Representa a parcela da radiação solar para qual a retina humanaé sensível, e que confere aos materiais seus aspectos visuais caracterizados pelascores.

No intervalo Visível os materiais metálicos apresentaram o melhordesempenho, sendo a amostra de aço galvanizado na cor branca a que apresentou amaior refletância: 78% aproximadamente, enquanto que os materiais metálicos sempintura, resultados em torno de 70% para este intervalo. Entre os materiais nãometálicos, a cerâmica branca apresentou o melhor desempenho com refletância emtorno de 53% e o cimento colorido cinza escuro com resina aproximadamente 11%para o intervalo do Visível.

As cores claras apresentam de um modo geral maior refletância na região do

Visível e tendem a ter maior refletância no Infravermelho próximo, porém esteresultado não é indicativo de albedo elevado, visto que seu desempenho de Albedo,está diretamente relacionado a refletância dos materiais no intervalo do Infravermelho,que representa aproximadamente 13% da radiação solar que atinge a superfícieterrestre..

Os materiais metálicos sem pintura e a cerâmica vermelha e brancaapresentaram refletância elevada para o intervalo do Infravermelho com valores emtorno de 70%, já os materiais metálicos com pintura valores de refletância inferiores a60% com exceção das telhas termo-acústicas nas cores branco e cerâmica, queapresentaram valores aproximados de 63%, para o intervalo do Infravermelho. Osdemais materiais: cimento colorido e fibrocimento valores inferiores a 40%, sendo queo cimento colorido cinza escuro com resina apresentou o pior resultado:aproximadamente 10%.

Analisando os resultados obtidos para cada região do espectro, observa-se queo albedo dos materiais é definido por sua refletância na região do Visível e doInfravermelho, que em conjunto representam aproximadamente 89% de toda aradiação que incide na superfície terrestre. Já a refletância dos materiais no intervalodo Ultravioleta determina a suscetibilidade dos materiais a degradações edescolorações em função de sua exposição ao tempo.

Analisando-se os resultados obtidos para cada intervalo do espectro solarpercebe-se que alguns materiais apresentaram baixa refletância na região do Visível,porém obtiveram uma refletância elevada na região Infravermelha e com issoalcançaram valores elevados de albedo.

A Cerâmica Vermelha por exemplo, apresentou refletância em torno de 33% naregião Visível, e refletância de 78% na região Infravermelha, o que lhe conferiu umarefletância total de aproximadamente 67%. Fato inverso ocorreu com a amostra de açogalvanizado colorido cinza claro, que apresentou refletância de 46% no Visível e 37%


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no Infravermelho. Dentre todos materiais medidos o Alumínio sem pintura apresentoualbedo mais elevado atingindo valores de refletância em torno de 73%, já o cimentocolorido cinza escuro com resina o pior resultado: aproximadamente 10%.

A medição utilizando-se o espectrofotômetro com esfera integradora, emparalelo a um estudo detalhado da composição química dos materiais e seuscomponentes, pode contribuir para o aprimoramento do desempenho de refletânciados materiais nos intervalos de comprimento de onda específicos, que podem vir aapresentar uma maior refletância e assim obter um albedo mais elevado. Por exemplo:materiais em cores escuras podem buscar um melhor desempenho na regiãoInfravermelha e com isso elevar seu albedo para todo espectro solar, semcomprometer suas características visuais. Já os materiais que apresentam alto índicede absorção da radiação Ultravioleta, podem acrescentar em sua composição filtros oucomponentes resistentes a este intervalo de comprimento de onda.

A refletância ou albedo dos telhados tende a diminuir com a idade ou tempo deutilização do mesmo. A exposição ao tempo tende a diminuir a refletância dosmateriais claros e aumentar a refletância dos materiais escuros. Estudos quemonitoraram os efeitos do envelhecimento em 10 telhados na Califórnia, concluíramque a refletância dos materiais diminui aproximadamente 15% no primeiro ano deutilização (BRETZ, AKIBARI, 1997).

A Comissão de Energia da Califórnia , no (2002), sugere que arefletância de um material seja estimada a partir da equação abaixo:

ρ envelhecido= ρ o + ( ρ - ρ o) (1)

A expressão acima estabelece ρ = 0.20 e 0.70, como valores constantes.O cálculo do envelhecimento da refletância é modelado considerando-se uma reduçãode 30% na diferença entre a refletância inicial e um valor adotado de 0.20 ( ρ o).

A tabela 2 expressa a aplicação da equação acima nos resultados obtidos namedição com espectrofotômetro.


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Tabela 2: Valores de Albedo Envelhecido

Intervalo Albedo EnvelhecidoMaterial

290 -2500nm 290 -2500nm

Cerâmica Vermelha 0 68 0 53

Cerâmica Vermelha 0 68 0 54

Fibrocimento 0 39 0 34

Sem intura 0 73 0 57

Marfim 0 59 0 47

Amarelo 0 56 0 45

Be e 0 56 0 45

Azul Claro 0 51 0 42

Cinza Platina 0 49 0 41

Vermelho 0 46 0 38

Azul Santia o 0 35 0 31

Verde Im erial 0 31 0 28

Alumínio

Cerâmica Asteca 0 29 0 26

Sem intura 0 73 0 57

Branca 0 61 0 49

Amarelo 0 44 0 37

Cinza Claro 0 38 0 33

Vermelho 0 38 0 32

Azul Escuro 0 32 0 28

Cinza Escuro 0 30 0 27

Verde 0 22 0 21

AçoGalvanizado

Cerâmica 0 20 0 20

Metal Al+Zinco

Sem pintura 0,68 0,54

Cinza escuro 0 13 0 15

Cinza escuro c/ resina 0 10 0 13

Cinza claro 0 33 0 29

Cinza Claro c/ resina 0 31 0 27

Vermelha 0 22 0 22

Vermelho c/ resina 0 31 0 28

Ocre 0 30 0 27

CimentoColorido

Ocre c/ resina 0 24 0 23

Alumínio 0 70 0 55

Verde 0 63 0 50

Branca 0 63 0 50

Metal Termo-acústico

Cerâmica 0 52 0 43

O ganho de calor nas coberturas e telhados se dá em função de característicasfísicas e de utilização de seus materiais. Este ganho de calor pode ser analisado, emfunção da temperatura superficial, que os mesmos atingem quando expostos àRadiação Solar, numa condição pré-estabelecida.

Bretz, Akbari e Rosenfeld (1998) apresentam em seu artigo: , a equação paradeterminação da temperatura para uma superfície sob o sol. A temperatura de

equilíbrio da superfície (Ts) é dada pela equação:

(1-) I = σ ε (Ts4-Tcéu

4) + hc (Ts-Ta) (2)


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albedo ou refletância solarI = radiação solar incidente na superfície (W/m2)ε = emissividade da superfícieσ = constante de Stefan – Boltzmann (5,67 * 10-8 W/m2K4)

Ts = temperatura de equilíbrio da superfície (K ou °C)

Tcéu = temperatura radiante do céu (K ou °C)

hc = coeficiente de convecção (W/m2 K ou W/m2 °C)

Ta = temperatura do ar (K ou °C)

Na equação acima é desconsiderado o acúmulo térmico da cobertura. Aintenção é avaliar as características superficiais dos materiais, através do cálculo datemperatura superficial, que os materiais podem atingir em função de seu albedo eemissividade.

As trocas de calor que ocorrem em coberturas de edificações, são mais

intensas entre suas superfícies externas e seu entorno, visto que muitas vezes ascoberturas possuem isolantes ou câmaras de ar abaixo dos telhados e a massatérmica das coberturas tem o efeito e reduzir a temperatura de pico dos telhados nodecorrer do dia e descarta-la durante a noite, fenômeno responsável pela maiorintensidade das ilhas de calor nos períodos noturnos (Berdahl, Bretz, 1997).

A intenção é obter a temperatura superficial que cada material pode atingir emfunção de seu albedo e emissividade. Quanto mais próxima à temperatura superficialde determinado material em relação à temperatura do ar menor será a transmissão decalor para o ar por convecção e para o entorno por radiação.

Para cálculo da temperatura superficial, a Comissão de Energia da Califórniana proposta de mudança do código de título 24, que sugere a inclusão de exigências

prescritivas para utilização de telhados “frios” em edificações não residenciais,determina que as temperaturas do ar (Tar) e do céu (Tcéu), a radiação solar e ocoeficiente de convecção a serem utilizados no cálculo do balanço energético dascoberturas, devem ser retirados das condições para ventos moderados, e seus valoresespecificados pela ASTM E 1980-98 (“ ”), os valores sãoapresentados a seguir:

I = 1000W/m2 hc = 12W/ m

2 KTcéu = 300KTar = 310K

A tabela 3 apresenta os resultados das temperaturas superficiais que cadamaterial poderá atingir em função de sua emissividade e albedo, frente às condiçõesespecificadas pela ASTM E 1980-98.

Tabela 3: Temperatura Superficial dos Materiais para Condições Climáticas Determinadas pelaASTM E 1980-98


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AlbedoEnvelhecido

Emissividadedo material

TemperaturaSuperficial

TemperaturaSuperficial

Diferença detemperaturaentre o ar eo material

Material

envelhecido e Ts (K) Ts ( °C ) (K) ou (°C)

Cerâmica Vermelha 0,53 0,9 309,92 36,8 -0,1

Cerâmica Branca 0,54 0,9 309,37 36,2 -0,6

Fibrocimento 0,34 0,9 320,26 47,1 10,3

Sem pintura 0,57 0,05 342,57 69,4 32,6

Marfim 0,47 0,9 313,23 40,1 3,2

Amarelo 0,45 0,9 314,32 41,2 4,3

Bege 0,45 0,9 314,32 41,2 4,3

Azul Claro 0,42 0,9 315,95 42,8 6,0

Cinza Platina 0,41 0,9 316,49 43,3 6,5

Vermelho 0,38 0,9 318,11 45,0 8,1

Azul Santiago 0,31 0,9 321,86 48,7 11,9Verde Imperial 0,28 0,9 323,45 50,3 13,5

Alumínio

Cerâmica Asteca 0,26 0,9 324,50 51,4 14,5

Sem pintura 0,57 0,25 331,06 57,9 21,1

Branco 0,49 0,9 312,34 39,2 2,3

Amarelo 0,37 0,9 318,65 45,5 8,7

Cinza Claro 0,33 0,9 320,79 47,6 10,8

Vermelho 0,32 0,9 321,33 48,2 11,3

Azul Escuro 0,28 0,9 323,45 50,3 13,5

Cinza Escuro 0,27 0,9 323,98 50,8 14,0

Verde 0,21 0,9 327,13 54,0 17,1

AçoGalvanizado

Cerâmica 0,20 0,9 327,65 54,5 17,7Metal(Al +Z) Sem pintura 0,54 0,25 333,21 60,1 23,2

Cinza escuro 0,26 0,9 323,98 50,8 14,0

Cinza Escuro c/resina

0,13 0,9 331,28 58,1 21,3

Cinza claro 0,49 0,9 322,92 49,8 12,9

Cinza Claro c/resina

0,27 0,9 323,98 50,8 14,0

Vermelha 0,37 0,9 326,60 53,5 16,6

Vermelho c/resina

0,28 0,9 323,45 50,3 13,5

Ocre 0,33 0,9 323,98 50,8 14,0

Cimentocolorido

Ocre com resina 0,23 0,9 326,08 52,9 16,1Branca 0,32 0,66 319,26 46,1 9,3

Alumínio 0,28 0,25 332,50 59,4 22,5

Verde 0,27 0,4 329,41 56,3 19,4

Metal Termo-acústico

Cerâmica 0,43 0,66 323,39 50,2 13,4

O albedo ou refletância dos materiais utilizados em coberturas de edifícios éuma das variáveis responsáveis por seu ganho de calor, pois representa a porção daradiação solar incidente, que é refletida pelo material, porém o desempenho térmico

dos materiais, caracterizado pela temperatura superficial que os mesmos podematingir, está vinculado à emissividade dos materiais, que é responsável pelo seuresfriamento radioativo, e determina a quantidade de radiação térmica que é irradiadapara o entorno. Superfícies com elevado albedo e emissividade permanecem mais


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frias quando expostas a Radiação Solar, pois absorvem menos radiação e emitemmais radiação térmica para o espaço. Conseqüentemente transmitem menos calorpara seu entorno.

A temperatura superficial dos materiais é função da quantidade de radiaçãoque o mesmo absorve e emite e do coeficiente de convecção que contribui pararesfria-lo. A cerâmica vermelha e a branca foram os únicos materiais, dentre osmedidos, que atingiram temperaturas superficiais mais baixas que as temperaturas doar, quando submetidos às condições climáticas estabelecidas. Através da mediçãorealizada constatou-se que as cerâmicas brancas e vermelhas apresentaramresultados de albedo similares aos materiais metálicos, com valores de albedo emtorno de 55%, porém os materiais metálicos atingem temperaturas superficiais muitomais altas.

Este fato se dá em função da baixa emissividade dos materiais metálicos, queemitem pouca radiação térmica, não sendo as perdas de calor por convecçãosuficiente para resfriá-los. Portanto conclui-se as características espectrais da

cerâmica vermelha e branca: albedo e emissividade atendem as premissas defendidaspara qualificação deste material como um “material frio”, enquanto que para osmateriais metálicos a emissividade desqualifica estes materiais como “frios”. Percebe-se então que a emissividade dos mesmos é determinante para sua temperaturasuperficial.

A eficiência do Albedo ou refletância e da emissividade dos materiais sãoparâmetros que podem ser incorporados pelos fabricantes dos materiais utilizados emtelhas, através de analises sistemáticas dos componentes dos materiais ou através deprocessos de melhoria contínua. Também pode ser implementada nos Códigos deEdificações ou normalizações específicas, visto a necessidade de diminuir os impactosatmosféricos das Ilhas de Calor e a demanda de energia nos centros urbanos. Umacobertura com elevado albedo e emissividade começa a se auto pagar no instante de

sua instalação, reduzindo a utilização de sistemas para resfriamento de ar.Em alguns países, principalmente os EUA, vem se estudando a inclusão de

normalizações prescritivas para a determinação de parâmetros limites de refletância eemissividade para materiais utilizados em coberturas ou edificações comerciais eindustriais, que de um modo geral demandam mais energia. O intuito desta proposta édiminuir a demanda de energia e compensar as emissões de poluentes de outrasfontes geradoras, como por exemplo, os automóveis.O conjunto dos conceitos acimaapresentados compreende uma série de técnicas passivas de controle do uso deenergia e da poluição atmosférica.

Rosenfeld et al. (1995) sugere a utilização de uma série de políticas paraprogramas de implementação de superfícies frias e sombreamento por árvores. Dentreelas a criação de procedimentos de testes que venham a qualificar os “materiais frios”,para a criação de um banco de dados que possa auxiliar pesquisadores, projetistas eusuários, conscientização coletiva por programas de informação específicos, ainclusão dos telhados frios e da sombra das arvores nos critérios da ASHRAE deperformance energética dos edifícios, a criação de incentivos pelo estado em funçãode sua utilidade pública entre outros.

A utilização de “materiais frios” aliadas à ampliação das áreas verdes é umaalternativa viável e com baixo custo, que pode ser implementada nas áreas urbanas ena construção de novos edifícios, como estratégia para contenção dos efeitos nocivosda Ilhas de calor. O primeiro passo para a aplicação prática destes conceitos é aconscientização coletiva para a importância da utilização de materiais mais eficientes,que possam contribuir para a mitigação das altas temperaturas nos centros urbanos e

suas conseqüências, salientando a importância da composição dos envelopesconstrutivos e das superfícies urbanas para a preservação ambiental, a economia deenergia e o conforto térmico.


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