UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA

CONFORTO AMBIENTAL I

TRABALHO 1

PROJETO

LOANY GONZAGA

UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA

CONFORTO AMBIENTAL I – PROFª RITA SARAMAGO

TRABALHO 1 - ANÁLISE PROJETUAL

PROJETO: SUGAWARADAISUKE ARCHITECTS

LOANY GONZAGA.LUIZA DALVI.MÁRCIA MICHELLE.THAÍS MARA

1.ANÁLISE DO CLIMA DO LOCAL

A casa está localizada no distrito de Chofu, cidade de Tóquio, capital do Japão.

Fonte: Google Earth 2014

Fonte: SUGAWARADAISUKE Architects

Localizado entre as latitudes norte 25° e 45° – desde da zona subtropical até a subártica –,o Japão

consiste em várias ilhas, sendo seu comprimento de aproximadamente 3000km.

Segundo Sunaga et al

''Na maioria das áreas, um ciclo de 6 estações existe: a

primavera tem um clima agradável, mas o verão é quente e

úmido como nos trópicos, sendo o início marcado por chuvas, e o

fim, por tufões. O outono é agradável; o inverno, frio, influenciado

por ventos sazonais que vêm do Oceano Pacífico. Durante esta

estação, as áreas à sudeste têm o benefício da luz solar,

diferente das à noroeste, que recebem intensa neve no inverno.

A maioria das áreas no Japão pertencem à zona temperada, mas

o grau de aquecimento diário, D18-18, varia de menos 100 em

Okinawa à mais de 4500 à leste de Hokkaido. Na média de

energia, o nível de insolação e sombreamento-solar são

especificados para 6 zonas, que são divididas pelo grau de

aquecimento diário. A figura abaixo mostra as características do

clima em pontos típicos nas zonas I, IV e VI.'' (pág. 195)

Fonte: SUNAGA et al apud HYDE (2008)

O grau de aquecimento diário

D18-18e as zonas climáticas no

Japão.

As duas figuras de 18 são os

limites externo de temperatura

para aquecimento e

temperatura do cômodo.

Tóquio, como a maioria das outras regiões japonesas, possui as quatro estações bem definidas. No

período de inverno -dezembro a fevereiro-,suas temperaturas raramente ficam abaixo da marca de zero

durante a noite, já durante o dia, a média é de 9° C. No verão -junho a setembro –, o climada cidade pode ser

bastante úmido e quente, com temperaturas de até 40° C, especialmente durante os tufões de setembro e da

estação chuvosa de junho. Durante o outono e a primavera, as temperaturas médias variam entre 15° C e 23°

C.

A cidade, coordenadas 35.68° N e 139.69° E, caracteriza-se pelo clima subtropical úmido, comverões

quentes e úmidos e invernos amenos, com períodos frios, sendo a amplitude térmica da cidade alta, de 29°

C.O mês de temperaturas mais elevadas é agosto, com temperatura média de 27° C e, com média de 5°C,

janeiro apresenta as temperaturas mais amenas.

As precipitações são abundantes e bem distribuídas em todo o ano, a partir da análise dos dados de

Precipitação (Gráfico 5)e de Temperatura Média (Gráfico 1) da cidade de Tóquio, nota-se que todos os meses

são úmidos (precipitações > dobro da Temperatura), como comprovado abaixo:

Janeiro 50 mm > 10° C;Fevereiro 70 mm > 12° C; Março 100mm > 16° C;Abril 120 mm > 26° C; Maio 140 mm >

36°C; Junho 170 > 42° C; Julho 130 > 50° C; Agosto 140 mm > 54° C; Setembro 210 mm > 46° C; Outubro 190

mm > 34° C; Novembro 90 mm > 24° C; Dezembro 50 mm > 16° C.

A velocidade dos ventos, vindos da direção norte-noroeste (NNW), é alta durante todo o ano. Os meses

que possuem os maiores índices são maio, junho e agosto, tendo em vista que os dois últimos possuem altas

temperaturas médias e são úmidos. Essa alta velocidade dos ventos proporciona uma sensação térmica

agradável.

Devido à alta taxa de pluviosidade e, consequentemente, nebulosidade dos meses, a insolação é

majoritariamente difusa.

TEMPERATURA

Temperatura Média Anual

°C

ANUAL JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

15 5 6 8 13 18 21 25 27 23 17 12 8

Gráfico 1: Referente aos dados de Temperatura Média Anual

UMIDADE

Umidade Relativa do Ar (Média Mensal)

Gráfico 2: Referente aos dados de Umidade Relativa do Ar

°C

ANUAL JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

18 8 9 12 17 22 24 27 30 26 20 16 11

INSOLAÇÃO

Insolação Média Mensal e Anual

Gráfico 3: Referente aos dados de Insolação Média Mensal

VENTOS

Velocidade Média Mensal e Anual dos Ventos

HORAS

ANUAL JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

1.881,3 187,9 167,3 163,1 175,4 172,5 123,2 143,9 175,3 117,8 133,4 146,6 175

Km/h

ANUAL JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

19 17 19 19 19 20 20 19 20 16 17 17 17

Gráfico 4: Referente aos dados de Velocidade Média Mensal e Anual dos Ventos

PRECIPITAÇÃO

Precipitação Média Mensal e Anual

Gráfico 5: Referente aos dados de Precipitação Média Mensal e Anual

Mm

ANUAL JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

1.520 50 70 100 120 140 170 130 140 210 190 90 50

NEVOEIRO

Número de Dias com Nevoeiro

Gráfico 6: Referente aos dados de Número de Dias com Nevoeiro

1.1 POSSÍVEIS ESTRATÉGIAS BIOCLIMÁTICAS A SEREM UTILIZADAS NA CIDADE DE TÓQUIO

Em Tóquio, zona climática IV, ambos aquecimento e resfriamento se fazem necessários para o

conforto ambiental. Como a cidade apresenta dias ensolarados no inverno, são sugeridas as estratégias de

aquecimento solar. Além disso, quebra ventos nos lados norte e oeste nas casas mais suscetíveis amenizam

os ventos dominantes dessa estação, vindos à noroeste.

O resfriamento e adesumidificação são necessários na maioria dos dias das estações mais quentes.

Já que adireção do vento dominante na área de Tóquio no verão é o sul, é interessante que grandes janelas

das edificações estejam deste lado, como já acontece na cidade.

A média anual de temperatura de terra/solo, igual à temperatura exterior, é de aproximadamente 15°

C, assim, o resfriamento e o aquecimento de massa térmica podem ser usados.

Na figura seguinte, as características da zona IV – Fuchu, Tóquio, podem ser descritas como clima

típico do Japão, porque contém 70% das habitações do país.

Nº

De

Dias

ANUAL JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

200 11 10 14 15 20 19 22 21 19 18 18 13

Carta bioclimática construída com base nos dados climáticos de Tóquio

Organização: DUARTE, Guilherme (2014)

Zona IV (D18-18: 1955) Localização: Fuchu, Tóquio Latitude: 35°41’ N Longitude: 139°29’ E Altitude: 58m Temperatura média: 14,6° C Média Solar/ Insolação Média: 12,2 MJ/m² dia - A média das alterações de temperatura de hora em hora muda de 0° em janeiro para 30° em agosto, assim, ambos aquecimento e resfriamento são necessários. - À noite, no verão, a temperatura exterior permite a eficácia da ventilação cruzada com o vento sul.

Isolamento e vedação de ar são soluções básicas para este clima, sendo interessante trabalhar também com a radiação solar para o conforto em ambientes internos. Além disso, durante a estação de resfriamento, sombreamento e ventilação cruzada são muito importantes. Se essas soluções básicas estiverem adequadas, os sistemas de resfriamento só serão necessários quando a temperatura ambiente e umidade excedem os limites da zona de conforto, assim a energia de resfriamento será conservada. Na estação de aquecimento, os ganhos diretos por janelas direcionadas para o sudeste e sudoeste proverão quase toda a energia de aquecimento nos dias ensolarados. Além disso, coletores solares para fornecer água quente são eficazes em todas as estações, como são sistemas fotovoltaicos, devido à alta altitude solar e porque, nesta zona climática, mesmo no inverno, as horas de luz solar não são muito curtas. As recomendações gerais são para que o material que envolve as edificações tenha alto isolamento e boa resistência ao ar. Já o sistema de água quente deve usar energia dos coletores solares. Um tanque de água é recomendado, a fim de fornecer água de rede de conservação. Um sistema fotovoltaico para geração de energia elétrica também é uma solução e pode ser posicionado no telhado. Estratégias interessantes de resfriamento:

Fonte: SUNAGA et al apud HYDE (2008)

■ telhado: alto isolamento, superfície altamente reflexiva; ventilação através do efeito chaminé; ■ paredes: ventilação cruzada; ■ pisos: material maciço como fonte de armazenamento de calor; ■ janelas: entradas de ar que permitam a passagem do vento no verão e aberturas superiores para a exaustão do ar quente; ■ equipamentos de refrigeração: sistema de bomba de calor para resfriamento e secagem; ■ ambiente: plantas e espelhos d´água;

Estratégias interessantes para aquecimento:

Fonte: SUNAGA et al apud HYDE (2008)

■ piso: de materiais maciços como armazenador de calor

■janelas: grandes de vidro duplo voltadas para o sul (± 45°) para ganho direto ■ ventilação: um sistema passivo de ventiladores com sensores ou um sistema de ventilação com recuperação de calor ■ equipamento de aquecimento: sistema de bomba de calor para aquecimento ■ sistema de recuperação de calor: tanque de águas residuais sob o piso para recuperação de calor Estratégias de iluminação e acústica:

Fonte: SUNAGA et al apud HYDE (2008)

■ sombreamento: prateleirasde luz para distribuição e cortinas ■ janelas: telas para evitar insetos e grades de proteção contra intrusos

No Japão, para a melhor qualidade de vida e economia de energia, a combinação entre as estratégias de aquecimento e resfriamento são muito importantes, considerando as suas características climáticas.

2. Análise Crítica do Projeto

Apesar da alta velocidade dos ventos durante todo o ano, a ventilação diurna aparece em pequena

parte como necessidade do local e, o fato da residência possuir grandes aberturas em vidro contribui para a

formação de uma pequena estufa em seu interior, requerendo a utilização de ventilação.

A TransustainableHouse apresenta soluções de layout para os problemas da habitação em Tóquio, mas com uma lógica que pode ser utilizada em várias partes do globo. Contudo, concluímos que algumas escolhas podem ser aperfeiçoadas para que o conforto ambiental e eficiência energética das soluções adotadas se efetive e sejam complementadas.

Durante o estudo dos sistemas de refrigeração e aquecimento, notamos que um mesmo duto de ventilação, na parte superior dos cômodos, é usado. Os ares frio e quente possuem comportamentos distintos, um tem como característica ser mais pesado e o outro mais leve. O duto na parte superior satisfaz a convecção natural para o ar frio, que vai descer e resfriar o ambiente, porém, o ar quente possui o comportamento contrário, ele é mais leve e tem a tendência de subir. Se o duto está ventilando o ar aquecido, este ficará apenas na parte superior do cômodo, causando incômodo aos moradores porque aquecerá apenas as partes naturalmente mais quentes do corpo, a cabeça e o tronco, deixando de aquecer, por exemplo, os pés e mãos que são naturalmente mais frios e sofrem mais com baixas temperaturas.

Talvez a escolha tenha sido feita como forma de minimizar os custos da casa e torná-la financeiramente mais acessível, o que no fim pode significar gastos extras para mitigar tais problemas, assim como utilizar aquecedores portáteis como complemento, o que acarretará um aumento na conta de energia.

Como o local do projeto é favorável para arquitetura solar, a presença de um coletor solar no telhado para aquecimento de água e ambientes se faz uma solução eficiente, juntamente com um sistema de bombeamento duplamente utilizado: reduzir a temperatura da água no verão, levando-a para tubos subterrâneos e pré aquecendo a água da rede pública no inverno.

Mesmo tendo baixas temperaturas acompanhadas por neve, as temperaturas mais altas causam incômodo, a presença de um beiral com mecanismo retrátil acima das grandes aberturas em vidro duplo seria ideal para garantir a proteção contra a insolação direta nos períodos indesejados, evitando a utilização excessiva do sistema de refrigeração e consequente economia de energia elétrica.