Conforto térmico (Resumo)

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Conforto térmico
• É a satisfação do individuo em relação ao ambiente que o envolve e quando há naturalmente e sem esforço metabólico, mantendo as trocas térmicas (radiação, condução, convecção e evaporação) entre o metabolismo do corpo e o entorno. 
• É a relação entre as condicionantes internas e externas com o ser humano e o meio ambiente em que vive, levando em consideração suas necessidades metabólicas e como essas necessidades vão reagir frente às condições climáticas.
CONDICIONANTES INTERNAS
- Relação corpo x habitat
- Usuários e suas atividades dentro da 
edificação
- Necessidades térmicas, visuais e acústicas
CONDICIONANTES EXTERNAS
- Orientação solar
- Movimentação do ar
- Circulação de aguas
- Relevo e topografia
- Vegetação
• O conforto térmico deve promover uma sensação ou satisfação de bem-estar do corpo. Uma insatisfação nesse bem-estar, pode gerar uma sensação de desconforto e um balanço térmico.
• As trocas térmicas entre o corpo e o meio, depende da atividade desenvolvida pelo homem. Dessa forma, essas trocas podem ser transmitidas por: 
1. Radiação: Troca de energia térmica entre dois corpos com temperaturas diferentes.
2. Condução: Transferência de energia térmica através de superfícies de contato com temperaturas diferentes.
3. Convecção: Transferência de energia térmica por meio fluído (água ou ar).
4. Evaporação: Troca térmica proveniente da mudança de estado líquido para gasoso (suor).
• As condições para o conforto variam de acordo com condições humanas e ambientais. São elas: 
VARIÁVEIS HUMANAS: Metabolismo e Vestimenta (Quanto maior a resistência térmica da roupa, menor serão suas trocas de calor com o meio).
VARIÁVEIS AMBIENTAIS: Temperatura radiante média, temperatura do ar, Umidade absoluta e relativa do ar e velocidade do ar.
OUTROS FATORES: Idade, raça, alimentação e altura e gênero.
• O conforto térmico pode ser medido através de 3 instrumentos de medição: O termômetro de globo, termohigrometro e anemômetro.
Clima e microclima
• A Eficiência energética na arquitetura pode ser entendida como um atributo inerente à edificação representante de seu potencial em possibilitar conforto térmico, visual e acústico aos usuários com baixo consumo de energia. Portanto, um edifício é mais eficiente energeticamente que outro quando proporciona as mesmas condições ambientais com menor consumo de energia.
• A Bioclimatologia aplica os estudos do clima (climatologia) às relações com os seres vivos. Com o conhecimento dos conceitos básicos de clima e conforto, percebe-se a importância da bioclimatologia aplicada à arquitetura. Pois através da edificação é possível tirar proveito ou evitar as condições climáticas, de forma a propiciar um ambiente confortável para os usuários.
• Uma destas estratégias arquitetônicas é o uso de inércia térmica, que normalmente é empregada em: clima desértico, clima pouco frio e em ambientes comerciais condicionados artificialmente.
• Em clima desértico aproveita-se a diminuição da temperatura externa noturna para o resfriamento da massa térmica da edificação, e durante o dia, quando ocorre o aumento da temperatura externa, mantêm-se a edificação fechada, evitando-se o ganho de calor externo. Em clima pouco frio, os materiais construtivos armazenam o ganho de calor solar e o ganho de calor interno durante o dia, e evitam que a edificação perca com facilidade o calor para o exterior no período noturno.
• Em ambientes comerciais, aproveita-se o resfriamento noturno da envoltória para diminuir o consumo de energia de equipamentos de ar condicionado durante o dia.
• Microclima é a escala mais próxima ao nível da edificação. Pode ser concebido e alterado pelo arquiteto. As particularidades climáticas do local podem representar benefícios ou dificuldades adicionais, que podem não estar sendo consideradas nas escalas do macro e mesoclimáticas.
• Dentre as estratégias utilizadas para promover um conforto térmico é a ventilação natural e o sombreamento. Após sombreamento, a ventilação natural é a estratégia bioclimática mais importante para o Brasil.
Ventilação Natural
• Estratégia bioclimática para conforto térmico.
• A ventilação pode exercer três diferentes funções em relação ao ambiente construído:
1. Renovação do ar
2. Resfriamento psicofisiológico
3. Resfriamento convectivo
• Os sistemas passivos de ventilação baseiam-se em diferenças de pressão para mover o ar fresco através dos edifícios.
•As diferenças de pressão podem ser causadas pelo vento ou por diferenças de temperatura, o que configura dois tipos principais de ventilação passiva: a ventilação cruzada e a ventilação por efeito chaminé.
• Estas estratégias também podem ser adotadas conjuntamente em diferentes ambientes de uma mesma edificação.
ÁREA ÚTIL DE VENTILAÇÃO
• Representa a área efetiva de ventilação quando a janelas está totalmente aberta.
INFLUÊNCIA DA IMPLANTAÇÃO E DA ORIENTAÇÃO NA VENTILAÇÃO NATURAL
• Elementos como vegetação e superfícies edificadas influenciam no ângulo de incidência e na intensidade com a qual o vento atinge a edificação.
• Árvores com copas altas são melhores para sombrear o sol indesejável no verão e para facilitar o acesso do vento à edificação. 
• O uso da vegetação é uma forma de direcionar o vento para se obter uma melhor ventilação natural de uma edificação. 
VENTILAÇÃO CRUZADA
• É aquela cujas aberturas em um determinado ambiente ou construção são dispostos em paredes opostas ou adjacentes, permitindo a entrada e saída do ar.
VENTILAÇÃO VERTICAL
• É utilizada quando é necessário retirar o ar quente que tende a se acumular nas regiões mais altas da edificação, normalmente em coberturas e áticos.
1. LANTERNIM: Favorece a ventilação cruzada.
2. MANSARDA: Ventilação de cobertura usada.
3. PEITORIL VENTILADO: Permite a ventilação abaixo da janela.
4. TORRES DE VENTILAÇÃO: Sugam ar quente.
5. CAPTADORES DE VENTO: Levam as brisas para dentro.
VENTILAÇÃO NOTURNA
• Ventilação estrutural: Empregada para reduzir a temperatura do edifício a noite
• Noite: temperatura do ar externo é mais baixa que a do ar interno.
• Edifícios com maior inércia térmica já usufruem desta técnica.
• Prevê saídas de ar na cobertura.
ELEMENTOS DIRECIONADORES E FILTRANTES DA VENTILAÇÃO NATURAL
• A ventilação natural pode ser controlada por elementos externos à edificação, como placas, muros e outras superfícies que direcionam, desviam e filtram a ventilação. 
• Os beirais podem direcionar o fluxo de ar para o interior, além de serviremos como uma proteção solar horizontal. 
• As platibandas aumentam a zona de pressão anterior à janela, aumentando o fluxo de ventilação para o interior.
• Venezianas, proteções solares verticais e outras saliências verticais, também direcionam o ar ventilado.
• A vegetação também pode servir como barreira de vento.
• Quanto mais alta a barreira, maior será a sombra de vento. Quanto mais larga a barreira, mais extensa será a sombra.
Insolação e sombreamento
• Cidades em que há um índice de calor muito elevado, tem-se a necessidade de sombreamento, a fim de diminuir a insolação nos ambientes. De igual modo, no frio, o sol é preferido como fonte de calor natural. Dessa forma, através de análises dessa necessidade de sombreamento e de sol é possível adequar de maneira eficaz um conforto satisfatórios aos ambientes.
RADIAÇÃO SOLAR
• A radiação solar é utilizada como fonte de calor natural, podendo ser evitada ou explorada conforme o necessário. 
• Além disso, ela pode ser interceptada pelos elementos vegetais e topográficos do local.
• A radiação solar permite um maior ganho térmico em edifícios. A capacidade de reflexão da radiação solar depende da:
- Superfície
- Albedo: variável adimensional de reflexão
- Quanto maior o albedo, maior será a 
capacidade de reflexão.
Exemplos: Superfície gramada: albedo = 0,2 (reflete apenas 20% da radiação solar).
CARTA SOLAR
• A carta solar é uma ferramenta de auxílio ao projeto bastante útil, que revela a posição exata do sol em um determinado momento.
• É a posição das trajetórias solares ao longoda abóbada celeste durante todo o ano.
• A análise da carta solar indica 
• A análise da carta solar indica a trajetória do sol, o horário do dia, a altitude solar e o azimute solar.
• Na linha do equador, o sol está 90° do plano da Terra. 
• As latitudes médias indicam uma inclinação do sol em relação ao plano da Terra.
SOMBREAMENTO
• A carta solar pode ser utilizada para determinar o sombreamento que um edifício faz em seu entorno. 
Elementos de proteção solar
HORIZONTAIS, VERTICAIS E COMBINADAS
• Para a radiação direta não desejada dentro do ambiente.
- Brises solares: São as mais conhecidas. Mas há outras formas: varandas, marquises, etc.
• O traçado das proteções (dimensões) exige o conhecimento dos ângulos de incidências solar e de seus efeitos sob a visão do observador na terra. Para reduzir a proporção, pode-se subdividir e obter o mesmo sombreamento. 
• As proteções verticais são eficientes para o sombreamento das fachadas nos horários em que o sol está mais baixo, ou para as fachadas em que os percursos solares estão, na maior parte, na diagonal em relação à fachada (Nordeste, Sudoeste, Sudeste).
Para proteção da fachada norte e sul, incluindo os horários em que o sol está mais baixo, o ideal é uma combinação de proteções horizontais e verticais.
• É importante que os materiais utilizados nas proteções solares sejam de baixa capacidade térmica para assegurar que irão resfriar rapidamente com o pôr do sol. A refletância das cores utilizadas nas proteções solares pode ser uma fonte potencial de ofuscamento, portanto estas devem ser cuidadosamente localizadas, evitando o campo visual dos ocupantes.
• Os elementos de sombreamento interno de janelas incluem persianas móveis verticais e de enrolar, venezianas e cortinas. Estes mecanismos de sombreamento apresentam a desvantagem de não impedir a penetração da radiação solar direta, que é obstruída pela cortina após ter passado pelo vidro, sendo refletida na forma de calor (onda longa) que permanece preso no interior da edificação, uma vez que o vidro é opaco à onda longa.
Elementos construtivos
FECHAMENTOS TRANSPARENTES 
Para a escolha correta dos fechamentos transparentes, considera-se: 
• Tipo de janela
- Dimensão x orientação x quantidade radiação
- Área útil de ventilação
• Tipo de vidro
- Vidro simples (transparente)
- Vidro verde
- Película e vidros absorventes (fumê)
- Películas e vidros reflexivos
- Vidros serigrafados
- Policarbonatos
- Vidros espectralmente seletivos (baixa emissividade)
- Vidros especiais (crista líquido, policrômicos, eletrocrômicos)
- Vidros insulados
- Aberturas com múltiplas camadas de vidro (vidro duplo ou triplo)
• Vidros e filmes reflexivos
- Redução do ganho de calor solar 
- Redução da passagem de luz 
Problema: Podem produzir efeito exterior de espelho.
Aplicações: Edificações comerciais; Climas quentes (redução do ganho de calor solar) ; situações onde a redução da claridade é desejável.
FECHAMENTOS OPACOS
• São materiais isolantes. Ex: Cortiça, isopor, lã de vidro e concreto celular. 
• Possuem baixa densidade (porosos), Baixa condutividade térmica e Reduz a transferência de calor.
• Possuem inércia térmica e conferem um amortecimento da amplitude térmica. Possuem capacidades de absorção de calor do exterior durante dia, devolução de calor para interior durante a noite e a cor pode aumentar temperatura superfície externa.
Propriedades térmicas
Condutividade térmica 
• Exemplo: Isolantes fibrosos (λ = 0.045 W/mºC) → Lã de vidro 
 - Incombustível ; Resistência ao fogo ; Segurança ; Absorção Acústica 
- Suas propriedades são: Boa resiliência ; Resistência a vibrações ; Não-higroscópico ; Imputrescível ; Quimicamente neutro.
• Exemplo: Espuma de poliuretano (λ = 0.030 W/mºC). Telhas e painéis isotérmicos compostos por chapas metálicas com núcleo em espuma de poliuretano expandido.
 - Aplicações: Coberturas ; paredes internas; paredes externas ; Divisórias ; forros.
• Exemplo: Agregados leves → Vermiculita em grãos.
 - Principais características: Utilizada na isolação térmica e acústica de equipamentos industriais, como componente de argamassas e de concretos leves para a construção.
Resistência térmica 
• Materiais homogêneos (telha de barro) possuem uma resistência menor que os materiais heterogêneos (parede dupla com ar).