Unidade lll Climatização

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Conforto ambiental
Ventilação e climatização
Unidade lV
Climatização
• Introdução; 
•• Formas de Climatização Disponíveis para o
Projeto Arquitetônico; 
• Cálculos de Volume e Potência de
Condicionadores de Ar; 
• Sistematização para Aplicabilidade dos
Conhecimentos no Projeto Arquitetônico.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
• Sistematizar e compreender o
dimensionamento e a aplicação da ventilação
no Projeto Arquitetônico.
Formas de Climatização Disponíveis para o Projeto Arquitetônico
Como já abordado anteriormente, “O conforto ambiental está relacionado
às condições de habitabilidade dos ambientes”. Também foi dito que
“quanto menor o esforço do usuário para se adaptar, maior o conforto
do ambiente”. 
Tratou-se, ainda, do conceito de conforto ambiental que:
Pode ser entendido como a avaliação e o atendimento das
exigências humanas, baseados no princípio de que quanto
maior for o esforço de adaptação do indivíduo no
ambiente em função da atividade que estiver
desenvolvendo, maior será sua sensação de desconforto
Com relação ao conforto térmico, foi exposto que, de acordo com a
ASHRAE1 : “É a condição que expressa satisfação com o ambiente
térmico”, e que essa condição de conforto térmico indica “o conceito de
neutralidade térmica quando não há nem acúmulo nem perda excessiva
de calor entre o organismo e o ambiente”. 
Vimos que a ventilação é uma estratégia de conforto térmico que pode
ser utilizada no “Verão em regiões de clima temperado e clima quente e
úmido e pode ser conseguida utilizando técnicas passivas (sem a
necessidade do consumo de energia elétrica) ou por meios mecânicos”. 
Também foi dito que há limites para os quais as técnicas passivas de
conforto sugeridas pela bioclimatologia sejam empregadas com eficiência
e que, a partir de um certo ponto, técnicas artificiais de resfriamento
ou aquecimento deverão ser adotadas. 
Assim, as estratégias passivas de conforto ambiental são extremamente
importantes no desenvolvimento do Projeto Arquitetônico; porém, há um
limite de aplicação eficaz dessas técnicas, a partir de um determinado
ponto, elas deixam de atender às necessidades e, então, devem ser
adotadas outras soluções artificiais:
Os sistemas artificias para resfriamento ou aquecimento
são estratégias de Projeto que, tal como os sistemas
naturais, devem ser levadas em consideração desde a
decisão sobre o partido arquitetônico a ser adotado.
Nem sempre é possível tirar partido apenas dos
recursos naturais para promover o conforto térmico
dos usuários. Em função do clima local e da própria
função a que se destina a Arquitetura, é muitas vezes
inevitável o uso de sistemas artificiais de climatização
como ventiladores, aquecedores e ar condicionado. Em
edifícios comerciais e públicos, por exemplo, o uso de
climatização ativa é praticamente obrigatório, pois o
desconforto pode significar perda de clientes ou baixa
produtividade. (LAMBERTS et al., 2003, p. 243)
Na Arquitetura, os Sistemas Artificiais de Climatização mais utilizados são
os de ventilação mecânica, de aquecimento e os de refrigeração. 
De acordo com Lamberts:
Os sistemas de ventilação mecânica são basicamente de
dois tipos: os exaustores e os ventiladores (...) A gama de
aquecedores artificiais é enorme, indo desde lareiras até
aparelhos de ar condicionado (ciclo reverso) (...) Em
edificações públicas e comerciais, o ar condicionado é
hoje em dia o sistema mais empregado para climatização.
Consiste em controlar simultaneamente a temperatura,
umidade, pureza e distribuição do ar para atender as
necessidades em um ambiente. Isto significa que o ar
ficará compatível com as necessidades térmicas e
ambientais de um recinto independente das condições
externas. (LAMBERTS et al., 2003, p. 243 e 244)
Os ambientes internos de uso público ou coletivos devem manter a
temperatura interna agradável, ou seja, dentro de uma condição de
conforto térmico. 
Essa é uma condição recomendada pela Anvisa – Agência Nacional de
Vigilância Sanitária. 
A faixa recomendável de operação das Temperaturas de
Bulbo Seco, nas condições internas para verão, deverá
variar de 23°C a 26°C, com exceção de ambientes de
arte que deverão operar entre 21°C e 23°C. A faixa
máxima de operação deverá variar de 26°C a 27°C, com
exceção das áreas de acesso, que poderão operar até
28°C. A seleção da faixa depende da finalidade e do local
da instalação. Para condições internas para inverno, a
faixa recomendável de operação deverá variar de 20°C a
22°C. (ANVISA, 2003)
Portanto, considerando as reflexões de Lamberts et al. (2003) quanto à
“obrigatoriedade do uso da climatização ativa em edifícios comerciais e
públicos”, associada à recomendação da Anvisa, quanto à condição de
conforto térmico, a utilização de equipamento de ar condicionado é
indispensável. 
O clima da região em que o edifício está implantado é componente
fundamental para a seleção do equipamento de ar condicionado mais
adequado. .
Se o edifício estiver localizado em uma região fria, o equipamento
deverá possuir ciclos quente e frio. Os horários e a incidência do Sol no
ambiente também devem ser levados em conta, pois, nesse caso, poderá
haver ganhos térmicos. 
Outros fatores relevantes para a definição da capacidade do
equipamento de ar condicionado mais indicado para o edifício será a
quantidade de pessoas que utilizarão o espaço e a quantidade e tipo dos
equipamentos geradores de calor que estarão no ambiente. 
Há uma grande oferta de equipamentos de ar condicionado, com
capacidade para diferentes dimensões de espaços, separados em
categorias. 
Lamberts et al (2003) fazem referência aos Sistemas de ar
condicionado mais utilizados. Os mais utilizados em ambientes residenciais
e escritórios são: ar condicionado de janela, splits, multisplit, cassete e
portátil:
[...] é importante ao arquiteto ter noções sobre os
diversos tipos de ar condicionado existentes no mercado.
Atualmente os sistemas normalmente utilizados em
edificações são: ar condicionado de janela; minicentrais
split; minicentrais do tipo multisplit; self contained; chiller e
fan-coil. (LAMBERTS et al., 2003, p 249)
O aparelho de ar condicionado de janela é o mais simples, “possui o
condensador e o evaporador sob o mesmo invólucro”, é recomendado
que seja fixado em uma abertura na parede externa, vez que “o ar
externo é puxado através da unidade, onde é condicionado e
imediatamente entregue ao ambiente interior. Sempre que possível, para
maior rendimento é aconselhável que não esteja exposto diretamente à
radiação solar; tem como vantagem a possibilidade de mudança de
posição, desde que a infraestrutura seja remanejada ou já exista
(instalação elétrica e ponto de dreno para a água condensada). Entre as
desvantagens, estão o nível de ruído produzido e a interferência na
fachada do edifício. 
Alguns Sistemas são derivados de outros ou, ainda, são desenvolvimentos
decorrentes de algum Sistema em função de demandas e necessidades
de uma maior flexibilidade e capacidade. 
Lamberts et al (2003) expõem que as Minicentrais de Pequeno Porte ou
Splits são equipamentos com maior versatilidade que os aparelhos de
janela, pois “Podem atender espaços sem paredes voltadas para o
exterior”, vez que “as unidades evaporadora e condensadora são
separadas, podendo estar distanciadas até trinta metros entre si”. 
Os aparelhos Splits, geralmente, são instalados na parede, mas existe uma
versão do Split – Split Cassete, que pode ser instalado no teto,
geralmente, embutido no forro.
Os sistemas Multisplit, são de acordo com Lamberts et al (2003),
equipamentos com “refrigeração bem superior à das minicentrais de
pequeno porte”. Esse equipamento é “o de menor porte” para a utilização
com dutos nos ambientes e insufladores, podendo “para espaços
maiores” serem utilizados diversas unidades combinadas, reduzindo-se o
custo de instalação de redes de dutos, “para unidade de maior porte”.
Uma alternativa para condicionamento de ar muito utilizada para
pequenos espaços que não foram projetados para a instalação de um
equipamento, mesmo que do maissimples, como o ar condicionado de
janela ou um Split, é o ar condicionado portátil, que pode ser instalado
ocasionalmente no ambiente, levado de um ambiente para outro, pois
possui rodízios, fio para instalação em tensão de rede doméstica e duto
que deve ser fixado em uma janela ou abertura exterior. 
Nos casos de ambientes maiores ou edifícios inteiros, os Sistemas devem
ser compatíveis com essas cargas térmicas que também são maiores,
como edifícios corporativos, sedes administrativas de Bancos, Shoppings
Centers etc. 
Nesses casos, são utilizados Sistemas de condicionamento de ar de
grande porte, que são, do ponto de vista de funcionamento, semelhantes
aos Sistemas mencionados anteriormente. 
Os sistemas de grande porte, também são conhecidos como sistema de
ar condicionado central e são modelos que utilizam dutos para a
distribuição e, e embora tenha seu funcionamento básico semelhante aos
outros sistemas de condicionamento de ar, a circulação do ar
refrigerado e do retorno do ar ocorre de maneira diferente. 
O ar refrigerado que será insuflado no ambiente é levado por um
Sistema de dutos, que devem ser instalados durante a construção do
edifício, por implicar uma rede de tubos e outros elementos de
infraestrutura, como tubulações de água, conexões etc. que, geralmente,
ficam embutidos sob o forro de gesso. 
Essa tubulação utilizada para insuflar o ar no interior do ambiente, os
difusores (aberturas ou “bocas” para insuflar o ar refrigerado), assim
como a área para retorno do ar (ar que será retirado do ambiente),
deverão ser dimensionadas de acordo com a área do ambiente e
previsão da quantidade de pessoas que utilizarão o espaço. 
Lamberts et al (2003) explicam o funcionamento dos sistemas Self
Contained e do Chiller e Fan-Coil:
O Self Contained é um equipamento orientado para rede
de dutos, ainda que também possa ser usado com grelha
difusora direto no ambiente. É essencialmente trifásico. A
principal desvantagem desse sistema é não possuir ciclo
reverso. Entretanto, pode produzir aquecimento no
ambiente mediante adaptação de resistência elétrica que,
no entanto, apresenta eficiência energética baixa (...). 
Os sistemas compostos por Chillers estão associados a
uma rede de distribuição de água gelada para unidades
conhecidas por Fan-Coil. O Fan- -Coil é análogo a unidade
evaporadora, tendo a função de forçar a passagem de
ar pelos tubos de água gelada, jogando o ar frio para o
ambiente interior. Estes sistemas normalmente apenas
refrigeram. O aquecimento implica no emprego de
caldeiras associadas aos Fan-Coils. O dimensionamento e a
instalação desse tipo de ar condicionado são bastante
complexos, exigindo projetos detalhados e profissionais
gabaritados. (LAMBERTS et al., 2003, p.252 e 253)
Atualmente, há grande procura para a certificação de sustentabilidade
dos edifícios, o que implica a especificação e a utilização de
equipamentos mais eficientes e econômicos. 
Soluções de iluminação, comunicação, Sistemas de automação, TI,
condicionamento de ar, eficiência energética etc. devem atender
requisitos cada vez mais exigentes: 
[...] é tão importante o arquiteto saber empregar os
sistemas artificiais nos seus projetos. Uma vantagem de
se ter esta visão é poder usar racionalmente os
equipamentos, evitando desperdício de energia. Outro
ponto importante é que, conhecendo os diversos tipos de
sistemas de climatização existentes no mercado e as
características básicas de cada um, o arquiteto pode
‘‘falar’’ uma linguagem comum com os projetistas de cada
sistema. (LAMBERTS et al., 2003, p 243
Cálculos de Volume e Potência de Condicionadores de Ar
A medida utilizada para medir a capacidade e o dimensionamento dos
equipamentos de ar condicionado é o BTU (British Thermal Unit, ou
Unidade Térmica Britânica por hora). 
1 BTU é a quantidade necessária para elevar a temperatura de uma
massa de uma libra de água em um grau Fahrenheit °F (a escala
termométrica Celsius °C tem como 0°C o equivalente a 32°F na escala
Fahrenheit). 
É uma unidade consagrada no Brasil, se compararmos à medida utilizada
nos Estados Unidos – RT (Refrigeration Tons), ou TR (Tonelada de
Refrigeração), 1 TR é equivalente a 12.000BTU/h. 
A capacidade do aparelho (BTU/h ou TR) implica a potência consumida
(Watt).
Os fabricantes e fornecedores de aparelhos de ar condicionado utilizam
a Tabela acima para o dimensionamento e a especificação dos
equipamentos. 
Essa Tabela relaciona a área do ambiente (m²) à capacidade em BTU/h e
o período de insolação do ambiente. 
Na Tabela, a capacidade de refrigeração considera a área do ambiente
contando com a presença de duas pessoas.
Se o ambiente for destinado a um número maior de pessoas, deve-se
acrescentar 600BTU/h, por pessoa adicional. 
Essa Tabela sintetiza esses parâmetros e tem uma boa precisão para a
determinação do aparelho. Equipamentos que geram calor, como TVs,
por exemplo, também devem ser considerados para a especificação da
capacidade do aparelho de ar condicionado.
Para um cálculo básico, para se especificar a capacidade do
equipamento, deve- -se considerar 600BTU por m² para até duas
pessoas e, para cada pessoa ou equipamento adicional, acrescentam-se
600BTU. 
Se o ambiente tiver uma grande exposição à radiação solar, deve-se
considerar 800BTU por m², para até duas pessoas, e para cada pessoa
ou equipamento adicional acrescentam-se 600BTU. 
Para um dormitório de 15m², por exemplo, sem grande exposição ao Sol
e para duas pessoas, teríamos: 
• 15 m² x 600 = 9.000BTU (Na tabela o equipamento sugerido para essa
área seria 10.000BTU). 
Vamos considerar que nesse dormitório tenha uma TV que fique
funcionando por muitas horas; deve-se considerar, portanto, o
acréscimo de mais 600BTU. 
9.000BTU + 600BTU = 9.600BTU (ainda, assim, o equipamento sugerido
na Tabela atende à necessidade do ambiente). Porém, se o mesmo
ambiente de 15 m² tiver uma grande exposição ao Sol, o cálculo seria: 
• 15 m² x 800BTU = 12.000BTU (na Tabela, o equipamento sugerido seria
U, ou seja, já para essa condição, nesse primeiro cálculo, em dias de
muito Sol, o ambiente iria ficar com déficit na refrigeração). 
Vamos considerar, ainda, que, nesse dormitório, a TV fique funcionando
por muitas horas. Assim, deve-se considerar, portanto, o acréscimo de
mais 600BTU: 
• 12.000BTU + 600BTU = 12.600BTU 
Para uma sala de estar mais sala de jantar, com área total de 50m²
(aproximadamente 25m² cada), com grande exposição ao Sol,
considerando um total de 8 pessoas que utilizam o ambiente, uma TV e
dois notebooks utilizados eventualmente, teríamos: 
• 50m² x 800BTU = 40.000BTU; 
• 40.000BTU + 6 (pessoas adicionais) x 600BTU + 1 (TV) x 600BTU +
2(notebooks) x 600BTU = 44.800BTU.
Nesse caso, poderia ser adotados dois aparelhos para uma melhor
distribuição, com duas unidades externas. 
No Mercado, há oferta de aparelhos com 22.000BTUs e 24.000BTUs.
Como a utilização dos notebooks é eventual, o equipamento com
22.000BTUs atenderia a demanda, porém, a segunda opção deixa a
instalação operando abaixo do limite, gerando maior economia de energia. 
A opção por um único equipamento no centro da sala é também uma
possibilidade, porém há duas considerações: primeiro, a distribuição do ar
condicionado não seria homogênea e demoraria um pouco mais para que
todo o ambiente estivesse com a mesma temperatura e, em segundo
lugar, no caso de manutenção ou falha do equipamento, todo espaço
ficaria sem condicionamento do ar. 
Outra opção seria a utilização de dois aparelhos Split Cassete, embutidos
no forro, o que possibilitaria maior distribuição do ar condicionado. 
Nesse caso, deve-se compatibilizar a instalação dos aparelhos ao projeto
de iluminação (luminotécnica), para se adequar a distribuição das
luminárias em conjunto com os equipamentos de condicionamento do ar. 
Para um pequeno escritório de 40 m², sem grande exposição ao Sol e
para quatro pessoas com quatro computadores, teríamos:
• 40m² x 600BTU = 24.000BTU. 
• 24.000BTU + 2 (pessoas adicionais) x 600BTU + 4 (computadores) x
600BTU = 27.600BTUPorém, se o mesmo ambiente, escritório de 40m², tiver uma grande
exposição ao Sol, e para quatro pessoas com quatro computadores,
teríamos:
• 40m² x 800BTU = 32.000BTU. 
• 32.000BTU + 2 (pessoas adicionais) x 600BTU + 4 (computadores) x
600BTU = 35.600BTU.
Nesse caso, a utilização de um único equipamento pode ser a opção mais
econômica, pois se trata de um ambiente de menores dimensões. 
Também para esse caso podem ser adotados como opção dois
aparelhos Split Cassete, embutidos no forro, que poderiam distribuir de
maneira mais homogênea o ar condicionado. 
Nesse caso, assim como a solução dada para a sala de estar e jantar
residencial, deve-se compatibilizar a instalação dos aparelhos ao projeto
de iluminação (Luminotécnica).
A correta quantificação do aparelho, ou aparelhos de ar condicionado,
permite que os equipamentos trabalhem em condições normais, sem
gastos excessivos de energia e sem exigir que o equipamento trabalhe no
limite da capacidade o tempo todo. 
Sistematização para Aplicabilidade dos Conhecimentos no Projeto
Arquitetônico
O conforto ambiental está relacionado às condições de habitabilidade dos
ambientes e à exigência de adaptação das pessoas ao calor, à umidade,
ao som e à luz, de maneira que, “quanto menor o esforço do usuário
para se adaptar, maior o conforto do ambiente”. 
A análise e o atendimento das exigências humanas devem orientar as
estratégias de projeto para obtenção do conforto térmico e a
ventilação natural é uma opção para regiões de climas temperado e
quente e úmido, uma excelente estratégia sugerida pela bioclimatologia,
lembrando-se de que há limites em que essas técnicas passivas têm
eficiência. 
Anteriormente, foi dito que as estratégias bioclimáticas propõem a
utilização de técnicas passivas que associam o conforto ambiental das
edificações com o menor consumo de energia elétrica e que segundo
Lamberts et al (2003), a “Ventilação natural é, após o sombreamento, a
estratégia bioclimática mais importante para o Brasil” e, ainda que “a
ventilação natural seja eficaz entre temperaturas de 20°C a 32°C”,
ressaltando a importância do conhecimento para o arquiteto e para o
designer de interiores, para aplicação dessas técnicas em projeto: 
Pode-se tirar partido ou evitar os efeitos destas
variáveis, por intermédio da edificação, de forma a obter
um ambiente interior com determinadas condições de
conforto para os usuários. Isso pode ser feito de duas
maneiras. A primeira, com o emprego (...) sistemas de
climatização e iluminação artificial. A segunda, de forma
natural, incorporando estratégias de aquecimento,
resfriamento e iluminação naturais. É importante ao
arquiteto integrar o uso de sistemas naturais e artificiais,
ponderando os limites de exequibilidade e a relação
custo/benefício de cada solução. Se as estratégias
naturais forem as mais adequadas, devese conhecer,
primeiramente, a Bioclimatologia, que aplica os estudos do
clima (climatologia) às relações com os seres vivos
(OLGYAY, 1968). Conhecendo os conceitos básicos que
envolvem o clima e o conforto se pode compreender a
importância da Bioclimatologia aplicada à Arquitetura.
(LAMBERTS et al., 2003, p. 83 e 84)
O atendimento às recomendações dos Códigos de Obra e das Normas
brasileiras quanto às aberturas das edificações buscam garantir essas
condições de habitabilidade ou salubridade das edificações. E os
mecanismos de ventilação natural – por ação dos ventos ou por efeito
chaminé, são definidos pelas dimensões e localizações das aberturas nos
edifícios. 
As tipologias e formas de aberturas abordadas anteriormente têm
grande influência na condição de ventilação dos edifícios. 
E, como foi dito, “sempre estiveram relacionadas ao sistema construtivo,
o que é determinante tanto para a iluminação, quanto para a ventilação”. 
Assim como, “o desenho da janela é resultado da composição de “cheios e
vazios” definidos no processo de projeto e a forma e o sistema de
abertura deverão responder às necessidades intrínsecas do objeto
arquitetônico, de maneira a atender questões objetivas e subjetivas”. 
Também vimos que o dimensionamento das aberturas relaciona a vazão
de ar, que deve ser definida de acordo com as dimensões do espaço e a
quantidade de pessoas, “para atender às exigências de higiene e para a
remoção de carga térmica” em ambientes de longa permanência e
demais ambientes das edificações. 
A utilização de técnicas de aquecimento ou resfriamento artificiais
tornam-se necessárias para atender às condições de conforto de
ambientes nos casos em que as técnicas passivas não forem suficientes
para garantir essas condições durante todo o ano. 
Quando o arquiteto tiver o poder de decisão na aplicação de todos
esses conceitos no projeto, como a definição das dimensões e
posicionamento das aberturas e outros elementos estruturais das
edificações, poderá contribuir significativamente na qualidade, em termos
de conforto, do ambiente projetado. 
Tentar reproduzir boas condições naturais de conforto, como a
sombra de uma árvore, uma brisa refrescante ou um aquecimento
produzido pela luz do Sol da manhã, assim como reduzir ou amenizar os
danos causados ao organismo humano por climas muito rigorosos é,
como vimos, um dos objetivos do projeto. 
Uma relação de harmonia entre ser humano e Arquitetura pode ser
alcançada com a integração contextualizada do edifício com o seu
entorno e sua inserção na paisagem que, nesse caso, é parte
fundamental para esse resultado.