Trabalho de conforto

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Conforto térmico na Arquitetura e no Urbanismo: Classificação e índices de conforto 
Curso de Arquitetura e Urbanismo 
Disciplina: Conforto ambiental I
Orientador: Ms. Haroldo Dias Flauzino 
Orientandos: Carlindo, Thais, Rafaella, Tatieli, Lorena, Jorge 
Conforto térmico: Definição 
Segundo a ASHRAE (2005), Conforto Térmico é um estado de espírito que reflete a satisfação com o ambiente térmico que envolve a pessoa.
O homem é um ser hermético (temperatura do corpo tende a permanecer constante independente das condições do clima) mas, sempre existem trocas térmicas entre o corpo humano e o meio. Além dos fatores físicos dentro deste contexto aplicado a Arquitetura e o Urbanismo temos fatores como a materialidade e sua propriedades. O nosso ambiente construído tem total influência sobre as questões associadas ao conforto. 
ASHRAE: Sociedade Americana de Engenheiros de Aquecimento, Refrigeração e Ar Condicionado (tradução livre). É um grupo composto por estudiosos sobre o tema. 
Arquitetura Vernacular e Permacultura urbana 
A Arquitetura vernacular pode ser definida como uma tipologia de caráter local ou regional na qual são empregados materiais e recursos do próprio ambiente onde a edificação está inserido. 
São, portanto, arquiteturas diretamente relacionadas ao contexto, influenciadas e atentas às condições geográficas. O conforto térmico dentro desse contexto insere-se por meio da discussão sobre a materialidade e as propriedades advindas desses materiais e o aproveitamento das condicionantes naturais. 
Há a discussão sobre a permacultura inserido inclusive na escala urbana. A permacultura é um sistema de planejamento de ambientes humanos sustentáveis com ênfase em ecossistemas naturais. 
Conforto térmico: Marcos importantes para o tema 
A partir do momento em que nós seres humanos nos tornamos fixos no espaço e passamos a construí-lo percebemos o quanto a arquitetura vernacular nos propôs soluções que trabalham bem o conforto térmico. 
Importante para discussão do conforto térmico são os estudos feito pelo arquiteto Vitor Olgyay (1973) e Givoni (1992). Ambos os estudos lançaram a discussão sobre zonas de conforto e estratégias para conseguir tal estado. 
Existem algumas NBR’s que tratam sobre o tema conforto térmico. No trabalho aqui apresentado daremos ênfase na normativa ABNT 15220-3 de 2005- Desempenho térmico de edificações: Zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social. 
NBR 15220 (2003)– Desempenho térmico de edificações parte 1: Definições, símbolos e unidades. 
Conforto térmico: Índices biofísicos
Trocas de calor 
O que são trocas térmicas 
As trocas térmicas entre os corpos advêm de uma das duas condições básicas:
1 existência de corpos que estejam a temperaturas diferentes;
2 mudança de estado de agregação;
 Corpos que estejam a temperaturas diferentes trocam calor, os mais “quentes” perdendo e os mais “frios” ganhando, sendo que o calor envolvido é denominado calor sensível. As trocas térmicas secas são: Convecção, radiação e condução.
Diferença de temperaturas - Calor sensível paredes conduzem calor e mobiliário radia calor. Perda de calor pela diferença de temperatura durante a noite.
O que são trocas térmicas 
2. O elemento que proporciona trocas térmicas por mudança de agregação, sem mudança de temperatura, é a água apenas nos casos de passar do estado líquido para estado de vapor e do estado de vapor para o estado líquido. O calor envolvido nestes mecanismos de troca é denominado calor latente.
Quente e seco - Nosso corpo para manter temperatura começa a suar. Como a umidade está baixa ela recebe essa umidade por evaporação.
Quente úmido – Nosso corpo para manter a temperatura começa a suar. Como a umidade está alta ela está saturada “cheia” sendo assim não recebe mais umidade.
Quente e seco 
Quente úmido 
Convecção 
A troca de calor por meio da convecção é definida como a transferência de energia do movimento de fluídos como o ar. Processo consiste na dinâmica que o ar quente é menos denso que o ar frio e o ar frio é mais denso. Na escala do edifício ter aberturas para a saída do ar quente é importante. Uma vez mal planejado a dinâmica do ar quente este poderá ficar represado no ambiente causando a sensação de “abafado”. Na escala urbana o não respeito as alturas e aos outros edifícios pode fazer com que seja prejudicial essa circulação do ar devido os edifícios altos tornarem-se barreiras para a circulação do ar. Cabe aqui ressaltar que não escala urbana não apenas temos a incidência solar como um fator relevante, mas a climatização mecanizada e a grande quantidade de veículos tem forte impacto na liberação de ar quente. 
Convecção - estratégia 
Uma casa bem orientada com relação aos sentidos dos ventos predominantes e o uso de soluções de cobertura que permitem a saída do ar quente.
Uso de lâminas d’agua levam umidade para o interior.
Convecção - estratégia 
Edifício em pilotis permite a circulação da ventilação essa proposta além disso permite a permeabilidade da quadra. 
Radiação 
 É uma das formas de propagação de calor que ocorre por meio de ondas eletromagnéticas.
 Troca de calor entre dois corpos que possuem a capacidade de emitir é de absorver energia térmica. Quando um corpo emite mais radiação do que absorve, ele se aquece, caso contrário ele resfria. 
 A Radiação pode ser por absorção ou reflexão.
As cores claras absorvem menos calor , pois elas tem maior poder de reflexão e baixo de absorção.
As cores mais escuras possui maior poder de absorção pois refletem menos. 
Na escala urbana os materiais empregados é uma das principais fontes de emissão de calor. Estratégias como o sombreamento de superfícies ou o uso de materiais de baixa emissividade.
Radiação 
 Para a redução da absorção da radiação solar, podemos utilizar alguns matérias que proporcionam menores ganhos de calor. 
 Alguns estudos realizados pelo Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina, mostram o comportamento térmico de materiais com diferentes texturas e cores, para isso utilizam-se câmeras especiais que permitem mapear as grandes temperaturas. 
Diferentes orientações de fachadas. Nesse tipo de situação o entendimento sobre quais tipos de ambientes serão projetados é importante. Relação de permanência e pouca permanência. 
Radiação 
Radiação - estratégia 
Radiação devido a áreas pavimentadas podem ser minimizadas com o uso de vegetação. 
O uso de materiais que permitem a circulação do ar pode minimizar os impactos da ventilação. Um exemplo disso é o uso do isopor. 
Radiação 
Na escala urbana o aumento de marquises ou quebra sol pode diminuir a incidência da radiação pelas superfícies pavimentadas. 
A vegetação expressiva sempre é uma boa aliada para trabalhar o conforto térmico. Cabe aqui ressaltar que os veículos também radiam calor, portando criar barreiras verdes nas calçadas torna-se mais agradável do ponto de visto do conforto térmico e visual também
Condução 
Troca de calor entre dois corpos que se tocam ou mesmo partes do corpo que estejam em temperaturas diferentes.
É um tipo de propagação de calor que acontece num meio material, com o aumento de temperatura de um corpo sólido.
A condução térmica depende do tipo de material utilizado , visto que alguns matérias possuem grande condutibilidade térmica . Ex: Metal 
Condução - estratégia 
Sombreamento da parede por meio da extensão do beiral. 
Sombreamento por meio do uso de vegetação. Há a possibilidade de criar microclima. 
Uso de elementos de baixa condução como a madeira. Cabe aqui ressaltar a necessidade do reuso de madeira de demolição.
Condução - estratégia 
Uma solução para os pontos de ônibus é o uso materiais que não conduz calor como a madeira. 
Associar nessas estruturas também o uso de vegetação é uma boa solução. 
Trocastérmicas latentes: Evaporação 
É a troca térmica úmida proveniente da mudança do estado líquido para o estado gasoso.
Pode ser utilizado como método de resfriamento evaporativo em edificações em climas secos. Esse processo consiste em evaporação da água para aumentar a umidade relativa do ar e diminuir a temperatura do ambiente. O uso das vegetações e de fontes d’água diretamente nos ambientes que se desejam resfriar também consisti em uma forma direta de resfriamento. 
 
Evaporação 
Levar umidade para o interior pode ser feito de várias formas. Desde o uso de vegetação como a extensão de um espelho d’agua. Ressaltando que a orientação com relação aos ventos dominantes e a insolação é importante. 
Trocas térmicas latentes: Condensação 
É a troca térmica úmida decorrente da mudança do estado gasoso do vapor d’água contido no ar para o estado líquido.
A umidade por condensação e uma das causas das patologias nas edificações. Ocasionando um dos fatores para aparição de inflorescências, ferrugens, mofo, bolores, perda de pintura, fissuras… em partes das edificações.
O tratamentos para essas patologias e trabalhar com medidas que visam a ventilação dos ambientes, podendo trabalhar com a ventilação cruzada, trabalho da iluminação e insolação adequada. 
Condensação 
Fachada Sul devido não haver incidência solar sempre está propensa a umidade e problemas associados a fungos ou mofo. Ventilação para esses ambientes são importantes. 
Conforto térmico: Clima exterior e índices fisiológicos 
Clima exterior e índices fisiológicos 
Ao falarmos de conforto ambiental, devemos entender que apesar de um lugar ser bem climatizado e confortável de se estar, o clima exterior influencia muito para que o ambiente seja favorável para o convívio de pessoas. Entender o índice fisiológico e o como o clima exterior o influencia, nos ajuda a entender como podemos e devemos pensar ao projetar um ambiente.
Índices fisiológicos: se baseiam nas reações fisiológicas, ou seja, reações do organismo humano, originadas por condições conhecidas de temperatura seca do ar, temperatura radiante média, umidade do ar e velocidade do ar;
Clima exterior e índices fisiológicos 
 temperatura do ar é proporcional ao balanço entre a radiação que chega e que sai de cada camada atmosférica. Os fluxos de calor latente e sensível também contribuem para modificar a temperatura de cada camada. Desse modo, a temperatura do ar varia de lugar para lugar, e, com o decorrer do tempo. Vários fatores físicos influenciam a distribuição da temperatura sobre a superfície da Terra: a quantidade de insolação recebida, as características da superfície, a distância a corpos hídricos, o relevo, a natureza dos ventos predominantes e as correntes oceânicas.
Aqui o ar será mais puro 
As nuvens podem diminuir a insolação. 
O ar poderá ser menos puro. 
Clima exterior e índices fisiológicos 
A umidade dos parque urbanos melhoram o ar do entorno (evaporação –calor latente). 
A vegetação potencializa esse conforto
Umidade: Relativa e absoluta 
A umidade corresponde a quantidade de vapor d’água presente na atmosfera.
Umidade relativa: É dada em percentual, utilizada para previsões do tempo. É a relação entre a quantidade de água existente no ar (umidade absoluta) e a quantidade máxima que poderia haver na mesma temperatura (ponto de saturação).
Ponto de saturação: Limite que o ar absorve a água presente na atmosfera.
Umidade absoluta: É a quantidade total de vapor de água presente na atmosfera. A quantidade de vapor é medida em gramas por metro cúbico presente na atmosfera.
Umidade: efeitos no ser humano 
Desidratação 
Ressecamento da pele 
Agravamento de problemas respiratórios 
Proliferação de bactérias 
Permanecer suado devido o ar estar saturado de umidade 
Período quente e seco e Quente úmido 
Para reduzir o conforto devido a baixa umidade o emprego de vegetação associado a espelho d’agua pode melhorar termicamente.
Para reduzir o desconforto das altas umidades lugares adensados serão um problema. Pois diminui a velocidade dos ventos e pouco contato com o sol.
Alta umidade 
Baixa umidade 
Radiação solar: Direta, difusa e insolação
Direta: atinge diretamente a superfície terrestre.
Difusa: atinge a superfície da Terra após ter sofrido vários desvios em sua trajetória, por exemplo devido aos gases presentes na atmosfera.
Insolação: é o mal estar causado pela ação direta e prolongada do Sol e do calor no corpo. Durante a insolação a temperatura do corpo sobe, o que pode causar perda de água e de nutrientes importantes. Pode causar tontura, sensação de desmaio, febre, tremores, náuseas e vômitos e desidratação.
Direta
Difusa
Danos causados pela insolação
Vento: Direção e velocidade
Ventos são movimentos de massas de ar de áreas com pressões atmosféricas mais altas com direção às mais baixas, variando de acordo com altitude, relevo e localidade.
A velocidade e a direção do vento são geralmente medidas a 10 m de altura nas estações meteorológicas. Estas estações se localizam geralmente em regiões abertas, longe dos obstáculos urbanos, pois o momento de ar sofre grande influência da rugosidade da superfície.
Direção: a direção do vento depende do horário e da estação do ano, e sempre vai das áreas de maior pressão para as de menor pressão. Reconhecer qual a direção do vento nos ajuda a prever se haverá chuva, ventanias, entre outros fenômenos da natureza.
Existem mecanismos que nos auxiliam nessa identificação, como o anemômetro, um equipamento próprio para nos informar a direção do vento, o que ajuda os profissionais de construções civis na hora de planejar um edifício.
Conforto térmico: Índices subjetivos
Variáveis do conforto
 
Metabolismo
O ser tem a capacidade de se adaptar a diferentes condições climáticas ao se utilizar de mecanismos culturais como a vestimenta a arquitetura e a tecnologia é preciso entender que existem diversas variáveis que podem influenciar nesta condição são elas as ambientais e as individuais.
Os vasos capilares mais próximos á pele se contraem, enquanto os mais próximos aos órgãos internos se dilatam. Dessa forma pele se resfria, atingindo uma temperatura o mais próximo do ambiente evitando perdas de calor por radiação e por convecção.
Metabolismo
Na presença do frio é comum o arrepio. O movimento muscular que provoca arrepio aquece a pele por atrito além de aumentar sua rugosidade, evitando peras de calor por convecção. Se o frio for agressivo haverá o aumento do metabolismo que pode manifestar-se pelo tremor dos músculos assim o calor interno será maior. 
Na presença do frio é comum o arrepio. O movimento muscular que provoca arrepio aquece a pele por atrito além de aumentar sua rugosidade, evitando peras de calor por convecção. Se o frio for agressivo haverá o aumento do metabolismo que pode manifestar-se pelo tremor dos músculos assim o calor interno será maior. No caso do calor o primeiro mecanismo termorregulador a ser disparado é a vasodilatação periférica que aumentar a temperatura da pele, incrementado perdas de calor por convecção e por radiação. O segundo mecanismo importante para a sensação de conforto é o suor. Esta evaporação incrementa a perdas de calor do corpo. 
Ações 
Frio 
Calor 
Carta Bioclimática
 
Modelo - Olgyay 
21º 
Modelo – Givoni 
Conforto
 Ventilação
 Resfriamento evaporativo
Alta inércia térmica para resfriamento
 Ar condicionado
 Umidificação
 Alta inércia térmica/aquecimento solar
 Aquecimento solar passivo
 Aquecimento artificial
Resfriamento evaporativo 
O processo físico desse tipo de resfriamento tem como uma base de início o processo do resfriamento de água, que funciona retirando o calor do ambiente ou do material em que a evaporação está acontecendo.
Taxa de evaporação será bem mais rápida quando em espaço aberto enquanto maior for a área superficial da água e a velocidade do ar, com a umidade relativa do ar, menor.
Direto: ar umidificadoenquanto sua temperatura é reduzida e o objetivo do sistema é fazer com que a água evapore controladamente dentro do ambiente.
Indireto: nesse caso, o ar interno não será umidificado como no direto, poderá ter seu resfriamento de forma evaporativa e em sequência passar por um trocador de calor resfriado.
Alta inércia térmica para resfriamento 
A massa térmica aplicada em edifícios vai ser aquilo que ser inserido nos materiais que possuem uma capacidade térmica para absorver o calor ou frio, sendo, também, a velocidade em que vão ser liberados
para o ambiente em si. 
Alta inércia térmica/aquecimento solar
Quando uma edificação possui uma elevação maior de inércia térmica, desencadeará uma redução das amplitudes térmicas internas e um atraso térmico no fluxo de calor por conta de sua alta capacidade de armazenamento, tendo o pico de temperatura interna apresentando defasagem e um amortecimento em relação ao externo.
A alta inércia térmica também é indicada para regiões que possuem um clima mais seco, tendo muita amplitude térmica entre as temperaturas diurnas e noturnas no lado externo.
Aquecimento solar passivo 
Esse tipo de aquecimento tem como característica o uso da radiação solar direta. Dentro desse aquecimento, pode ser direto ou indireto:
Analise de caso – Edifício Abaeté Goiânia 
Analise de caso – Edifício Abaeté Goiânia 
Analise de caso – Edifício Abaeté Goiânia 
Pouca vegetação no entorno.
Alta densidade no entorno
NBR 15220-3 
Recomendações 
Bibliografia 
Disponível em https://brasilescola.uol.com.br/amp/geografia/vento.htm Acesso 21/09/2022 às 23:08h.
Disponível em: https://www.imparcial.com.br/noticias/calor-intenso-crescem-casos-de-insolacao-e desidratacao,48495 Acesso 21/09/2022 às 23:08h.
Disponível em: https://www.iberdrola.com/compromisso-social/radiacao-solar Acesso 21/09/2022 às 23:08h.
Disponível em: https://www.infoescola.com/meteorologia/umidade-relativa-do-ar/ Acesso 21/09/2022 às 23:08h.
Disponível em: https://lcb.fflch.usp.br/temperatura-do-ar#:~:text=A. Acesso em  21/09/2022 às 23:08h.
Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/cinco-coisas-que-voce-provavelmente-nao-sabia-sobre-eletricidade.htm Acesso em 23/09/22 às 23:35h
Disponível em: http://vascularlasercenter.com.br/blog/retorno-venoso-o-que-e-e-qual-e-a-sua-importancia-para-a-saude-2/ Acesso em 24/09/22 às 16:25h
Bibliografia 
https://labeee.ufsc.br/sites/default/files/disciplinas/ECV5161_Sustentabilidade_apostila_0_0.pdf 
acesso em 20/09/2022
https://repositorio.ifg.edu.br/bitstream/prefix/1258/1/mon.%20especializa%c3%a7%c3%a3o_Rosikelly%20Macedo%20Gon%c3%a7alves%20Cabral.pdf 
acesso em 19/09/2022
http://www.mme.gov.br/projeteee/estrategias-bioclimaticas/acesso em 19/09/2022
Livro: Manual do Conforto Térmico – Anésio Barros Frota e Sueli Ramos Schiffer – 7° edição – Studio Nobel