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Comportamento térmico em edificações residenciais, comerciais e de serviços Apresentação O tema do conforto térmico é instável: trata-se de um estado, por isso não existem regras fixas que chegam a esse resultado, e sim estratégias de projeto e adoção de tecnologias que auxiliam a um desempenho satisfatório das edificações. Além disso, como as temperaturas e os microclimas variam muito, seja entre os meses ou até no mesmo dia, é importante que a edificação se adapte a essas mudanças, sem precisar de energia elétrica ou utilizando a menor quantidade possível. Nesta Unidade de Aprendizagem, você conhecerá os requisitos para atingir o estado de conforto térmico, além das estratégias de projeto e metodologias, a fim de obter espaços eficientes termicamente. Além disso, verá as formas de resfriar e aquecer o interior dos edifícios para que a sensação térmica permaneça agradável. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Definir os requisitos para o conforto térmico em edificações residenciais, comerciais e de serviços. • Sugerir estratégias para obter ambientes termicamente mais confortáveis.• Identificar os principais meios para o resfriamento ou aquecimento de uma edificação.• Desafio Atingir o conforto térmico é um desafio, uma vez que é um estado, não uma resposta constante aos fatores climáticos. Assim, é importante que as escolhas projetuais sejam coerentes com o ambiente, a fim de tornar mínimo o gasto energético. Analise a seguinte situação: Considerando as informações apresentadas, responda: a) Quais tecnologias construtivas e decisões projetuais devem ser tomadas para chegar ao resultado esperado? b) Além disso, em qual dos terrenos essas habitações devem ser implantadas? Justifique a sua resposta. Infográfico O conforto térmico está relacionado ao conforto dos seres humanos nos espaços. Em se tratando de espaços fechados, a arquitetura é responsável por resolver os projetos de forma eficiente, propiciando conforto aos usuários e gastando a menor quantidade possível de energia elétrica. Neste Infográfico, você vai ver quais são os princípios que tornam uma edificação mais eficiente energeticamente, em função da tecnologia construtiva, entorno, materiais e suas propriedades. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/58ebe639-1632-404e-b7f1-1b8a28052a85/89fc8c2a-3cc3-46b5-81ae-3f95da98837b.png Conteúdo do livro Atingir o conforto térmico no interior das edificações não é uma tarefa fácil. Por envolver diversos fatores, essa missão exige cuidado na escolha dos materiais utilizados, além de uma preocupação do usuário em encontrar a neutralidade térmica com o ambiente. Diversas normas e estudos foram desenvolvidos, principalmente a partir de 1915, como forma de organizar as propriedades térmicas dos materiais e regulamentar os usos, a fim de que o resultado se aproxime de uma sensação agradável climaticamente. No capítulo Comportamento térmico em edificações residenciais, comerciais e de serviços, da obra Conforto ambiental e iluminação, base teórica desta Unidade de Aprendizagem, você vai ter a oportunidade de aprender sobre o conforto térmico e as formas de atingi-lo, bem como as estratégias de projeto e emprego de tecnologias, buscando criar espaços eficientes termicamente. Além disso, vai identificar as formas de resfriamento e aquecimento no interior dos edifícios, apresentando exemplos. Boa leitura. CONFORTO AMBIENTAL E ILUMINAÇÃO Agatha Muller de Carvalho Comportamento térmico em edificações residenciais, comerciais e de serviços Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: � Definir os requisitos para o conforto térmico em edificações residen- ciais, comerciais e de serviços. � Sugerir estratégias para se obter ambientes termicamente mais confortáveis. � Identificar os principais meios para o resfriamento ou aquecimento de uma edificação. Introdução A maior parte da vida humana contemporânea ocorre no interior das edificações, de modo que são desejados espaços confortáveis termica- mente. No entanto, devido às diferenças de temperatura ao longo do ano nas cidades, é preciso adaptar meios projetuais e utilizar tecnologias que se adaptem a essas diferenças. Neste capítulo, você aprenderá sobre as formas de medição do con- forto térmico das edificações residenciais e comerciais, a fim de obter projetos de espaços mais eficientes. Por fim, identificará meios de resfriar e aquecer as edificações, em virtude da amplitude térmica das cidades. Conforto térmico das edificações residenciais e comerciais Cada vez mais, os arquitetos buscam relacionar espaço e meio ambiente, buscando atender às exigências técnicas e proporcionar qualidade de vida para os ocupantes de uma edificação. É nesse contexto que entra o conforto térmico, em que o bem-estar é proporcionado pelo equilíbrio humano em relação às intempéries. Mas como compreender esse fenômeno e utilizar os conceitos de forma assertiva em nossos espaços? Primeiro, deve-se compreender que conforto térmico é um estado, visto que um ambiente pode apresentar conforto térmico em um determinado turno, mês ou estação do ano, e ser inadequado para a estadia dos seres humanos em outro período. Assim, um organismo está termicamente confortável quando está em estado de equilíbrio com o meio que o envolve, ou seja, com conforto térmico. Se a temperatura não estiver adequada, o corpo apela para a termorregulação, a fim de estabilizar a temperatura corporal, com suor e transpiração no calor e tremores e aceleração do metabolismo no frio (LAMBERTS et al., 2016). Portanto, um indivíduo se encontra com a sensação de conforto térmico quando seu corpo não necessita recorrer a nenhum mecanismo de termor- regulação. Entretanto, assegurar o conforto térmico em nossos ambientes é praticamente impossível, uma vez que não somos iguais e não temos o mesmo metabolismo. Outros fatores também influenciam a nossa sensação de temperatura, como horas de sono, vestimentas e estados mentais diferentes durante o dia. Por esses motivos, o conforto térmico não pode ser definido com exatidão, sendo necessário o encontro de um denominador comum. Os primeiros esforços organizados a fim de estabelecer critérios de con- forto térmico foram realizados entre 1913 e 1923. Em 1923, a Associação Americana dos Engenheiros de Aquecimento e Ventilação (ASHVE) publicou o trabalho de Houghten e Yaglou, que estabelecia linhas de igual conforto, posteriormente definidas como temperatura efetiva, e determinava a zona de conforto. O teste ocorreu com 126 pessoas, de ambos os sexos, com diferentes idades e profissões, que se deslocavam entre duas câmaras de mesma tempe- ratura, porém com umidades distintas. Nesse caso, a condição dos usuários se aproximou da neutralidade térmica. Comportamento térmico em edificações residenciais, comerciais e de serviços2 Mesmo apresentando neutralidade térmica, é preciso ter cuidado, pois esse não é o único fator para garantir o conforto térmico. A radiação assimétrica e a corrente de ventos instáveis podem ocorrer paralelamente à neutralidade térmica, o que acarreta um desconforto ao usuário. Para obter um critério de conforto térmico em edificações, existem algumas normas que foram desenvolvidas. A mais famosa é a ASHRAE 55, definida pela Sociedade Americana de Engenheiros de Aquecimento, Refrigeração e Ar-Condicionado (ASHRAE). A primeira publicação ocorreu em 1966, por Fanger (1982), delineando condições aceitáveis de conforto térmico em ambientes internos. É atualizada de tempos em tempos, sendo que a última atualização ocorreu em 2017. Para a simulação de conforto térmico, a norma sugere, como critério de análise, o voto médio estimado (PMV, do inglês predicted mean vote). A metodologia de cálculo dascondições ideais vai direto ao ponto: consiste em aplicar os valores das seis variáveis — temperatura de bulbo seco, temperatura radiante média, umidade relativa, velocidade do ar, valor da roupa de cada pessoa e taxa metabólica de cada pessoa — aos coefi- cientes da equação de conforto térmico, calculando a acumulação energética no corpo. Para isso, considera-se o valor médio de um grupo de pessoas em um determinado ambiente, a fim de determinar o fator de conforto térmico, levando em consideração uma escala de sete sensações térmicas (Figura 1), que vai de – 3 a + 3. 3Comportamento térmico em edificações residenciais, comerciais e de serviços Figura 1. Escala utilizada para quantificar as sensações térmicas para cálculo do PMV. Fonte: Adaptada de Fanger (1982). -3 -2 -1 0 1 2 3 Muito frio Frio Ligeiramente frio Confortável Ligeiramente quente Quente Muito quente Conforme Fanger (1982), o objetivo de uma simulação de conforto é manter os ambientes internos dentro do nível de conforto, entre – 0,5 e + 0,5. Para isso, a sensação térmica não deve ultrapassar metade da sensação de ligeiramente frio ou ligeiramente calor para aproximadamente 9% dos ocupantes da edi- ficação em 98% dos horários em que esta estiver ocupada. A porcentagem de 10% ou menos de pessoas insatisfeitas é dada como termicamente aceitável, de acordo com a ISO 7730:2005. Norma ISO 7730 A ISO 7730:2005 tem como título: Ergonomia do ambiente térmico — Determinação e interpretação analíticas do conforto térmico usando o cálculo dos índices PMV e PPD e critérios locais de conforto térmico. Ela apresenta métodos para prever a sensação térmica geral e o grau de desconforto (insatisfação térmica) de pessoas expostas a ambientes térmicos moderados e permite a determinação analítica e a interpretação do conforto térmico usando o cálculo do PMV (voto médio previsto) e da PPD (porcentagem prevista de insatisfação) do conforto térmico local, fornecendo Comportamento térmico em edificações residenciais, comerciais e de serviços4 as condições ambientais consideradas aceitáveis para o conforto térmico geral, bem como aquelas que representam desconforto local. Foi a ISO 7730:2005 que normatizou o uso do PMV, em 1994. Contudo, mesmo com aparelhos que consigam medir com maior precisão os fatores climáticos, as taxas de isolamento das roupas e metabólicas ainda não se aproximam da exatidão. Fonte: International Standard Organization (2005). A relação entre as sensações térmicas da escala estabelecida e as variáveis que influenciam o conforto térmico foi obtida partindo-se do pressuposto de que, à medida que as condições térmicas de um ambiente se afastam daquelas consideradas confortáveis, o sistema termorregulador do corpo deve agir mais intensamente, de forma a evitar variações significativas na temperatura interna. Contudo, o excesso de trabalho do sistema termorregulador provoca maior desconforto (MAHLMANN et al., 2018). Os primeiros parâmetros apresentados pelo teste são determinados por um software de simulação — como, por exemplo, o EnergyPlus —, utilizando os arquivos climáticos de uma região. Já o valor da roupa é calculado dinami- camente, utilizando a fórmula da ASHRAE, com base na temperatura do ar externo às 6 h em todos os dias do ano (Figura 2). Figura 2. Tabela com os valores de absortividade das superfícies. Fonte: Adaptada de Frota e Schiffer (2001). Temperatura do ar externo as 6:00h, dia 6/10(ºf ) Temperatura do ar externo as 6:00h, dia 6/10 (ºC) Is ol am en to d as ro up as (c lo ) 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 -40 -22 -4 14 32 50 68 86 104 -40 -30 4030-20 20-10 100 5Comportamento térmico em edificações residenciais, comerciais e de serviços Além disso, existem algumas orientações que buscam otimizar as cons- truções e minimizar as alterações no meio ambiente, sendo que as instalações devem adotar soluções, a fim de reduzir o consumo de energia, utilizando técnicas como a ventilação natural, por exemplo. Para oferecer edificações de qualidade, que prezem pelo conforto térmico dos moradores, não existem regras específicas, já que isso varia em relação a cada lugar (FROTA; SCHIFFER, 2001). Todavia, existem as normas de desempenho dos materiais, que auxiliam nessas decisões, como a relação de agregados ao concreto, as definições de composição das fibras de lãs de isolamento, os painéis antirruídos e o mate- rial das telhas. As duas normas mais utilizadas para o conforto térmico de edificações residenciais são: � ABNT NBR 15575-5:2013 — Edificações habitacionais — Desempenho – Parte 5: Requisitos para sistemas de coberturas; � ABNT NBR 15220-3:2005 — Desempenho térmico de edificações – Parte 3: Zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social. Com suas exigências, essas normas se preocupam com o produto a ser entregue ao consumidor, diante da obrigação do fornecedor de assegurar um produto ou serviço de qualidade e do direito do consumidor de receber esse serviço ou produto com as peculiaridades previstas nas normas técnicas (LAMBERTS et al., 2016). No entanto, uma das dificuldades para ter normas eficientes, no Brasil, está relacionada às grandes dimensões continentais do território, que proporcionam microclimas e temperaturas dos mais variados. Seja no calor característico dos estados do centro e norte do país, seja no frio apresentado pelos estados do sul, não é raro confrontarmos sensações térmicas bastante incômodas. Quando se trata de espaços corporativos, segundo uma pesquisa do CarrerBuilder (site de emprego nos Estados Unidos), 1 em cada 5 profissionais já discutiu por causa de temperatura, e 18% já mudaram o termostato durante o inverno escondido dos colegas de trabalho. É fato que o desconforto tér- mico no ambiente profissional pode prejudicar a capacidade de trabalho dos funcionários (LOPEZ; CASTRO; SILVA, 2018). A pesquisa do CarrerBuilder revelou que 53% dos trabalhadores dizem que são menos produtivos quando trabalham em um local muito frio, e 71% disseram que são menos produtivos quando trabalham em um local muito quente. No Brasil, segundo a NR17 do Ministério do Trabalho (norma regulamentadora para ergonomia), existe a determinação de que a temperatura do ambiente de trabalho, como em labo- Comportamento térmico em edificações residenciais, comerciais e de serviços6 ratórios, escritórios e salas de desenvolvimento, deve ter temperatura entre 20 e 23°C, com umidade inferior a 40%. Para as empresas que têm a ABNT NBR ISO 9241-11:2011, recomenda-se temperatura de 20 a 24°C no verão e 23 a 26°C no inverno, com umidade entre 40 e 80%. A NR17 visa a estabelecer parâmetros que permitam a adaptação das condições de trabalho às características psicofisiológicas dos trabalhadores, de modo a proporcionar um máximo de conforto, segurança e desempenho eficiente. A informação sobre a temperatura recomendada está no item 17.5.2 e informa também os limites de velocidade do ar (não superior a 0,75 m/s) e umidade relativa do ar (não inferior a 40%). Fonte: Brasil (2007). Hackenberg (2000) desenvolveu pesquisas para avaliar as condições am- bientais de trabalho industrial, com medição de parâmetros e entrevista com os usuários, uma vez que as normas vigentes no início do século XXI — NR15 e NBR 6401 — utilizavam de parâmetros internacionais de conforto e estresse térmico voltados para o clima frio do hemisfério norte, ou seja, não representam as reais necessidades do Brasil. Para termos um comparativo, as temperaturas médias mensais em Nova Iorque variam entre — 0,5 e 21°C; em Paris, entre 3 e 19°C; ao passo que, no Rio de Janeiro, as médias mensais variam de 20 a 27°C (IPMA, 2019). Ou seja, não é indicado utilizar normas pertinentes ao hemisfério norte em um país tropical. As normas precisam ser adaptadas às nossas condições, a fim de ter o resultado esperado: conforto térmico nas edificações. Estratégias para edificaçõesmais confortáveis Criar espaços mais confortáveis, seja para morar, trabalhar ou prestar serviços, é o que a arquitetura precisa propor. A adoção de tecnologias construtivas coerentes com as condições climáticas pode atingir um conforto térmico, mas não o garante. É necessário que o projeto arquitetônico interprete as necessi- 7Comportamento térmico em edificações residenciais, comerciais e de serviços dades do local e utilize os materiais necessários (GOULART; LAMBERTS; FIRMINO, 1998). De modo geral, as técnicas construtivas das coberturas e paredes devem possuir baixa condutividade térmica, impedindo a troca de calor entre o exterior e o interior da edificação. Assim, o uso de blocos cerâmicos (Figura 3) e sistema wood frame parecem boas opções. O uso de blocos cerâmicos surgiu como uma evolução dos tijolos cerâmi- cos, como forma de criar um material mais resistente, modular e com melhor desempenho térmico. Em virtude da densidade da cerâmica e dos buracos existentes no bloco (que deixam espaço para o ar, que é péssimo condutor de calor), essa tecnologia é apropriada para regiões onde existe amplitude térmica, visto que o espaço interior não deve sofrer com essas diferenças. Além disso, o acabamento externo pode ajudar a bloquear os raios solares, principalmente com superfícies rugosas e claras. Esse sistema, utilizado pela primeira vez nos anos 60, na Suíça, começou a ser utilizado no Brasil no fim do século XX, principalmente com o emprego estrutural. Figura 3. Bloco de cerâmica, que possui melhor desempenho térmico que o tijolo comum e o bloco de concreto. Fonte: ARegina/Shutterstock.com. Já o sistema wood frame (Figura 4) possui parte estrutural (montantes e travessas) em madeira maciça, ao passo que as chapas de revestimento são em OSB (do inglês oriented strand board) ou em placa cimentícia, em áreas de maior umidade. Esse sistema permite que uma camada de lã ou isolamento seja colocada entre dois painéis, o que otimiza o desempenho térmico e acústico Comportamento térmico em edificações residenciais, comerciais e de serviços8 dos sistemas. Assim como no sistema de blocos cerâmicos, o acabamento externo pode ajudar (ainda mais) no conforto, como nas superfícies claras — já que o concreto possui três vezes mais condutividade térmica que uma pintura branca. Por se tratar de uma tecnologia norte-americana, pouco utilizada no Brasil, não existe normatização nacional (RUAS, 1999). Figura 4. Sistema wood frame na cobertura, com aplicação de isolante térmico-acústico. Fonte: brizmaker/Shutterstock.com. Nas fachadas envidraçadas, existem inúmeras possibilidades de tipos de vidro e formas de utilização desse material. O tipo mais comum não possui nenhum tipo de proteção climática, ou seja, a troca de temperatura entre os ambientes interno e externo ocorre com muita facilidade. Quando os vidros são móveis, na forma de esquadrias, podem propiciar a ventilação cruzada e a convecção climática, ajudando a liberar a temperatura não desejada do interior. Entretanto, em situações extremas, de muito calor ou muito frio, a sensação térmica será desagradabilíssima. Então, como utilizar esse sistema de forma a agregar no conforto térmico? Uma das formas é com aberturas estratégicas, de tamanho adequado, e que permitam as trocas gasosas, quando necessárias. Caso se opte, no projeto, pelas peles de vidro, como em grande parte dos edifí- 9Comportamento térmico em edificações residenciais, comerciais e de serviços cios de escritórios e corporativos, existem algumas opções que podem diminuir a infiltração de calor, como as películas, e outras opções mais tecnológicas. Projetar ambientes com boa iluminação natural, que contribua para a eficiência energética das edificações, é um dos desafios da arquitetura. O desempenho foto-energético do vidro refletivo, que recebe uma camada adesiva e filtra os raios solares através da reflexão da radiação, garante controle eficiente da intensidade de luz e de calor transmitidos para os ambientes internos. Todavia, é necessário estar atento, uma vez que os raios solares devolvidos ao ambiente podem causar transtornos ao entorno (LAMBERTS et al., 2016). Considerando-se que a fachada envidraçada refletiva de um edifício devolva ao entorno 75% da irradiação solar recebida, se a região não for arborizada, todo esse calor será absorvido por outras superfícies, como as vias asfaltadas e as calçadas pavimentadas com pedras. Ou seja, se a temperatura do ar já é alta, a sensação térmica, na rua, será ainda maior. Um edifício de 37 andares, em Londres, curvo e com vidro refletivo, se transformou em um potente espelho côncavo: em um dia quente ensolarado, a temperatura do solo atingiu 92ºC, conforme medição de uma universidade local. Fonte: G1 (2013) Vidros low-e (do inglês, low emissivity [baixa emissividade]) são opções que apresentam, em uma de suas faces, um revestimento extrafino de metais e óxidos metálicos, que proporciona baixa emissividade de calor. Invisíveis a olho nu, essas partículas nanométricas absorvem raios infravermelhos, controlando tanto o ganho quanto a perda térmica. Como o processo de revestimento envolve prata na composição, a recomendação é usar vidros duplos, a fim de evitar a corrosão da camada de baixa emissividade, e essa superfície deve estar no interior da câmara de ar. Além disso, dependendo do clima e da temperatura média do local, essa película deve estar em determinada posição, conforme a Figura 5 (FROTA; SCHIFFER, 2001). Comportamento térmico em edificações residenciais, comerciais e de serviços10 Figura 5. Posição do low-e conforme o clima. Climas frios EUA, Europa Ar InteriorExterior Ar InteriorExterior Low-e Low-e Climas quentes Norte e Nordeste do Brasil Para as coberturas onde há maior incidência direta de calor, é recomendado o uso de telhas com bom desempenho térmico ou a adoção de uma camada isolante. A telha térmica, também conhecida como telha sanduíche, ajuda a não conduzir o calor para o interior das edificações; conforme o modelo, o isolamento térmico pode ser de até 95%, representando uma queda de até 8°C na temperatura. É composta de duas chapas metálicas, que podem ser de aço ou de alumínio, revestidas internamente com um material isolante, como isopor, espumas rígidas, materiais expansíveis e até mesmo minerais. As telhas cerâmicas, assim como os blocos utilizados nas alvenarias, quando têm maior densidade na composição, possuem baixa condutividade térmica. Aplicadas recorrentemente à construção civil, necessitam de uma estrutura de apoio, o que pode causar infiltração. Assim, é recomendado o uso de uma manta de impermeabilização entre a estrutura e a telha, o que ajuda nas questões térmicas. A cobertura verde (Figura 6) é uma alternativa para amenizar os efeitos do calor, principalmente quando se trata de uma laje impermeabilizada. O conceito, que surgiu como um dos cinco pontos da arquitetura moderna, proposto por Le Corbusier, tem muito mais função que apenas estética. O conjunto, composto por manta de impermeabilização, argila expandida, bidim, terra e vegetação, cria uma barreira que impede a penetração do calor. A ausência de vegetação nas cidades, além de favorecer a criação das ilhas de calor, tem alterado significativamente o clima dos agrupamentos urbanos, devido à incidência direta da radiação solar nas construções, o que gera um uso demasiado de 11Comportamento térmico em edificações residenciais, comerciais e de serviços energia para resfriamento dos interiores, no verão, e aquecimento, no inverno, já que a matéria construída tem facilidade de perda de calor para o meio. Ou seja, além de melhorar a condição térmica dessa edificação, a cobertura verde gera impacto imediato para seu entorno (GOULART; LAMBERTS; FIRMINO, 1998). Figura 6. Cobertura verde ou terraço-jardim, um dos cinco pontos da arquitetura moderna. Fonte: enchanted_fairy/Shutterstock.com. Uma solução mais prática para quem quer melhorara qualidade térmica da telha existente, principalmente quando de fibrocimento ou zinco, é aplicar uma camada de tinta branca emborrachada, visto que, além de refletir mais quantidade de raios solares, ajuda na impermeabilização das telhas. Aquecimento e resfriamento das edificações Para atingir o conforto térmico em edificações que não foram projetadas adequadamente ao clima, muitas vezes o socorro vem do aumento do gasto de energia, com o uso de climatizadores. Segundo Mahlmann et al. (2018), Comportamento térmico em edificações residenciais, comerciais e de serviços12 se houver uma preocupação com a utilização de materiais e tecnologias que forneçam calor e resfriamento adequados, será possível atingir o conforto térmico dos usuários e, consequentemente, uma eficiência energética. Em se tratando da carga térmica interna ao edifício, as fontes podem ser classificadas como: presença humana, sistemas de iluminação artificial, motor e equipamentos, processos industriais e calor solar. Assim, eliminando a presença humana, que não é precisa, e as questões artificiais (em virtude do gasto energético), o Sol é a principal fonte de calor natural. Ou seja, o uso de fachadas envidraçadas, que permitem a entrada de calor, é a melhor opção (SILVA, 2017). Um exemplo de fachadas envidraças aliadas ao aquecimento da edificação é a torre Bois-Le-Prête. Construída originalmente na década de 1960, essa edificação sofreu várias alterações das características modernas nos anos 1980. Contudo, como forma de revitalização da área em que a torre estava inserida, o edifício sofreu nova intervenção, com ampliação da área envidraçada das unidades e criação de uma sacada. Esse espaço está separado da sala por uma esquadria, o que permite mantê-lo fechado no inverno, funcionando como uma estufa, acumulando a radiação solar e impedindo o esfriamento do restante da casa (DRUOT; LACATON; VASSAL, 2007). No verão, a abertura dessa esquadria permite a ventilação cruzada. A Figura 7, a seguir, esquematiza essa alteração. Figura 7. Esquema de retirada da antiga parede, com pequenas esquadrias e a adição do novo módulo, que inclui uma pequena sacada, área envidraçada e novas esquadrias piso-teto. Fonte: Adaptada de Druot, Lacaton e Vassal (2007). 13Comportamento térmico em edificações residenciais, comerciais e de serviços Além disso, o posicionamento das esquadrias, conforme o perfil de in- clinação solar, permite que a luz entre no interior das edificações nas épocas desejadas. O uso de brises e marquises que geram sombra são pertinentes para a proteção dessas esquadrias no verão, já que a entrada dos raios solares e, consequentemente, do calor não é bem-vinda. Na Figura 8, é possível observar que, no inverno, quando a trajetória do sol é mais baixa, os raios solares pe- netram o plano translúcido e aquecem o ambiente interno. No verão, quando o caminho percorrido pelo sol é mais alto, os brises protegem a entrada dessa irradiação, diminuindo o calor (LAMBERTS et al., 2016). Figura 8. Esquema da trajetória do sol e do bloqueio dos raios pela ação dos brises. Para o resfriamento das edificações, além de impedir que o calor entre, utilizando vidros insulados e paredes mais espessas e de baixa condutivi- dade térmica, é possível resfriar o interior das edificações com a ventilação cruzada, forçada com o uso de ventiladores, ou com elementos de vegetação e água. Por meio do calor consumido para a realização da fotossíntese e da evapotranspiração, é possível criar um microclima mais ameno ao redor da edificação (RUAS, 1999). Isso pode ocorrer por meio do uso de espelhos d’água, borrifadores mecânicos e vegetação junto às paredes, como trepadeiras. Comportamento térmico em edificações residenciais, comerciais e de serviços14 A escolha da trepadeira deve considerar o clima em que será plantada, uma vez que ela pode permanecer inteira durante todo o ano ou ser perene, perder as folhas no inverno e deixar o sol penetrar na edificação. O vídeo disponível no link a seguir apresenta algumas opções de trepadeiras e suas aplicações. https://qrgo.page.link/fok19 Em suma, o conforto térmico é um estado em que o ambiente se encontra em neutralidade térmica com o indivíduo, o qual depende de muitos fatores. Assim, o comportamento das edificações, sejam elas residenciais ou comerciais, deve responder aos fatores climáticos, de forma a atingir eficiência energética. A escolha das tecnologias mais adequadas para cada situação é tarefa do arquiteto, tendo em mente que o projeto deve apresentar definições que ajudem no bloqueio solar, no aproveitamento dos raios solares no inverno, na inércia térmica dos interiores, na possibilidade de ventilação cruzada natural, entre tantos outros aspectos. Em um mundo com tanto gasto energético, atribuir valor às economias de energia durante o projeto é fundamental (MAHLMANN et al., 2018). ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 15220-3:2005. Desempenho térmico de edificações. Parte 3: Zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes cons- trutivas para habitações unifamiliares de interesse social. Rio de Janeiro: ABNT, 2005. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 15575-5:2013. Edificações habitacionais — Desempenho. Parte 5: Requisitos para sistemas de coberturas. Rio de Janeiro: ABNT, 2013. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR ISO 9241-11:2011. Requisitos ergonômicos para o trabalho com dispositivos de interação visual. Parte 11: Orientações sobre usabilidade. Rio de Janeiro: ABNT, 2011. 15Comportamento térmico em edificações residenciais, comerciais e de serviços BRASIL. Ministério do Trabalho. Norma Regulamentador (NR) n. 17. Ergonomia. 2007. Disponível em: http://www.trabalho.gov.br/seguranca-e-saude-no-trabalho/norma- tizacao/normas-regulamentadoras/norma-regulamentadora-n-17-ergonomia. Acesso em: 25 out. 2019. DRUOT, F.; LACATON, A.; VASSAL, J.-P. Plus la vivenda colectiva: território de excepción. Barcelona: Gustavo Gili, 2007. FANGER, P. O. Thermal confort: analysis and applications in environmental engineering. Malabar: Robert E. Krieger Publishing Company, 1982. FROTA, A. B.; SCHIFFER, S. R. Manual do conforto térmico. 5. ed. São Paulo: Studio Nobel, 2001. G1. Prédio reflete luz do sol e jornalista frita ovo na calçada em Londres. 2013. Disponível em: http://g1.globo.com/jornal-nacional/noticia/2013/09/predio-reflete-luz-do-sol-e- -jornalista-frita-ovo-na-calcada-em-londres.html. Acesso em: 25 out. 2019. GOULART, S.; LAMBERTS, R.; FIRMINO, S. Dados climáticos para projeto e avaliação ener- gética de edificações para 14 cidades brasileiras. 2. ed. Florianópolis: PROCEL, 1998. HACKENBERG, A. M. Conforto e stress térmico em indústrias: pesquisas efetuadas nas regiões de Joinville, SC e Campinas, SP. 2000. Tese (Doutorado em Planejamento de Sistemas Energéticos) — Programa de Pós-Graduação em Planejamento de Sistemas Energéticos, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2000. INTERNATIONAL STANDARD ORGANIZATON. ISO 7730:2005. Ergonomics of the thermal environment — Analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria. Geneva: ISO, 2005. IPMA. 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Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) — Universidade do Sul de Santa Catarina, Palhoça, 2017. Comportamento térmico em edificações residenciais, comerciais e de serviços16 Leituras recomendadas CHING, F. D. K.; BINGGELI, C. Arquitetura de interiores ilustrada. 3. ed. Porto Alegre: Book- man, 2013. FANGER, P. O.; TOFTUM, J. Extension of the PMV model to non-air-conditioned buildings in warm climates. Energy and Buildings, Lausanne, v. 34, n. 6, p. 533–536, 2002. 17Comportamento térmico em edificações residenciais, comerciais e de serviços Dica do professor Quando se fala em conforto térmico em edificações de serviços, existe um uso que vem à tona: hospitais. Talvez porque ali sejam prestados serviços de manutenção à vida, e a qualidade térmica é essencial. Nesta Dica do Professor, você vai ver um exemplo de sucesso de hospitais com conforto térmico: a Rede Sarah, do arquiteto Lelé. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/ea953b8a469308a9e7be073214cb8036 Exercícios 1) O tema do conforto térmico ganhou relevância no início do século XX, com estudos e testes relacionados. Sobre isso, é correto afirmar que: A) existe uma fórmula para atingir o conforto térmico, baseada estritamente na temperatura do ar. B) o conforto térmico está relacionado apenas ao ambiente em que o objeto está inserido. C) conforto térmico e neutralidade térmica têm o mesmo significado e podem ser usados como sinônimos. D) a norma ASHRAE 55 inclui as trocas de calor do usuário no cálculo do conforto térmico. E) o conforto térmico ocorre quando o corpo humano precisa regular o metabolismo ao clima. 2) As normas técnicas ou regulamentadoras servem para nortear o desenvolvimento de projetos, a fim de obter resultados satisfatórios. Em relação às normas de conforto térmico, é possível afirmar que: A) a ISO 7730 ignora os cálculos da PMV, baseando-se apenas em dados do usuário. B) a NBR 15.575 se refere aos acabamentos internos e revestimentos das edificações. C) a NBR 15.220-3:2005 trata das questões bioclimáticas nas habitações de interesse social. D) a NR17 está relacionada à ergonomia e às diferentes fontes de energia renovável. E) a NBR 6401 foi desenvolvida exclusivamente a partir de dados e parâmetros brasileiros. 3) A adoção de tecnologias construtivas coerentes com as condições climáticas pode atingir conforto térmico, mas não é garantido. É necessário que o projeto arquitetônico interprete as necessidades do local e utilize os materiais necessários. Sendo assim, assinale a alternativa correta. A) As normas existentes se adequam a todos os países, independentemente da localização. B) Coberturas com baixa condutividade térmica perdem o calor interno de forma mais rápida. C) Os blocos cerâmicos conduzem o calor externo para a área interna de forma mais rápida que os tijolos maciços. D) A tecnologia Wood Frame foi desenvolvida no Brasil e adaptada nos Estados Unidos, já que é indicada para altas temperaturas. E) O vidro conduz mais energia (calor) que o ar, por isso a utilização de vidros duplos insulares para amenizar esse problema. 4) O uso do vidro foi intensificado no movimento Moderno, no qual a estrutura não estava mais na periferia do edifício, permitindo grandes panos envidraçados. Sobre esse material e sua aplicação (esquadria), é possível afirmar que: A) tem baixa condutividade térmica em sua versão tradicional. B) quando usado na posição certa, pode auxiliar na perda de calor. C) o vidro low-e só é recomendado para bloquear a entrada da radiação solar. D) seu emprego sempre causa o aumento de gasto energético do edifício. E) o uso de películas refletivas impede a total absorção de calor da radiação. 5) Em um mundo em que se busca cada vez mais a eficiência energética, o emprego de materiais que se adequem às solicitações climáticas, além de escolhas projetuais coerentes, podem ajudar nesse processo. Durante o desenvolvimento de um conjunto habitacional de interesse social na cidade de Porto Alegre, no Rio Grande do Sul, qual dos materiais a seguir é o mais indicado, considerando o clima da região? A) Telhas-sanduíche, pelo baixo custo do material. B) Wood Frame, pela mão de obra barata e abundante na cidade. C) Grandes esquadrias envidraçadas, pelo alto desempenho térmico. D) Blocos cerâmicos, pelo bom desempenho térmico e fácil instalação. E) Panos de vidro com proteção em brise, pois se adequa a qualquer fachada. Na prática O comportamento de edificações residenciais em relação às condições climáticas é referido nas normas e recomendações técnicas. Porém, como existem várias condicionantes que influenciam o conforto térmico, a eficiência de cada material depende do local e da forma como é aplicado. Neste Na Prática, você vai ver dois projetos que utilizam materiais sustentáveis para atingir o conforto térmico da habitação. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/ced4af75-d0c2-4b59-afb4-5d4b966c388c/e0dd59a7-2f02-4a79-a886-f1dfb4d80037.png Saiba + Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Acelerando a eficiência das edificações no Brasil: ações prioritárias para líderes urbanos Como projetar edificações mais eficientes energeticamente para as cidades do futuro? É esse o questionamento proposto nesta cartilha, a qual trata de ações prioritárias para a certificação das edificações. Confira. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Avaliação do uso de resfriamento evaporativo indireto em sistemas de climatização de edificações comerciais Os edifícios de escritórios contemporâneos costumam ser envidraçados e com baixo conforto térmico. Porém, o seguinte artigo fala sobre o resfriamento evaporativo indireto (REI), uma forma de melhorar o comportamento dessas edificações em relação aos fatores climáticos. Confira. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Influência das florestas urbanas na variação termo-higrométrica da área intraurbana de Curitiba A existência de árvores favorece o conforto térmico nas grandes cidades, nas quais as áreas pavimentadas e o número de veículos só crescem. Assim, o estudo a seguir trata dos microclimas na cidade de Curitiba, em áreas arborizadas. https://wribrasil.org.br/sites/default/files/EficienciaEdificacoes_pub.pdf http://sites.poli.usp.br/d/pme2600/2011/Artigos/Art_TCC_002_2011.pdf Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Steel Frame e Wood Frame: vantagens dos sistemas construtivos a seco Saiba mais sobre o Wood Frame, sistema construtivo não normatizado no Brasil, mas que é amplamente utilizado nos Estados Unidos, pela sua racionalidade construtiva e alto desempenho térmico. Veja a seguir. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://doaj.org/article/bf38e7859c8047f294b72661fa48de05?frbrVersion=2 https://www.archdaily.com.br/br/890724/steel-frame-e-wood-frame-vantagens-dos-sistemas-construtivos-a-seco
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