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Conforto Ambiental Material Teórico Responsável pelo Conteúdo: Prof.ª Me. Ana Cristina Gentile Ferreira Revisão Textual: Prof.ª Dr.ª Selma Aparecida Cesarin Movimento Aparente do Sol e Conforto da Edificação • Movimento aparente do Sol; • O Sol e o Projeto; • Exemplos de Coberturas e Revestimentos. • Adotar critérios para utilização de forma racional e efi ciente com controle da luz e radiação solar, visando ao aquecimento e à iluminação natural nos Projetos; • Observar os critérios adotados nos Projetos, a partir da posição do Sol para o con- forto das edifi cações; • Entender as escolhas de Materiais adequados, considerando os conceitos abordados na Disciplina. OBJETIVO DE APRENDIZADO Movimento Aparente do Sol e Conforto da Edifi cação Orientações de estudo Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua formação acadêmica e atuação profissional, siga algumas recomendações básicas: Assim: Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e horário fixos como seu “momento do estudo”; Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo; No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você tam- bém encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados; Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus- são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e de aprendizagem. Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Determine um horário fixo para estudar. Aproveite as indicações de Material Complementar. Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma Não se esqueça de se alimentar e de se manter hidratado. Aproveite as Conserve seu material e local de estudos sempre organizados. Procure manter contato com seus colegas e tutores para trocar ideias! Isso amplia a aprendizagem. Seja original! Nunca plagie trabalhos. UNIDADE Movimento Aparente do Sol e Conforto da Edificação Movimento Aparente do Sol “A radiação solar é nossa principal fonte de calor, e pode ser explorada ou evitada conforme necessário” (LAMBERTS, 2014). O Sol é nossa principal fonte de luz e calor e nos Projetos devemos adotar crité- rios que possibilitem utilizá-lo de forma racional e eficiente. Para que isso aconteça, devemos pensar nas alternativas de controle de sua incidência, tanto para ilumina- ção, quanto para aquecimento. Para um observador situado na Terra, o Sol, aparentemente, movimenta-se ao longo dos dias, ao redor da Terra, variando a inclinação dos raios em função da hora e da época do ano. No link a seguir, podemos ver como o movimento do Sol pode ser observado de um mesmo ponto. Movimento aparente do Sol: https://goo.gl/dYrdqe Ex pl or Quando observamos a incidência do Sol na superfície, podemos notar que as áreas de sombra são diferentes nos diversos horários. O link a seguir simula um guarda-sol na praia. Podemos notar que a localização e o tamanho da sombra sofrem mudanças. Movimento aparente do Sol e sombras: https://goo.gl/Z41Kvd Ex pl or Na figura a seguir, essa mesma simulação acontece de maneira mais técnica. É possível verificar que a partir do ângulo da radiação solar, a área de incidência do Sol na superfície será diferente. Figura 1 – Movimento aparente do Sol Fonte: policiamilitar.mg.gov.br 8 9 Nos horários da 6h e das 18h (manhã e tarde), quanto às superfícies aquecidas, podemos notar que as superfícies aquecidas A1 e C1 são maiores que a superfície B1, que é o Sol ao meio-dia. O link a seguir mostra que, além das diferenças na incidência do Sol durante o período do dia, haverá modificações durante as Estações do Ano. Quando comen- tamos que durante o Inverno os dias parecem mais curtos, isso não é apenas uma impressão; a duração do Sol durante o dia é realmente menor. Em média, nos períodos de Inverno e de Outono, a proximidade do Sol em rela- ção à terra é maior e, portanto, seu tempo de duração é menor, com uma média de 8 horas; enquanto no Verão e na Primavera, o tempo de duração chega a 16 horas. Movimento aparente do Sol e Estações do Ano: https://goo.gl/q9nyfd Ex pl or Outro ponto importante a ser registrado é que o tempo de duração deverá con- siderar de forma mais detalhada esses períodos do ano, a localização da edificação e seu usuário. Enquanto no mês de julho no Brasil (Hemisfério Sul) estamos no Inverno, a Eu- ropa (Hemisfério Norte) está no Verão. A divisão entre os períodos das Estações do Ano e a frequência na incidência do Sol são definidos por três características: Solstício de Verão, Solstício de Inverno e Equinócio. O Solstício significa a época do ano em que o Sol incide com maior intensidade num dos dois hemisférios. Durante o solstício, o Sol (visto da Terra) surge no ponto mais afastado do Equador celeste ao realizar o seu movimento aparente no céu. O solstício corresponde ao instante em que o Sol atinge a sua declinação máxima ou mínima, dependendo do hemisfério em questão. Tal fenômeno acontece duas vezes por ano, em junho e dezembro e marca o início das estações do ano, que são contrárias em cada hemisfério. • O solstício de verão determina que a duração do dia será a mais longa do ano; • O solstício de inverno indica que a duração da noite será a mais longa do ano. Já o Equinócio significa o momento em que o Sol incide com maior intensidade sobre as regiões que estão localizadas próximas à linha do Equador. O termo tem origem na junção dos termos latinos aequus (igual) e nox (noite) e significa que quando ocorre o equinócio, o dia e a noite têm igual duração (exatamente 12 horas). O equinócio ocorre durantes os meses de março e setembro, quando há mudan- ça de estação. No momento do equinócio, a luz solar incide de igual maneira sobre o hemisfério norte e sobre o hemisfério sul. 9 UNIDADE Movimento Aparente do Sol e Conforto da Edificação Ver também: - Solstícios e equinócios: https://goo.gl/MjiDyu - Movimento anual do Sol: https://goo.gl/6co5T8 Ex pl or Solstícios e Equinócio: https://goo.gl/BWTSPU Ex pl or O Sol e o Projeto A radiação solar é a principal fonte de energia para o planeta. Tanto como fonte de calor quanto como fonte de luz, o Sol é um elemento de extrema importância no estudo da eficiência energética na arquitetura. É possível tirar partido ou evitar a luz e o calor solar em uma edificação, e o critério mais sábio para definir o que fazer é ter como premissas bá- sicas o conforto térmico e visual dos ocupantes e a economia de energia. Porém, o que normalmente se faz é adotar um dos enfoques (luz ou calor) como prioridade, deixando o segundo para ser resolvido posteriormente com sistemas artificiais – consumidores em potencial de energia. Para romper esta “tradição”, o arquiteto deve compreender de forma integrada os fenômenos térmicos e visuais em uma edificação e, em consequência, as variáveis climáticas das quais decorrem. (LAMBERTS, 2014, p. 72) Quando Lamberts fala sobre a importância dos profissionais envolvidos no Pro- jeto, isso inclui o Design de Interiores. Assim, torna-se essencial o conhecimento teórico e empírico do movimento aparente do Sol para desenvolver um Projeto. Entender seu percurso facilitará ao profissional sugerir a localização adequada dos ambientes e a distribuição do mobiliário. Por exemplo,propor colocar uma televisão de frente para uma janela com incidência direta do sol, fará com que o usuário não consiga enxergar em boa parte do dia; portanto, entender onde e quando o sol estará presente na edificação é primordial. A seguir, veremos quais os princípios básicos para definir a posição dos ambien- tes e alguns exemplos de materiais que podem auxiliar a controlar e melhorar o desconforto que a incidência do sol pode causar. O Sol e as Edificações O profissional da área de Projeto e Design é a pessoa mais qualificada para orientar o cliente nas escolhas do posicionamento e no uso dos ambientes em relação ao sol. De maneira geral, por estarmos localizados no Hemisfério Sul, a face Norte é aquela em que recebemos a maior incidência de sol durante o dia; 10 11 portanto, é para o Norte que devemos começar a orientação do Projeto que deve- rá, na medida do possível, encontrar as soluções mais adequadas e levar em consi- derações diferentes variáveis, como uso do cômodo, tempo de permanência, quais atividades são realizadas e necessidade da incidência direta do sol. A posição ideal para os cômodos deveria ser: • Para aproveitar o sol da manhã, os dormitórios devem estar dispostos para o Leste, aquecendo o ambiente para ficar confortável à noite; • Na face Oeste, deve estar os ambientes de pequena e média permanência, como área de serviços e depósitos; • A face Sul deveria ser evitada para qualquer uso. Resumindo, as fachadas e as aberturas devem respeitar as seguintes orientações: • Norte tem Sol o dia inteiro entrando na janela; • Sul não entra quase nada de Sol; • Leste tem presença do Sol pela manhã; • Oeste tem presença do Sol à tarde. Orientações às fachadas: https://goo.gl/4A5vCh Ex pl or No entanto, sabemos que definir todos os ambientes de acordo com o movimen- to do Sol é uma tarefa bastante difícil; portanto, as alternativas para a distribuição dos cômodos e suas funções devem ser pensadas de maneira a prejudicar menos seu conforto térmico. A figura a seguir pensa uma residência com aberturas nas 4 faces, e divide os usos em áreas privativas (dormitórios e banheiros), área social (estar, jantar e varan- da) e área de serviços (cozinha e área de serviço). A partir dessas definições sugere as melhores posições das janelas e aberturas. Melhores posições das janelas e aberturas: https://goo.gl/Tfi hrW Ex pl or Exemplos de Coberturas e Revestimentos Em locais muito quentes, a utilização de coberturas ou de telhados claros, como branco por exemplo, diminuem a temperatura do interior das construções, assim como revestimentos cerâmicos e pedras. 11 UNIDADE Movimento Aparente do Sol e Conforto da Edificação As pedras como material que ajudará a resfriar o ambiente podem ser observa- das na reportagem a seguir: “Além de nobres, as pedras dão conforto térmico”, destaca Joana. Por ser um material poroso, absorve mais umidade. Quando chove, en- tão, detém um pouco da água. Portanto, se a casa não é ensolarada e os objetos mofam com facilidade, essa pode ser uma solução. Ou se, ao contrário, bate muito sol, a pedra absorve o calor e deixa o ambiente mais fresco. É por esse motivo que elas são tão usadas nos pisos ao redor de piscinas — para ninguém queimar os pés ao sair da água. Em tempos em que o ar-condicionado torna-se cada vez mais necessário, a energia elétri- ca está mais cara e o ecologicamente correto fica mais popular, o revesti- mento de paredes com pedras pode ser um ótimo artifício contra o calor”. Fonte: Revestimentos de pedra ganham as paredes e deixam ambiente mais aconchegante – https://goo.gl/xJHygV As fotos a seguir mostram sugestões no uso de paredes e revestimentos de pedra: Figura 2 – Exemplos de revestimentos de pedra em ambientes internos Fonte: Acervo do Conteudista Lembrando-se de que optar pelo revestimento de pedra nos ambientes deve considerar o clima, o ambiente permitirá uma sensação térmica mais “fria”, com temperatura interna mais baixa que a temperatura externa, vez que o material irá resfriar o ambiente. Da mesma forma se deve considerar a escolha dos pisos, sendo que os pisos de pedra e os cerâmicos devem ser priorizados em locais de clima quente. Os fabricantes de materiais e sites de Arquitetura e design podem auxiliar os profissionais nas suas escolhas. O exemplo a seguir mostra como o uso da pedra deve ser pensado antes da escolha e questões referentes à manutenção de uso. 12 13 Dicas principais: Algumas dicas básicas são importantes na hora do projeto e da colocação das pedras como revestimentos gerais. Observe: • Se for utilizar a pedra no lado exterior, aplique uma camada de impermeabilizante sobre ela, para garantir selamento total. Empresas do ramo podem te indicar o melhor produto para esse caso. Se houver pouca incidência de chuvas no local, informe-se da necessidade da aplicação. • Utilizar revestimentos de pedras em locais internos é algo muito bonito, mas também é im- portante lembrar que o ambiente fi cará com temperatura mais baixa; já que a pedra “res- fria” o ambiente, e até por isso é muito utilizada em locais com clima quente. • Também nos interiores é necessário limpar com frequência para evitar o acúmulo de sujeira nos vãos e depressões de cada peça. Água e sabão neutro dão conta do recado, mas no caso de már- more, um pano úmido já realiza a limpeza. Nunca utilize produtos abrasivos para não manchar ou corroer as peças e evite ao máximo esfregá-las com esse tipo de solução. • É muito importante que a parede – interna ou externa – esteja o máximo possível nivelada: assim você garante que o trabalho seja facilitado e resultado fi nal fi que mais bonito. Fonte: https://goo.gl/8miAUt Vale lembrar que, em locais de frio extremo, as pedras podem funcionar como importante isolante de umidade. São aplicadas próximas ao solo, permitindo que o frio existente no solo não atinja as paredes, conforme pode ser observado no link a seguir: Exemplos de uso de pedras para isolamento térmico: https://goo.gl/wWY1yC e https://goo.gl/gKgC2JEx pl or As cores também são importantes condicionantes para ajudar no conforto inte- rior. São muitos os trabalhos e fabricantes que citam como as cores podem influen- ciar a sensação de conforto térmico dos ambientes. Lembrando-se de que não apenas a definição de cores influenciará tais sensa- ções, a tonalidade (pastel e escuras) também poderá fazer diferença no conforto térmico do ambiente. A seguir, algumas sugestões em relação do uso de cores: • Amarelo: é a mais clara das cores e a que mais se aproxima do branco. O amarelo traz a sensação de calor, estimulando o ânimo e a vivacidade; • Laranja: traz as mesmas propriedades do amarelo; porém, num grau mais elevado. Sendo assim, essa cor representa energia, calor, fogo; • Vermelho: cor do fogo e do sangue, o vermelho é considerado a cor mais quente em temperatura, sendo a que passa maior sensação de calor; • Azul: provoca sensação de frio e repouso, podendo dar impressão de ser re- frescante se utilizada em lugares quentes. Em lugares frios, deve ser evitada, pois aumenta essa sensação; 13 UNIDADE Movimento Aparente do Sol e Conforto da Edificação • Verde: é a cor que está no ponto de equilíbrio entre claro e escuro e, portan- to, entre calor e frio. Desse modo, é muito utilizado nos ambientes, pois tem grande variedade de tons com sensações agradáveis e confortáveis, além de aceitar facilmente composições com outras cores; • Preto: na verdade, o preto não é uma cor, mas sim, a ausência de luz. Por pos- suir a propriedade física de absorver quase todos os raios luminosos que incidem sobre ele, pode realmente causar elevação da temperatura, ou seja, mais calor para quem utiliza. A influência das cores na temperatura: https://goo.gl/u2xYvR Ex pl or Outra sugestão no uso de cores utiliza as Estações do Ano como referência e, a partir delas, monta uma paleta de cores para cada estação (Figura a seguir). Paleta Primavera Tons amarelados e cítricosre�etem a natureza vibrante da primavera. Paleta Outono Tons terrosos e quemados re�etem a natureza acobreada do outono. Paleta Verão Tons pastel, a cinzentados e rosados re�etem a suavidade do verão. Paleta Inverno Tons esbranquiçados e intensos azulados re�etem o clima frio do inverno. Figura 3 – Exemplo de sugestão de cores de acordo com as Estações do Ano (clima) Ainda em relação às cores, a aplicação em telhados também deve ser destaca- da. Telhados que refletem a luz podem permitir que até 90% da energia do Sol não passe pelo interior da casa, diminuindo, assim, a temperatura interna; são os telhados brancos, claros ou de alumínio polido, por exemplo. A Organização sem Fins Lucrativos Climate Resolve tem discutido com o go- verno da cidade de Los Angeles, nos Estados Unidos, a obrigatoriedade no uso de Telhados Brancos para auxiliar no conforto das edificações: Ver mais informações em: http://climateresolve.org/ Ex pl or Essa é uma razão que, em 2010, o então Secretário de Energia Steven Chu ordenou que todos os telhados novos ou reformados deveriam ser brancos. Outra razão é que, além da refrigeração, telhados frios podem ajudar a manter a cidade inteira mais fria. Telhados brancos poderiam resfriar Natal: https://goo.gl/qFooyF Ex pl or 14 15 A figura a seguir simula a diferença da temperatura interna quando utilizado o telhado branco como alternativa em locais de clima muito quente. Telhado Escuro Telhado Claro Re�ete 20% Re�ete 80% Luz Solar Re�etida Figura 4 Como citado, os fornecedores de materiais para construção civil, buscam atu- alização quanto às novas pesquisas e tecnologias disponíveis no mercado. Um exemplo são as vantagens obtidas com o uso do Telhado Branco citado pela Fox Lux, Empresa do segmento de Iluminação, Ferramentas, Materiais Elétricos e Uti- lidades, localizada em Pinhais, no Paraná. As sugestões citadas pela Fox Lux usam como referência os resultado de uma pesquisa realizada na Califórnia e difundida pelo site Sustentarqui, que disponibili- za diversos artigos e guias referentes às alternativas de materiais para construções mais sustentáveis. A seguir, estão apresentadas as vantagens apontadas. SustentArqui: https://sustentarqui.com.br/ Ex pl or Confi ra 5 vantagens do telhado branco Diminuição das ilhas de calor Ilhas de calor é o nome que se dá a um fenômeno climático que ocorre, principal- mente, nas cidades com elevado grau de urbanização. Nessas áreas, as temperatu- ras podem ser de 1 a 6ºC superiores, quando comparadas às áreas rurais próximas. 15 UNIDADE Movimento Aparente do Sol e Conforto da Edificação Diminuição da emissão de CO2 As emissões de gás carbônico são um enorme problema da sociedade moderna. A grande quantidade de dióxido de carbono na atmosfera é prejudicial ao planeta porque ocasiona o efeito estufa e por consequência o aquecimento global. Reduz o consumo de energia Os ambientes ficam menos quentes com o uso de telhado branco, refletindo a radiação solar e, consequentemente, há menor necessidade do uso de aparelhos de ar condicionado, ventiladores e condicionadores de ar. Em média, gasta-se de 20 a 70% a menos de energia do que anteriormente, para esfriar o ambiente. Ajuda a refletir os raios solares A cor branca reflete a radiação solar reduzindo a absorção de calor. Quanto mais escura a tinta, mais a superfície absorve os raios solares e mais quente o ambiente fica. Maior vida útil para os telhados A aplicação é fácil e a diferença de temperatura é perceptível de imediato. As tintas específicas impermeabilizam e protegem os telhados, evitando a prolifera- ção de fungos. A manutenção consiste numa nova aplicação a cada 5 anos. Saiba mais em: https://goo.gl/MSjguC e https://goo.gl/yycbq7 Ex pl or Figura 5 – Exemplos de Telhados Brancos Fonte: Acervo do Conteudista 16 17 Para redução do calor interno dos ambientes, podemos citar também o uso de: • Tintas isolantes térmicas para pintura externa e interna; • Isolamento térmico, com forros ventilados e telhados vivos (com plantas); • Paredes e telhados verdes, entre outros. Apesar de serem utilizados com maior frequências em países de clima frio, os telhados e as paredes verdes tem sido cada vez mais frequentes nos Projetos de Arquitetura e Design, atualmente. A Revista Digital AECweb, especializada na área de Arquitetura e Design e voltada para profissionais da Construção Civil disponibilizou um artigo que trata diretamente do conforto térmico e do uso da vegetação para auxiliar no uso dessas alternativas. O conforto térmico é outra vantagem das paredes verdes que, em dias quentes, pode diminuir em até 6°C a temperatura interna dos edifícios: Os acabamentos normalmente empregados não respondem de maneira inteligente à questão climática. “Quando o sol bate na parede, o calor é transmitido para dentro e, se está frio do lado de fora, o ambiente interno acaba perdendo calor para o externo. Quando é usado muro vivo, cria-se um revestimento vegetal que evita a perda ou o ganho excessivo de calor no interior da edificação. Muros verdes melhoram a qualidade do ar e oferecem conforto térmico a edifícios: https://goo.gl/qkTQatEx pl or Figuras 6 e 7 – Fotos de paredes no Minhocão em São Paulo Fonte: Divulgação 17 UNIDADE Movimento Aparente do Sol e Conforto da Edificação Segundo o edital de chamamento público da Prefeitura de São Paulo, as paredes verdes também serão capazes de proporcionar redução sonora significativa aos edifícios, que sofrem com o excesso de ruído gerado pelo trânsito no Minhocão. Curiosidades 1. Nas fotos a seguir, podemos ver um exemplo de edificação que considera mais de um material citado da Unidade. As casas apresentadas estão locali- zadas em locais de clima de extremo frio e utilizam tanto a pedra como im- portante isolante do frio proveniente do solo, como o telhado verde também como isolante, em telhados inclinados característicos de lugares com presen- ça de neve, o que permite que a neve não fique acumulada na cobertura. Exemplo de telhado verde e utilização de pedras para obter maior conforto interno. Casa tradicional localizada na Islândia: https://goo.gl/ScYjPLEx pl or Figura 8 – Ilhas Faroé. Dinamarca Fonte: Acervo do Conteudista 2. Para registrar que além de técnicas antigas usadas para obter maior conforto interno, a tecnologia permite a utilização de novos materiais. As figuras a seguir fazem referência a pisos aquecidos que, apesar de terem 18 19 valor alto para o Mercado nacional, atualmente, são bastante difundidos em cidades com climas de extremo frio. A tecnologia de calefação do piso permite a aplicação de revestimentos característicos de clima quente, como, por exemplo, o piso cerâmico, em locais de clima frio. Figura 9 – Exemplo de piso aquecido por meio de calefação Fonte: Divulgação A figura a seguir mostra a comparação de eficiência entre o piso aquecido e os aquecedores tradicionais no ambiente, sendo o piso aquecido capaz de gerar calor de forma homogênea no ambiente. Figura 10 Portanto, é importante lembrar que o conhecimento teórico das variáveis que compõem as questões de confo rto térmico é essencial para suas pesquisas futuras, auxiliando nas escolhas corretas em relação a clima e localização. 19 UNIDADE Movimento Aparente do Sol e Conforto da Edificação Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade: Sites Arquitetura e Construção (A&C) http://aec.arq.br/blog/ Construindo Decor http://construindodecor.com.br/ Doce Obra https://casaeconstrucao.org/ Urgreen https://www.ugreen.com.br/ AECweb Revista Eletrônica. https://goo.gl/f31e7C Vídeos Casa Vila Matilde https://goo.gl/2PPehU Arquitetura Bioclimática TV Cultura. Reportagem Arquitetura Bioclimática. https://youtu.be/0wgRfTEnNkY ARQ. 3. CASA REPORT Casa Bioclimática, Pedro Santiago. https://youtu.be/pfaC1VGx0Do 4cm Arquitetura - Estudo de Insolação Vídeos de simulação de sombras. https://youtu.be/qEuL99FYuzs 2021 Referências BITTENCOURT, Leonardo; CÂNDIDO, Christina. Ventilação Natural em Edifi- cações. Rio de Janeiro: PROCEL EDIFICA, 2010. FROTA, A. B. Manual de conforto térmico. São Paulo: Studio Nobel, 2009. LAMBERTS, R., DUTRA, L., PEREIRA, F. Eficiência Energética na Arquitetu- ra. São Paulo: PW, 1997. LAMBERTS, R., DUTRA, L., PEREIRA, F. Eficiência Energética na Arquitetura. ELETROBRAS/PROCEL. 3.ed. Brasília: Ministério de Minas e Energia, 2014. LAMBERTS, Roberto; BATISTA, Juliana Oliveira. Estimativas de Redução da Temperatura do Ar: Uso do Resfriamento Evaporativo Direto no Semi-Árido Ala- goano. IX ENCONTRO NACIONAL E V LATINO AMERICANO DE CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO. Ouro Preto, Minas Gerais, 2007. 21
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