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Conforto Ambiental Prof. Altimar Cypriano PARTE I VENTILAÇÃO E CLIMATIZAÇÃO Conforto Ambiental - conceitos Objetivos: Conhecer os conceitos básicos do conforto ambiental. Introdução O ser humano sempre procurou abrigo para se proteger das intempéries e perigos do ambiente exterior, as cavernas foram possivelmente os primeiros abrigos, que possibilitavam aos seres humanos condições de sobrevivência. O homem foi, com o passar do tempo, dominando o fogo, técnicas de agricultura e de construir seu próprio abrigo, tendo adquirido o conhecimento das condições climáticas e de adaptar-se a elas. A arquitetura vernacular1 em diversas regiões do mundo demonstra como os povos foram se adaptando ao clima, desenvolvendo técnicas e conceitos para tornar os ambientes mais adequados às condições humanas. Como exemplo, abaixo temos as habitações do povo Mesa Verde, no deserto do Colorado, nos Estados Unidos - – habitações adaptadas ao clima, protegidas do sol pelas encostas de pedra. (LAMBERTS, Et al, 2003) Habitações do povo Mesa Verde (Colorado, USA) Fonte: Lamberts Et. al. (2003) 1 Ver artigo: Arquitetura vernacular – Em busca de uma definição de Rubenilson Brazão Teixeira, disponível em: http://www.vitruvius.com.br/revistas/read/arquitextos/17.201/6431 O homem é um animal homeotérmico e, para sobrevivência, necessita manter uma temperatura interna relativamente constante (FROTA & SCHIFFER 2001), em torno de 37°C. É por meio do metabolismo que o organismo controla o ganho ou perda de calor. O conforto ambiental está relacionado às condições de habitabilidade dos ambientes e sua implicação na exigência de adaptação das pessoas ao calor, umidade, som e luz. As principais variáveis climáticas de conforto térmico são: temperatura, umidade, velocidade do ar e radiação solar. Existe uma relação entre os elementos de conforto, podendo haver interferência entre eles, por exemplo, a luz proveniente do Sol, fornece também calor, que implicará num ganho térmico nem sempre pretendido, portanto, neste caso, o controle da insolação é necessário. “As principais variáveis climáticas de conforto térmico são temperatura, umidade e velocidade do ar e radiação solar incidente. Guardam estreitas relações com regime de chuvas, vegetação, permeabilidade do solo, águas superficiais e subterrâneas, topografia, entre outras características locais que podem ser alteradas pela presença humana”. (FROTA & SCHIFFER 2001) O arquiteto romano Vitrúvio em “Dez livros sobre a Arquitetura” (séc. I a.C.)2, a arquitetura baseada em três preceitos: "Utilitas" (comodidade e função), "Firmitas" (solidez) e "Venustas" (beleza)3. “Utilitas” trata da função a que se destina o espaço – quais atividades serão desenvolvidas ali, assim como a sua comodidade, ou seja, quais as condições os usuários terão ao desenvolver essas atividades (LAMBERTS, Et al, 2003.) Quanto menor o esforço do usuário para se adaptar, maior o conforto do ambiente. “A Arquitetura deve servir ao homem e ao seu conforto, o que abrange o seu conforto térmico. O homem tem melhores condições de vida e de saúde quando seu organismo pode funcionar sem ser submetido a fadiga ou estresse, inclusive térmico. A Arquitetura, como uma de suas funções, deve oferecer condições térmicas compatíveis ao conforto térmico humano no interior dos edifícios, sejam quais forem as condições climáticas externas. Por outro lado, a intervenção humana, expressa no ato de construir seus espaços internos e externos, altera as condições climáticas locais, das quais, por sua vez, também depende a resposta térmica da edificação” (FROTA & SCHIFFER 2001) 2 Marco Vitrúvio Polião, arquiteto romano. Leia mais sobre técnicas vernaculares de construção em: https://www.archdaily.com.br/br/867182/11-tecnicas-vernaculares-de-construcao-que-estao- desaparecendo Conceito de Conforto Ambiental | Ventilação O conceito de conforto ambiental, 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. Assim do ponto de vista fisiológico o “esforço de adaptação” do indivíduo está relacionado aos sistemas de percepção da luz, som e calor, portanto, se a iluminação, o som ou a temperatura do ambiente não estiver adequada irá demandar esforço do usuário. Compete ao projeto a adequação da arquitetura e do design de interiores ao clima, objetivando atenuar as sensações de desconforto impostas por climas rigorosos. Temos como objetivos do conforto ambiental: • Conforto térmico: temperaturas adequadas – evitando temperaturas internas muito elevadas no verão e muito baixas no inverno; • Ventilação: renovação do ar interno – eliminação de odores, poluentes, etc. e eliminar excesso de calor interno; • Acústica – condições de trabalho e sossego – níveis de ruídos aceitáveis e não prejudiciais ao sistema auditivo; • Iluminação – visibilidade, segurança, orientação – por meio dos aspectos quantitativos, ou seja, quantidade de luz adequada as tarefas e funções dos ambientes – níveis de iluminância (E – em lux) bem como a sua distribuição, considerando também os aspectos qualitativos, como o conforto e ergonomia visual, evitando ofuscamentos, brilhos e reflexões, levando em conta os aspectos estéticos fundamentais na concepção do espaço. Nesta primeira parte vamos abordar as questões relativas ao conforto ambiental associadas a ventilação e sua contribuição no processo de projeto, promovendo a renovação do ar e auxiliando no controle da temperatura dos ambientes internos. Também iremos abordar nesta primeira parte o auxílio de técnicas artificiais de resfriamento, por meio de dimensionamento de equipamentos de ar-condicionado. A segunda parte da apostila será destinada aos conceitos de luminotécnica e acústica. Principais variáveis do conforto Ambiental Fonte: Vianna e Gonçalves, (2001) A ventilação dos ambientes pode ser natural, quando por meio das aberturas, há o deslocamento do ar através do edifício (FROTA & SCHIFFER 2001) ou a ventilação pode ser mecânica ou artificial, quando esse processo é provocado por algum tipo de equipamento que necessite do consumo de energia. A ventilação natural pode ser promovida por diferença de pressão (ação dos ventos) ou por diferença de temperatura (efeito chaminé). “Quando a ventilação natural de um edifício é criteriosamente estudada, verifica-se a conjugação dos dois processos. No entanto, a simultaneidade dos processos pode resultar na soma das forças, ou pode agir em contraposição e prejudicar a ventilação dos ambientes. A identificação de ocorrência de uma ou de outra situação depende da análise de cada caso, especificamente. A ocupação dos edifícios por pessoas, máquinas e equipamentos e a exposição à radiação solar vão ocasionar, nos ambientes internos, temperaturas superiores às do ar externo. Esse acréscimo de temperatura, no caso de inverno nos climas quentes ou no caso geral de climas frios, pode ser um fator positivo, porém, na época de verão dos climas temperados ou durante todo o ano em climas quentes certamente será um fator negativo, agravante das condições térmicas ambientais”. (FROTA & SCHIFFER 2001) O conforto térmico é de acordo com a ASHRAE4 é a condição que expressa satisfação com o ambiente térmico, e essa condição de satisfação indica para o conceito de neutralidade térmica quando não há nem acúmulo nem perda excessiva de calor entre o organismo e o ambiente, que é uma condição para o conforto térmico. De acordo com Lamberts Et al (2003) “Quanto maior a resistência térmica da roupa, menor serão suas trocas de calor com o meio”, portanto é evidente que se deve utilizar a vestimenta adequada ao clima do lugar. Lamberts Et al (2003)citando Fanger apresenta o conceito de Voto Médio Predito (PMV)5 que é um “índice numérico que traduz a sensibilidade humana ao frio e ao calor”, sendo que para o conforto térmico o PMV equivale a zero, a partir do conceito de PMV, foi definido o conceito de Porcentagem de Pessoas Insatisfeitas (PPD)6 Lamberts Et al (2003). Gráfico que relaciona PMV – Voto Médio Predito e PPD – Percentual de Pessoas Insatisfeitas Fonte: Lamberts 4 ASHRAE - American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers – Sociedade Americana de Engenheiros de Aquecimento, Refrigeração e Ar Condicionado. https://www.ashrae.org/ 5 PMV, do inglês – Predicted Mean Vote. 6 PPD, do inglês – Predicted Peercentage of Dissatisfied. https://www.ashrae.org/ Variáveis de projeto. De acordo com Vianna e Gonçalves (2001), existe uma “relação fundamental entre HOMEM, CLIMA e ARQUITETURA”, sendo o clima uma importante variável de projeto, para o desenvolvimento do projeto arquitetônico. “Três momentos” são de fundamental importância nesse processo: conhecimento do clima, avaliação das exigências humanas e funcionais e o projeto do edifício propriamente dito. O termo clima do grego “inclinação”, se referindo ao ângulo formado pelo eixo de rotação da terra e o seu plano de translação. “O clima é o estudo médio do tempo para o determinado período ou mês em uma certa localidade. Também, se refere às características da atmosfera inseridas das observações contínuas durante um certo período. O clima abrange maior número de dados e eventos possíveis das condições de tempo para uma determinada localidade ou região. Inclui considerações sobre os desvios em relação às médias, variabilidade climática, condições extremas e frequências de eventos que ocorrem em determinada condição do tempo” (INMET7) São dez principais climas no mundo, sendo eles: Equatorial, Tropical, Subtropical, Temperado, Mediterrâneo, Desértico, Semiárido, Continental Árido, Frio de Montanha ou de Altitude e Polar. Os climas mais extremos são o Desértico bastante quente durante o dia, com média de 30°C, e noites frias e o clima Polar, extremamente frio, apresentando temperaturas sempre abaixo de 0°C. (Pensamento Verde)8. As classificações dos tipos de clima dependem de aspectos como a meteorologia, a flora e a fauna. O território brasileiro é muito extenso e apresenta grande variedade climática, existindo basicamente três tipos de clima no país: equatorial, tropical e temperado. Em grande parte do país está presente o clima equatorial, que abrange a região da Floresta Amazônica, que apresenta um grande índice pluviométrico e muito calor. Na região sul brasileira, a mais fria do país, há predominância do clima temperado. O clima tropical apresenta variação em função da região. (IBGE9) 7 INMET – Instituto Nacional de Meteorologia 8 Site Pensamento verde - https://www.pensamentoverde.com.br/meio-ambiente/saiba-quais-sao-os- principais-tipos-de-climas-mundo/ 9 IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística Mapa dos tipos de climas no Brasil Fonte: https://cnae.ibge.gov.br/images/7a12/mapas/Brasil/clima.pdf, editado pelo autor. Um dos grandes problemas que têm se apresentado para a sociedade contemporânea é o aquecimento global, decorrente da poluição, destruição de florestas, aumento populacional e etc. e que tem provocado mudanças nos climas ao redor do Planeta. Um indicador dessas mudanças é o aumento da temperatura média mundial “que teve um acréscimo de aproximadamente 0,7°C no século passado” (LAMBERTS ET AL, 2003). Por conta das dimensões do território brasileiro, o clima no país é bem variado, existindo segundo o IBGE cinco climas e de acordo com Lamberts Et al (2003) a presença de seis climas predominantes: Tropical, Equatorial, Semiárido, Subtropical, Tropical Atlântico e Tropical de Altitude. Em decorrência dos tipos de clima no Brasil, segundo Lamberts Et al (2003), a estratégia bioclimática mais indicada é a ventilação natural. Mapa dos tipos de climas no Brasil Fonte: Lamberts Et. al. (2003) Se a arquitetura vernacular espontânea natural de cada região (autóctone) demonstra a compreensão das determinantes climáticas para a obtenção do conforto nas construções (MASCARÓ, 1983), os avanços tecnológicos por sua vez, têm permitido ao homem um maior domínio e controle de informações climáticas e a aplicação no desenvolvimento do projeto arquitetônico. “Adequar a arquitetura ao clima de um determinado local significa construir espaços que possibilitem ao homem condições de conforto (...) À arquitetura cabe, tanto amenizar as sensações de desconforto impostas por climas muito rígidos, tais como os de excessivo calor, frio ou ventos, como também propiciar ambientes que sejam, no mínimo, tão confortáveis como os espaços ao ar livre em climas amenos. Dentre as variáveis climáticas que caracterizam uma região, podem-se distinguir as que mais interferem no desempenho térmico dos espaços construídos: a oscilação diária e anual da temperatura e umidade relativa, a quantidade de radiação solar incidente, o grau de nebulosidade do céu, a predominância de época e o sentido dos ventos e índices pluviométricos”. (FROTA & SCHIFFER 2001) Se considerarmos o homem como o centro de atenção, a radiação solar, a temperatura a umidade e os ventos são os fatores que deverão ser considerados no processo de projeto para o conforto ambiental. A radiação solar é uma energia eletromagnética, de onda curta, que atinge a Terra após ser parcialmente absorvida pela atmosfera. A maior influência da radiação solar é na distribuição da temperatura do globo. As quantidades de radiação variam em função da época do ano e da latitude. Este fenômeno pode ser mais bem elucidado se examinarmos o movimento aparente do Sol em relação à Terra. A Temperatura é a grandeza que caracteriza o estado térmico de um corpo ou sistema. Fisicamente o conceito dado a quente e frio é um pouco diferente do que costumamos usar no nosso cotidiano. Podemos definir como quente um corpo que tem suas moléculas agitando-se muito, ou seja, com alta energia cinética. Analogamente, um corpo frio, é aquele que tem baixa agitação das suas moléculas. Ao aumentar a temperatura de um corpo ou sistema pode se dizer que está se aumentando o estado de agitação de suas moléculas. A umidade atmosférica é consequência da evaporação das águas e da transpiração das plantas. Corresponde à quantidade de vapor de água que encontramos na atmosfera. Os Ventos se originam do movimento das massas de ar e de sua direção. O movimento e direção dessas massas de ar dependem do aquecimento da superfície da Terra, que ocorre de maneira diversa em função do tipo de solo, vegetação, topografia e altitude do local. As exigências humanas de conforto térmico estão relacionadas com o funcionamento de seu organismo, cujo mecanismo, complexo, pode ser, grosso modo, comparado a uma máquina térmica que produz calor segundo sua atividade. O homem precisa liberar calor em quantidade suficiente para que sua temperatura interna se mantenha da ordem de 37°C — homeotermia. (FROTA & SCHIFFER 2001) Próximo dos edifícios, consideramos o “microclima”, nessa escala a vegetação, a topografia, o tipo de solo e os obstáculos naturais ou artificiais vão influenciar diretamente nas condições climáticas pontuais. No desenvolvimento do projeto arquitetônico, o microclima pode ser definido pelo arquiteto. (LAMBERTS, Et al, 2003) Microclima – próximo da edificação Fonte: Fonte: Lamberts Et. al. (2003) Na década de 1960, o conceito de bioclimatologia aplicada à arquitetura foi introduzido pelos irmãos Olgyay, que considera o conforto térmico humano, propondo estratégias e técnicas passivas de conforto ambiental no desenvolvimento do projetoarquitetônico. Os Olgyay desenvolveram um diagrama, a Carta Bioclimática de Olgyay, que posteriormente foi utilizado por Givoni para o desenvolvimento da Carta Bioclimática para Edifícios, que relaciona as condições climáticas às estratégias de projeto. (LAMBERTS, Et al, 2003) Carta bioclimática de Olgyay Fonte: Fonte: Lamberts Et. al. (2003) Carta bioclimática para Edifícios – Givoni Fonte: Lamberts Et. al. (2003) De acordo com Lamberts Et al (2003) se a temperatura do interior ultrapassar 29°C ou a umidade relativa for superior a 80%” a melhor estratégia para a melhorar a sensação térmica é a ventilação. E para clima quente e úmido completa “a ventilação cruzada é a estratégia mais simples a ser adotada” indicando que os espaços externos devem “ser amplos, evitando barreiras edificadas” para beneficiar a “distribuição e movimentação do ar”. Zona de ventilação na Carta Bioclimática para Edifícios - Givoni Fonte: Lamberts Et. al. (2003) Lamberts Et al (2003) alerta que em locais onde a temperatura diurna for superior a 29°C e a umidade relativa, inferior a 60%, o resfriamento convectivo noturno é mais adequado (como apresentado na Carta abaixo), segundo o autor “esta estratégia é aplicável principalmente em regiões áridas, onde a temperatura diurna é de 30°C a 36°C” e a noturna “por volta de 20°C”, concluindo “onde a temperatura diurna é superior a 36°C, a ventilação noturna não é suficiente para o conforto”, portanto nesses caso outros sistemas de resfriamento serão necessários, como ar condicionado – sistema mecânico ou inércia térmica e resfriamento evaporativo, estas duas técnicas passivas. Zona de ventilação (Diurna e Noturna) na Carta Bioclmática para Edifícios - Givoni Fonte: Lamberts Et. al. (2003) Zona de inércia térmica para resfriamento na Carta Bioclmática para Edifícios - Givoni Fonte: Lamberts Et. al. (2003) “O uso da inércia térmica de uma edificação pode diminuir a amplitude da temperatura interior em relação à exterior, evitando picos. Esta solução pode ser empregada com sucesso com sucesso em locais onde as condições de temperatura e umidade relativa se situam entre os limites da zona de inércia térmica”. (LAMBERTS ET al, 2003) Zona de resfriamento evaporativo na Carta Bioclmática para Edifícios - Givoni Fonte: Lamberts Et. al. (2003) “A evaporação da água pode reduzir a temperatura e simultaneamente aumentar a umidade relativa de um ambiente. Um exemplo deste recurso é a típica fonte dos pátios árabes. Em épocas quentes e secas também a vegetação permite otimizar as condições de conforto por resfriamento evaporativo. (evapotranspiração do vegetal). Com o resfriamento direto dos espaços interiores através da evaporação se requer boa taxa de ventilação para evitar o acúmulo de vapor de água (...) Exemplos de resfriamento evaporativo direto são o uso de vegetação, fontes d’água ou outro recurso que se fundamente na evaporação da água diretamente no ambiente que se quer resfriar”. (LAMBERTS ET al, 2003) Necessidades humanas e funcionais As necessidades humanas quanto ao conforto ambiental estão relacionadas a como os espaços contemplem: condições de iluminação – controle da radiação solar que atinge as edificações, para evitar ganhos de calor ou garantir aquecimento quando necessário; condições de acústica – garantindo limites sonoros para o desenvolvimento de tarefas ou em descanso; condições de ventilação – que possibilite a renovação do ar do ambiente muito importante para a higiene e para o conforto térmico. O conforto térmico no verão em regiões de clima temperado e clima quente e úmido, pode ser conseguido por meio de técnicas de ventilação. A renovação do ar dos ambientes proporciona a dissipação de calor e a desconcentração de vapores, fumaça, poeiras e poluentes. A ventilação pode ser conseguida utilizando-se técnicas passivas (sem a necessidade do consumo de energia elétrica) ou por meios mecânicos. A ventilação natural é o deslocamento do ar através do edifício, por meio de aberturas, algumas funcionando como entrada do ar e outras, como saída. Assim as aberturas para ventilação devem estar dimensionadas e posicionadas de modo a proporcionar um fluxo de ar adequado ao recinto. O fluxo de ar que atravessa o edifício depende da diferença de pressão entre os ambientes internos e externos, da resistência ao fluxo de ar oferecido pelas aberturas, pelas obstruções internas e de uma série de implicações relativas à incidência do vento e forma do edifício. O conforto térmico depende de variáveis ambientais (clima) e variáveis humanas (metabolismo e resistência térmica por vestimentas). “As exigências humanas de conforto térmico estão relacionadas com o funcionamento de seu organismo, cujo mecanismo, complexo, pode ser, grosso modo, comparado a uma máquina térmica que produz calor segundo sua atividade. O homem precisa liberar calor em quantidade suficiente para que sua temperatura interna se mantenha da ordem de 37°C – homeotermia”. (FROTA & SCHIFFER 2001) O homem é um animal homeotérmico, ou seja, o seu organismo procura manter a temperatura constante por meio de mecanismos internos, da ordem de 37° C, “com limites entre 36,1 e 37,2° C – sendo 32°C o limite inferior e 42°C o limite superior para a sobrevivência, em estado de enfermidade”. (FROTA & SCHIFFER 2001) A energia produzida por animais homeotérmicos é resultado de reações químicas internas, que combinam o oxigênio extraído do ar respirado com o carbono adquirido pelo organismo dos alimentos ingeridos, esse processo é chamado de metabolismo (FROTA & SCHIFFER 2001). “O organismo, através do metabolismo, adquire energia. Cerca de 20% dessa energia é transformada em potencialidade de trabalho. Então, termodinamicamente falando, a ‘máquina humana’ tem um rendimento muito baixo. A parcela restante, cerca de 80%, se transforma em calor, que deve ser dissipado para que o organismo seja mantido em equilíbrio. Tanto o calor produzido como o dissipado dependem da atividade que o indivíduo desenvolve. Em repouso absoluto — metabolismo basal —, o calor dissipado pelo corpo, cedido ao ambiente, é de cerca de 75 W”. (FROTA & SCHIFFER 2001) Para que a temperatura interna seja mantida o mais constante possível o sistema termorregulador do organismo vai controlar o ganho ou perda de calor. Ao sentir frio, o organismo humano, por meio do sistema nervoso simpático dispara mecanismos automáticos que aumentam a combustão interna (vasoconstrição, arrepio, tiritar) – termogênese – que é comandado pelo sistema glandular endócrino. Também o organismo, por meio do sistema nervoso simpático, reage ao calor aumentando a troca de calor entre o meio ambiente e o organismo, diminuindo a combustão interna (vasodilatação, exsudação) – termólise – comandada pelo sistema glandular endócrino. “Quanto maior a atividade física maior será o calor gerado por metabolismo” (LAMBERTS, Et al, 2003). É fundamental que o profissional saiba a que se destina o espaço projetado, de forma a prever o nível de atividade realizada no seu interior – premissas sobre a sensação de conforto térmico. (LAMBERTS, Et al, 2003) Atividades físicas e respectivo metabolismo segundo a ISO 773010 Fonte: Lamberts Et. al. (2003) 10 INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDIZATION, ISO 7730 (2005) “Ergonomics of the thermal environment – Analytical determination and interpretation of termal comfort using calculation of PMV and PPD índices and local termal comfort criteria”. Gevena. Na figura acima, os valores apresentados relacionam algumas atividades com os valores do metabolismo, que são crescentes quanto maior o esforço. Considerandoque “um homem adulto e uma mulher adulta têm, respectivamente, 1,8 m² e 1,6 m² de superfície corporal”, para a conversão dos valores da figura para W/ m², por exemplo, “de um homem adulto caminhando teria um metabolismo de aproximadamente 165 W/ m² (300 W ÷ 1,80 m²) ” (LAMBERTS, Et al, 2003) As roupas também têm grande importância na sensação de conforto, o tipo de tecido, espessura e outras características são determinantes para isso e podem ser mensuradas por meio da grandeza “clo”: do inglês clothing. “A resistência térmica da roupa também é de grande importância na sensação de conforto térmico do homem. Esta variável é medida em “clo”: do inglês clothing, sendo que 1 clo representa uma resistência térmica de 0,155 m² °C/W e equivalente à resistência térmica de um terno completo. A pele troca calor por condução, convecção e radiação com a roupa, que por sua vez troca calor com o ar por convecção e com outras superfícies por radiação” (LAMBERTS, Et al, 2003) Resistência térmica de algumas vestimentas Fonte: Lamberts Et. al. (2003) Leia mais sobre a Norma ISO 7730 acessando o artigo “Revisão da última versão da Norma ISO 7730 (2005) de autoria de Eder R. Voltani e Lucila C. Labaki, pelo link abaixo: http://www.infohab.org.br/entac2014/2008/artigos/A1960.pdf Código de Obras Os Códigos de Obras surgiram orientados pelas ideias higienistas presentes no século XIX que objetivavam cidades menos insalubres. No Brasil, a partir do século XX esse instrumento também procurava, entre outras coisas garantir salubridade à edificação, recomendando, por exemplo, dimensões mínimas para aberturas11 - janelas e portas, assim como recuos para melhorar a ventilação e insolação. No site da Prefeitura Municipal de São Paulo12 entre as orientações de aprovação de projetos há menção sobre como devem ser as dimensões das aberturas que garantam a ventilação e a insolação nos ambientes, fazendo referência ao item 11.2 do Código de obras do Município: “Os compartimentos de uma edificação são classificados em quatro grupos conforme suas características de utilização: essa classificação determina a área e a dimensão mínima do compartimento, pé-direito mínimo e os afastamentos necessários para a aeração e insolação, determinantes para a implantação da edificação. 19 - Aberturas/ portas e janelas (Item 11.2 da Lei 11.228/92) O dimensionamento dos vãos destinados à aeração e insolação dos compartimentos também está relacionado com a sua classificação nos quatro grupos, e deve seguir a relação estabelecida na Lei para a profundidade do compartimento em relação às aberturas” (PMSP) A Norma Brasileira NBR 1522013, utilizando a Carta Bioclimática14 para cada região do país, estabelece as dimensões das aberturas e orienta as técnicas passivas que devem ser adotadas em projeto. Sales (2016) faz uma comparação dos parâmetros apresentados pelo Código de Obras e pela NBR 15220, que definem as dimensões das aberturas recomendadas em função dos ambientes, nessa comparação o autor demonstra como o Código de Obras do Distrito Federal (Brasília), permite que as aberturas sejam menores que a NBR 15220, e que esse fato 11 O primeiro código de Obras da Cidade de São Paulo foi o Código de obras “Arthur Saboya” de 1929. 12https://www.prefeitura.sp.gov.br/cidade/secretarias/urbanismo/licenciamentos/guias_de_aprovacao /index.php?p=157831 13 NBR 15220 – Desempenho Térmico das Edificações. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2003. pode influenciar na qualidade do ambiente quanto ao conforto ambiental, uma vez que pode haver comprometimento na sua ventilação e insolação. Leia um artigo sobre o atendimento às normas de desempenho NBR 15220 quanto ao conforto ambiental em edificações de uso habitacional da autoria de: Renata Dalbem, Eduardo Grala da Cunha, Paulo Afonso Rheingantz, Romeu Vicente e Antonio César Silveira Baptista da Silva, acessando o link abaixo: http://www.vitruvius.com.br/revistas/read/arquitextos/18.211/6828 Comparação entre os parâmetros de abertura do Código de Obras do Distrito Federal e a NBR 15220 Fonte: Gustavo de Luna Sales (2016, pag. 87) A tabela acima apresenta a coluna Tma o “Tamanho Mínimo da Abertura” para a NBR 15220 que é mais exigente do que o Código de Obras do Distrito Federal. Enquanto o COE – DF, exige que um dormitório (linha 2 da tabela)15 tenha uma área mínima de 8,00 m² com uma abertura para janela de 1,00 m², e área de abertura efetiva de 50% da janela, ou seja, 0,50 m², a NBR 15220, exige para um dormitório com mesma área uma janela de 1,20 m² (15% da área total do ambiente – 8,00 m² x 15% = 1,20 m², a recomendação mínima é de 15%, mas a sugestão em função das estratégias Bioclimáticas é que se trabalhe com percentuais entre 15% e 25%. Se considerarmos o percentual de 25% teremos para o mesmo dormitório exemplificado: 25% da área total do ambiente – 8,00 m² x 25% = 2,00 m²), portanto teremos uma área de abertura efetiva entre 0,60 m² (50% de 1,20 m²) e 1,50 m² (50% de 3,00 m²). Diagrama de comparação entre a área mínima de aberturas recomendadas pelo COE – DF e a NBR 15220 Fonte: Gustavo de Luna Sales (2016, pag. 87) “A área de abertura permitida pelo COE-DF chega a ser 50% menor em relação ao tamanho mínimo recomendado pela NBR 15.220-3 (Figura 2. 5). Para banheiros, essa diferença representa mais que o dobro de área de abertura. Importante destacar que a área de abertura representa um fator importante para o número de renovações de ar por hora, fazendo parte de um conjunto de outros fatores” (SALES, 2016) Baixe o Código de Obras Ilustrado da Cidade de São Paulo, por meio do link abaixo: https://gestaourbana.prefeitura.sp.gov.br/wp- content/uploads/2018/04/codigo_de_obras_ilustrado.pdf Para ler o Código de Obras “Arthur Saboya”, acesse o link abaixo: https://leismunicipais.com.br/SP/SAO.PAULO/LEI-3427-1929-SAO-PAULO-SP.pdf ATENÇÃO ESTE CÓDIGO DE OBRAS NÃO ESTÁ MAIS EM VIGOR. Ventilação na arquitetura O conforto ambiental está relacionado às condições de habitabilidade dos ambientes e na exigência de adaptação das pessoas ao calor, umidade, som e luz. As principais variáveis climáticas de conforto térmico são: temperatura, umidade, velocidade do ar e radiação solar. Algumas vezes os elementos do conforto ambiental se relacionam de tal modo que pode haver interferência entre eles, por exemplo, a luz proveniente do Sol, fornece também calor, que implicará num ganho térmico nem sempre pretendido, portanto, neste caso, o controle da insolação é necessário, pois assim pode-se usufruir da luz com pouco ganho de calor. “As principais variáveis climáticas de conforto térmico são temperatura, umidade e velocidade do ar e radiação solar incidente. Guardam estreitas relações com regime de chuvas, vegetação, permeabilidade do solo, águas superficiais e subterrâneas, topografia, entre outras características locais que podem ser alteradas pela presença humana”. (FROTA & SCHIFFER 2001) Ventilação Natural Fonte: http://www.recriarcomvoce.com.br/blog_recriar/conceitos-de-ventilacao-natural/ As estratégias bioclimáticas16 propõe a utilização de técnicas passivas que associam o conforto ambiental das edificações com o menor consumo de energia elétrica. De acordo com Lamberts, Et al (2003), a “ventilação natural é, após o sombreamento, a estratégia bioclimática mais importante para o Brasil”. Ainda segundo Lamberts Et al (2003) “a ventilação natural é eficaz entre temperaturas de 20°C a 32°C”, e acima destes valores os ganhos térmicos por convecção17 (movimento ascendente ou descendente do ar) “funcionariam mais como aquecimento do ambiente que como resfriamento”, o autor ainda alerta sofre a eficácia da ventilação natural, e que se “atemperatura for entre a 27°C e 32°C” a ventilação só será eficiente se “a umidade relativa do ar tiver valores entre 15% e 75%. Ver tabela abaixo. “...a grande maioria das capitais brasileiras exige ventilação natural como principal estratégia no verão e mesmo ao longo do ano todo. Na tabela foram salientadas as cidades cujo percentual de desejabilidade desta estratégia ultrapassa os 50%. As cidades com fundo azul têm necessidade de ventilação natural em mais de 50% das horas do ano todo (em mais de 4.380 horas) e as cidades com fundo amarelo têm grande necessidade de ventilação apenas no verão, porém em mais de 50% das horas no período (em mais de 1095 horas). Os dados foram gerados a partir do programa Analysis-BIO” (LAMBERTS, Et al, 2003) Para a arquitetura é de fundamental importância o conhecimento das informações da direção e velocidade dos ventos, assim como do movimento do sol, para o maior aproveitamento desses recursos no desenvolvimento do projeto arquitetônico, no que diz respeito ao conforto ambiental, para o aquecimento ou resfriamento dos ambientes principalmente no verão e no inverno. 17 Convecção – é o movimento vertical do ar aquecido quando em contato com o solo que recebe a luz do sol. Tornando-se mais quente o ar “sobe”, enquanto o ar mais frio desce. Tabela de percentuais de necessidade de ventilação natural em algumas cidades brasileiras Fonte: Lamberts Et. al. (2003) Segundo Frota e Schiffer (2001) a ventilação “proporciona a renovação do ar ambiente, sendo de grande importância para a higiene em geral e para o conforto térmico”. “A renovação do ar dos ambientes proporciona a dissipação de calor e a desconcentração de vapores, fumaça, poeiras, de poluentes, enfim. A ventilação pode também ser feita por meios mecânicos (...). A ventilação natural é o deslocamento do ar através do edifício, através de aberturas, umas funcionando como entrada e outras, como saída. Assim, as aberturas para ventilação deverão estar dimensionadas e posicionadas de modo a proporcionar um fluxo de ar adequado ao recinto. O fluxo de ar que entra ou sai do edifício depende da diferença de pressão do ar entre os ambientes internos e externos, da resistência ao fluxo de ar oferecida pelas aberturas, pelas obstruções internas e de uma série de implicações relativas à incidência do vento e forma do edifício” (FROTA & SCHIFFER 2001) A movimentação do ar no interior do ambiente é promovida pela diferença de pressão, que pode ser causada pelo vento ou pela diferença de densidade do ar interno e externo (FROTA & SCHIFFER 2001), quando essa movimentação é causada pela força dos ventos a ventilação é denominada “ação dos ventos” e quando é produzida pela diferença de densidade provoca a ventilação por “efeito chaminé”. “A diferença de pressões exercidas pelo ar sobre um edifício pode ser causada pelo vento ou pela diferença de densidade do ar interno e externo, ou por ambas as forças agindo simultaneamente. A força dos ventos promove a movimentação do ar através do ambiente, produzindo a ventilação denominada ação dos ventos. O efeito da diferença de densidade provoca o chamado efeito chaminé. Assim, a ventilação natural de edifícios se faz através desses dois mecanismos: • ventilação por ação dos ventos; • ventilação por efeito chaminé. Quando a ventilação natural de um edifício é criteriosamente estudada, verifica-se a conjugação dos dois processos. No entanto, a simultaneidade dos processos pode resultar na soma das forças, ou pode agir em contraposição e prejudicar a ventilação dos ambientes. A identificação de ocorrência de uma ou de outra situação depende da análise de cada caso, especificamente. A ocupação dos edifícios por pessoas, máquinas e equipamentos e a exposição à radiação solar vão ocasionar, nos ambientes internos, temperaturas superiores às do ar externo. Esse acréscimo de temperatura, no caso de inverno nos climas quentes ou no caso geral de climas frios, pode ser um fator positivo, porém, na época de verão dos climas temperados ou durante todo o ano em climas quentes certamente será um fator negativo, agravante das condições térmicas ambientais” (FROTA & SCHIFFER 2001) Portanto, temos como mecanismos de ventilação natural a ventilação por ação dos ventos e a ventilação por efeito chaminé. A ventilação natural contribui na renovação do ar do interior do edifício melhorando a qualidade do ar, auxilia no conforto térmico e reduz o consumo de energia. O fluxo de ar no interior do edifício é definido pelas dimensões e localização das aberturas para a passagem do ar. Efeito Chaminé Fonte: http://projeteee.mma.gov.br/implementacao/efeito-chamine/ Ação dos Ventos Fonte: Lamberts Et. al. (2003) Diversos tipos de ventilação natural podem ser utilizados como estratégias: A ventilação cruzada é uma das técnicas mais eficazes de ventilação e implica no conhecimento da orientação dos ventos e na posição das aberturas (mínimo de duas) que devem estar em paredes diferentes (uma abertura em cada parede); Ventilação por baixo da edificação: estratégia usada pelas construções em pilotis; Ventilação através do efeito chaminé: considera que a taxa de ventilação aumenta com a diferença de temperatura do ar, já que o ar interno mais quente tende a sair através de aberturas mais altas da edificação, sendo substituído por ar mais frio que entra através das aberturas mais baixas; Ventilação pela cobertura: as saídas de ar podem estar junto a cumeeira ou ventilação através do forro por meio de câmara de ar ventilada; Ventilação noturna: quando existe incidência de ventos significativos no período noturno, esta estratégia pode ser usada para manter a temperatura interna confortável durante o dia, especialmente durante o verão, através do esfriamento da edificação à noite. As informações estatísticas sobre os ventos, como direção e velocidade são fornecidas geralmente por órgãos públicos e de pesquisas que monitoram estações meteorológicas instaladas em diversas áreas das cidades, frequentemente em aeroportos. O Laboratório de Eficiência Energética em Edificações – LabEEE18, da Universidade Federal de Santa Catarina, disponibiliza para “download” alguns programas que auxiliam na adoção de estratégias bioclimáticas no desenvolvimento do projeto. Alguns “softwares” fornecem informações dos ventos por meio de tabelas e diagramas que reúnem dados das quatro estações do ano, um desses softwares é o Analysis SOL-AR, programa gráfico que permite a utilização de cartas solares: “...o Analysis – SOL-AR é dividido em dois módulos básicos, um que analisa a carta solar para a região desejada e outro que analisa a rosa-dos-ventos. O programa marca os dados de temperatura do ar diretamente sobre a carta solar para determinada latitude, e mostra através de cores diferenciadas como essas temperaturas se distribuem ao longo do ano, ferramenta bastante útil para a adequação de proteção solares para qualquer orientação desejada”. (Lamberts Et al, 2003, pag. 143). O programa possibilita a visualização dos ângulos de projeção para a adoção de proteções solares, como beirais, marquises, e “brises”, por exemplo, permitindo a utilização desses elementos de maneira eficiente no desenvolvimento do projeto arquitetônico, além das informações (frequência e velocidade) dos ventos predominantes, Lamberts Et at. (2003). 18 Laboratório de Eficiência Energética em Edificações – http://www.labeee.ufsc.br/ A rosa-dos-ventos é um diagrama que fornece estatisticamente para uma região a direção, velocidade e frequência dos ventos durante o ano, informações importantes para o desenvolvimento dos projetos de arquitetura e interiores. (LAMBERTS, Et al, 2003) Nas figuras seguir, produzidas pelo “software” Analysis SOL-AR paraa cidade de Florianópolis temos dois diagramas de rosa-dos-ventos e uma tabela com os períodos com a ocorrência dos ventos nos períodos do dia (a tabela apresenta % dos ventos ausentes por estação), nos primeiros diagramas são informadas as velocidades predominantes, no diagrama da esquerda e no diagrama da direita a frequência dos ventos. “ A (primeira figura mostra) a rosa-dos-ventos para a cidade de Florianópolis e a tabela (segunda figura mostra) a frequência de ocorrência de calmarias por estação, ambas geradas a partir do programa Analysis SOL-AR. O diagrama da esquerda mostra a rosa-dos-ventos com as velocidades predominantes por direção. Percebe-se que os ventos mais intensos vêm da orientação nordeste, com médias que chegam a 6 m/s durante todo o ano. O diagrama da direita apresenta a frequência de ocorrência dos ventos em Florianópolis. A figura mostra que o vento mais frequente é o Norte durante o inverno, atingindo 33,5% dos horários em que há vento. O vento norte acontece também em 16,8% das horas da primavera, em 17,2% das horas do outono e em 13,7% das horas do verão. O segundo vento mais frequente é o Nordeste, que ocorre em 21,4% das horas do verão, em 16,8% das horas da primavera, em 13,4% das horas do outono e em 13% das horas do inverno. Nota-se também, no mesmo diagrama, que as duas fachadas com mais ventos no inverno são a oeste e a leste. A Tabela (...) mostra que os períodos do dia mais ventosos são as tardes e que as calmarias acontecem normalmente nas madrugadas, em todas as estações do ano”. (LAMBERTS, Et al 2003) Para ver – Estatísticas | diagramas com a direção e velocidade dos ventos em uma cidade no Brasil, acessar o link abaixo e inserir o local no espaço “ Encontrar local”: https://www.windfinder.com/windstatistics/sao_paulo Leia mais sobre ventilação cruzada no artigo “Ventilação cruzada? Efeito chaminé? Entenda alguns conceitos de ventilação natural” de: Matheus Pereira, disponível em: https://www.archdaily.com.br/br/886541/ventilacao-cruzada-efeito-chamine-entenda- alguns-conceitos-de-ventilacao-natural Leia mais sobre o software Analysis SOL-AR em: http://www.labeee.ufsc.br/downloads/softwares/analysis-sol-ar. Rosa-dos-ventos produzida pelo “software” Analysis SOL-AR, para a cidade de Florianópolis. Fonte: Lamberts Et. al. (2003) As aberturas do edifício (portas, janelas, claraboias, lanternins, etc.) têm a função de permitir a entrada de luz e renovação do ar, portanto as dimensões dessas aberturas devem ser pensadas de maneira que esteja adequadamente ajustada às dimensões do ambiente. Tipos de aberturas para iluminação | ventilação naturais. Fonte: Lamberts Et. al. (2003) “Área útil de ventilação” é uma variável que representa a “área efetiva de ventilação quando uma janela está totalmente aberta”. (LAMBERTS, Et al, 2003) Área útil de ventilação Fonte: Lamberts Et. al. (2003) “Uma variável que também deve ser considerada é a área útil de ventilação, que representa a área efetiva de ventilação quando a janela está totalmente aberta. Essa área é diferente para cada tipo de abertura. Uma janela tipo guilhotina tem 50% de área útil de ventilação, pois quando está totalmente aberta, somente metade de sua área é livre para ventilar o ambiente (...) As janelas do tipo guilhotina, correr e abrir têm indicadas suas respectivas áreas úteis de ventilação máximas, considerando abertura total. As janelas do tipo basculante e maxim-ar têm indicadas as áreas úteis de ventilação em função de alguns ângulos comuns de abertura (30°, 45°, 60° e 90°) ” (LAMBERTS, Et al 2003) “O Fluxo de ar que atravessa um ambiente é determinado de forma diferente quando a ventilação é cruzada ou unilateral” (LAMBERTS, Et al, 2003). Alguns elementos destacados na volumetria ou no entorno do edifício podem ser utilizados para incrementar a quantidade e velocidade do fluxo de ar para o interior, além de contribuir para o sombreamento das aberturas. Segundo Lamberts Et al (2003) “o fluxo de ar que atravessa uma abertura pode sofrer reduções se alguma barreira for interposta a ele, por exemplo, telas contra mosquitos”. “Os beirais, por exemplo, podem direcionar o fluxo de ar para o interior, além de servirem como uma proteção solar horizontal. A figura (abaixo) mostra como um beiral mais generoso pode aumentar a zona de pressão do lado externo à abertura, aumentando o fluxo de ar para o interior. Proteções solares horizontais podem provocar o mesmo efeito” (LAMBERTS, Et al 2003) A maneira como o edifício está inserido no território (implantação) vai influenciar no aproveitamento do sol e dos ventos, considerando a paisagem, o relevo, obstruções naturais ou antrópicas, assim como deve também considerar outras condicionantes importantes como a topografia e, claro, a legislação. A definição de estratégias formais da edificação, sistemas construtivos e demais elementos construtivos como venezianas e outras proteções verticais também auxiliam no direcionamento do fluxo de ar para o interior da edificação, assim como muros, paredes externas e massa de vegetação podem ser utilizadas como barreiras ou proteções de vento. Barreiras de vento (município de Shimane, Japão) Fonte: Lamberts Et. al. (2003) A platibanda (elemento horizontal construído na parte superior da edificação em geral de alvenaria, têm entre outras funções proteger o telhado e organizar a captação das águas pluviais) também pode aumentar “a zona de pressão anterior à janela, aumentando o fluxo de ventilação para o interior” (LAMBERTS, Et al, 2003). Influência do beiral e da platibanda no direcionamento do fluxo de ventilação para o interior Fonte: Lamberts Et. al. (2003) Lamberts Et al (2003) alerta sobre a importância da orientação do edifício no que se refere à ventilação natural que possibilita a utilização do vento predominante no verão para o resfriamento dos ambientes internos, evitando o vento predominante do inverno impedindo a perda de calor da edificação. Quando se reduz a incidência do vento direto a redução da perda de calor “é equivalente ao quadrado da intensidade do vento incidente” direto. Ver a imagem abaixo: “Nota-se que, com a redução da intensidade do vento incidente para 50%, reduzem-se as perdas de calor por infiltração do ar de 100% para apenas 25%. Isso indica que as perdas por infiltração são reduzidas numa proporção que equivale ao quadrado da redução da intensidade do vento incidente”. (LAMBERTS, Et al 2003 Redução das perdas de calor por infiltração com bloquei do vento com vegetação. Fonte: Lamberts Et. al. (2003) Outra questão importante que Lamberts Et al (2003) aponta é que massas de vegetação podem contribuir no direcionamento do vento e árvores com copas altas protegem o edifício criando sombreamento, facilitando “o acesso do vento à edificação”. Redução das perdas de calor por infiltração com bloquei do vento com vegetação. Fonte: Lamberts Et. al. (2003) Redução das perdas de calor por infiltração Fonte: Lamberts Et. al. (2003) Exemplos de arquitetura que contemple a ventilação De acordo com o arquiteto e professor Carlos Lemos (2003), de modo geral as pessoas associam a arquitetura à construção, o que de certa forma não está errado, porém, segundo Lemos (2003) também é comum que se relacione arquitetura à beleza. O autor conceitua a arquitetura com o a intervenção no meio ambiente para a criação de novos espaços com a finalidade atender as necessidades humanas. Esse atendimento às necessidades humanas incorpora diversas condicionantes (formais, conceituais, legais, físicas e topográficas do lugar, econômicas, culturais, etc.) caracterizando assim uma síntese – estratégias ou o chamadopartido de projeto (síntese de diversas estratégias). O clima sempre foi uma determinante a ser respeitada e incorporar essas informações no processo de projeto irá contribuir para o conforto dos ambientes do edifício. O conceito de arquitetura bioclimática19 inserida no campo da arquitetura na década de 1960 (Lamberts Et al, 2003) aponta para estratégias projetivas utilizando técnicas passivas que objetivam além do conforto ambiental a diminuição do uso da energia elétrica. “Mesmo após o entendimento do clima, dos conceitos de conforto térmico e das estratégias de projeto que visam uma melhor integração entre o usuário e o clima, deve-se achar um meio de entender os efeitos destes fatores na arquitetura e em sua eficiência energética. 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, deve-se 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. Na década de sessenta os irmãos Olgyay aplicaram a bioclimatologia na arquitetura considerando o conforto térmico humano e criaram a expressão Projeto Bioclimático (Olgyay 1973). A arquitetura assim concebida busca utilizar, por meio de seus próprios elementos, as condições favoráveis do clima com o objetivo de satisfazer as exigências de conforto térmico do homem“. (LAMBERTS, Et al 2003, pag. 83 e 84.) O diagrama desenvolvido por Givoni em 1969 (Lamberts Et al, 2003, pag. 84) ou Carta Bioclimática para Edifícios, ampliava as possibilidades de aplicação do diagrama dos Olgyay, com identificação das zonas bioclimáticas e suas estratégias. Abaixo a Carta Bioclimática adotada para o Brasil (Lamberts Et al, 2003, pag. 84.) Carta Bioclimática de Givoni adotada para o Brasil Fonte: Lamberts Et. al. (2003) Atualmente grande parte dos escritórios de arquitetura do mundo todo, utilizam os dados climáticos no desenvolvimento dos projetos agregando condições de conforto e eficiência energética. “O século XX foi particularmente fértil para a arquitetura e hoje, quando estamos no início do século XXI, o panorama arquitetônico é jovem e pluralista. Estilos como o pós-modernismo, o high-tech, o construtivismo e o desconstrutivismo mostram experiências significativas da preocupação crescente dos arquitetos com a melhoria da qualidade das edificações, inclusive considerando aspectos de eficiência energética e de conforto ambiental”. (LAMBERTS, Et al, 2003, pag. 23) Hoje, além da arquitetura bioclimática alguns termos são associados à arquitetura como ecologia e sustentabilidade orientando o desenvolvimento de projetos arquitetônicos em todo o planeta. A preocupação com o meio ambiente e com a manutenção dos recursos naturais têm sensibilizado grande parte da sociedade. Vários projetos arquitetônicos alinhados às causas ambientais se tornaram paradigmáticos. Lamberts Et al (2003, pag. 23) apresenta alguns desses projetos como o projeto do arquiteto Jean Nouvel20 que possui elementos na envoltória do edifício que funcionam como diafragmas controlados por sistema eletrônico (abrindo e fechando) garantindo proteção contra o sol. Instituto do Mundo Árabe Jean Nouvel Fonte: https://www.plataformaarquitectura.cl/cl/02-265617/clasicos-de-arquitectura-instituto-del- mundo-arabe-jean-nouvel/51ad5276b3fc4bbb7a000028 O arquiteto Norman Foster21, utilizou a iluminação natural que é captada pelo átrio central e distribuída nos pavimentos superiores, nos pavimentos inferiores um sistema de refletores externos e internos distribui a luz e contribui para a redução do consumo de energia. (Lamberts Et al, 2003, pag. 24). Foster utilizou Reichstag, parlamento alemão localizado em Berlin, utilizando o efeito chaminé, por meio de uma cobertura de vidro com um elemento cônico no centro da cúpula por onde o ar quente é extraído do interior do edifício. 20 Jean Nouvel – arquiteto francês, nasceu em Fumel, França em 12/08/1945. Estudos na École des Beaux-Arts. Fonte: WIKIPEDIA. 21 Norman Foster, arquiteto inglês, nasceu em Reddish, Stockport, Reino Unido, em 1/06/1935. https://www.plataformaarquitectura.cl/cl/02-265617/clasicos-de-arquitectura-instituto-del-mundo-arabe-jean-nouvel/51ad5276b3fc4bbb7a000028 https://www.plataformaarquitectura.cl/cl/02-265617/clasicos-de-arquitectura-instituto-del-mundo-arabe-jean-nouvel/51ad5276b3fc4bbb7a000028 https://www.google.com/search?q=norman+foster+&stick=H4sIAAAAAAAAAOPgE-LQz9U3ME1LN1LiBLGMLOPNjbTEspOt9AtS8wtyUoFUUXF-nlVSflHeIla-vPyi3MQ8hbT84pLUIgUAq-nQ3EAAAAA&sa=X&ved=2ahUKEwjF_ZzkiKPhAhXkHrkGHbe2BLMQmxMoATATegQIDBAH Hong-Kong and Shanghai Bank, Norman Foster https://br.pinterest.com/pin/324540716879274436 Hong-Kong and Shanghai Bank, Norman Foster Fonte: Lamberts Et. al. (2003, pag. 24.) https://br.pinterest.com/pin/324540716879274436 No que diz respeito a ventilação, Lamberts Et al (2003), mostra como “ao longo dos séculos” a arquitetura do leste Europeu (como no Irã e na Turquia) ” utilizaram técnicas para resfriamento evaporativo que se apropria das correntes de vento que “conduzem o ar externo para o interior através de materiais porosos cheios de água” O arquiteto italiano Mario Cucinella, desenvolveu um protótipo para Edifícios de Escritórios que utiliza essa técnica do resfriamento evaporativo por corrente de ar descendente – PDEC (sigla em inglês: passive downdraught evaporative cooling), para Lamberts Et al (2003) essa estratégia (o PDEC) é uma “alternativa em relação ao ar condicionado convencional”. Protótipo para edifício de escritórios em Catania, Itália – Mario Cucinella. Fonte: Lamberts Et. al. (2003) O arquiteto João Figueiras Lima, o Lelé22, é um dos maiores exemplos da utilização de técnicas passivas, ele utilizou amplamente a ventilação natural em seus projetos, com grande evidência nos projetos para a rede de hospitais Sara Kubitschek, distribuídos pelo país. Nestes casos Lelé adotou uma ventilação com fluxos verticais evitando a ventilação cruzada (para diminuir os 22 João Filgueiras Lima, Lelé, arquiteto brasileiro, nasceu no Rio de Janeiro em 10/01/1932 e faleceu em 21/05/2014. Fonte: WIKIPEDIA riscos de contaminação). Saídas na parte superior dos telhados curvos (sheds) expelem o ar do contaminado do interior. Sistema de extração do ar contaminado – Hospital da rede Sarah. Fonte: https://sustentarqui.com.br/importancia-da-ventilacao-natural-para-arquitetura-sustentavel/ Interiores do Hospital da Rede Sarah. Fonte: https://images.adsttc.com/media/images/5a95/a176/f197/cc10/a800/0071/slideshow/1331071210_ img_8773.jpg?1519755634 (Foto Nelson Kon) https://sustentarqui.com.br/importancia-da-ventilacao-natural-para-arquitetura-sustentavel/ https://images.adsttc.com/media/images/5a95/a176/f197/cc10/a800/0071/slideshow/1331071210_img_8773.jpg?1519755634 https://images.adsttc.com/media/images/5a95/a176/f197/cc10/a800/0071/slideshow/1331071210_img_8773.jpg?1519755634 As cartas bioclimáticas são ferramentas indispensáveis no processo de projeto de arquiteturapois trazem informações quantitativas baseadas em levantamentos relacionados aos climas locais. As tabelas apresentam os percentuais de conforto e apontam as estratégias mais indicadas. Carta Bioclimática para a Cidade de Porto Alegre, Rio Grande do Sul Fonte: adaptada pelo autor com base em Lamberts Et. al. (2003) Os gráficos ou diagramas mostram como estão distribuídas as condições de temperatura e umidade ao longo do tempo e as tabelas apresentam numericamente essas condições, associando aos percentuais de conforto e quais as estratégias adequadas. Nessas tabelas as estratégias de resfriamento ou aquecimento (para atender as condições de desconforto ao calor ou ao frio) estão abreviadas: V – Ventilação; RE – Resfriamento Evaporativo; MR – Massa Térmica de Resfriamento; AC – Ar-condicionado; U – Umidificação; MA – Massa térmica para Aquecimento; AS – Aquecimento Solar Passivo e AA – Aquecimento Artificial. Leia mais sobre as estratégias de conforto na obra de João Filgueiras Lima (Lelé) artigo “Iluminação e ventilação naturais na arquitetura de Lelé”, autoria de: Jorge Isaac Perén, disponível em: u17.pini.com.br/arquitetura-urbanismo/244/iluminacao-e-ventilacao- naturais-na-arquitetura-de-lele-318112-1.aspx Leia também esse artigo da arquiteta e urbanista Marieli Azoia Lukiantchuki, sobre os projetos de João Filgueiras Lima (Lelé) – “Arquitetura bioclimática – CONFORTO AMBIENTAL NA REDE SARAH”, disponível em: https://www.arcoweb.com.br/finestra/tecnologia/ecoeficiencia---arquitetura-bioclimatica Leia também o artigo de Pedro Vada: "Ventilação e iluminação naturais na obra de João Filgueiras Lima, Lelé", disponível em: https://www.archdaily.com.br/br/889818/ventilacao- e-iluminacao-naturais-na-obra-de-joao-filgueiras-lima-lele https://www.arcoweb.com.br/finestra/tecnologia/ecoeficiencia---arquitetura-bioclimatica https://www.archdaily.com.br/br/889818/ventilacao-e-iluminacao-naturais-na-obra-de-joao-filgueiras-lima-lele https://www.archdaily.com.br/br/889818/ventilacao-e-iluminacao-naturais-na-obra-de-joao-filgueiras-lima-lele Tipologia e formas de desenho de janelas Como já foi visto a arquitetura sempre buscou responder as necessidades humanas, durante a Pré-história a busca por abrigo e segurança também exigiu que ferramentas e utensílios fossem confeccionados para que as grutas e cavernas se tornassem habitáveis. Na antiguidade diversos povos se destacaram e desenvolveram sistemas construtivos, e até hoje marcam a paisagem, como egípcios, gregos e romanos, além de outros como, por exemplo, os assírios, persas, babilônicos, sumérios e etruscos. As aberturas das edificações sempre estiveram relacionadas ao sistema construtivo o que é determinante tanto para a iluminação, quanto para a ventilação. As técnicas construtivas e estruturais desenvolvidas durante a Idade Média, nas construções góticas, como os arcos ogivais e o arcobotante, “possibilitaram mais aberturas nas paredes (inclusive com vitais) (...) e a revolução industrial trouxe um novo elenco de materiais, como o aço e o concreto armado” Lamberts Et al, 2003. “No período entre guerras surgiu o ESTILO INTERNACIONAL, revolucionando por completo os conceitos da arquitetura. Le Corbusier lançou ideias como o esqueleto estrutural, o terraço-jardim, a planta livre, os pilotis e o MODULOR (...) os avanços de áreas particulares do processo de construção da arquitetura (entre elas o conforto ambiental) não eram mais assimilados pelos arquitetos. Mies van der Rohe, com suas cortinas de vidro, criou um verdadeiro ícone de edifícios de escritórios”. (LAMBERTS, Et al, 2003) Em seus textos o arquiteto Le Corbusier frequentemente apresenta um discurso bastante eloquente, seus escritos são verdadeiros manifestos em prol de uma nova arquitetura para um “novo homem”, quando ele propõe os cinco pontos da arquitetura (alguns citados por Lamberts Et al, 2003) – pilotis, terraço jardim, planta livre, fachada livre e janela em fita (esses três últimos são resultado da separação da estrutura e vedações). Para a esta disciplina a janela em fita nos interessa especialmente, pois essa nova maneira de relacionar os ambientes interiores e exteriores trouxe resultados positivos para o conforto ambiental das edificações, o terraço jardim também pode amenizar os efeitos da radiação solar direta, reduzindo a temperatura interna da edificação. Além das janelas e portas, outras aberturas são utilizadas para a iluminação e ventilação das edificações como as claraboias, domos, lanternins e sheds. Assim temos elementos que estão inseridos lateralmente ao edifício– iluminação lateral e elementos inseridos na cobertura – iluminação zenital, podendo em ambos os casos contribuir para a ventilação. As janelas são em essência aberturas laterais e existem diversos tipos, como as Janelas Guilhotina, as Janelas de Correr, as Janelas de Abrir, as Janelas Basculantes, as Janelas Maxim- Ar, as Janelas Pivotantes, as Janelas Pantográficas/Sanfonadas e as Janelas Bay Window. Janela Guilhotina – Apartamento em São Paulo. Projeto de Arquitetura: Felipe Hess. Fonte: https://revistacasaejardim.globo.com/Casa-e-Jardim/Arquitetura/noticia/2015/05/ape-pequeno- integrado-ganha-luminosidade-farta.html https://revistacasaejardim.globo.com/Casa-e-Jardim/Arquitetura/noticia/2015/05/ape-pequeno-integrado-ganha-luminosidade-farta.html https://revistacasaejardim.globo.com/Casa-e-Jardim/Arquitetura/noticia/2015/05/ape-pequeno-integrado-ganha-luminosidade-farta.html Janela de Correr – Residência em São Paulo. Projeto de Arquitetura: Vasco Lopes Arquitetura. Fonte: https://www.archdaily.com.br/br/914385/residencia-vitorino-vasco-lopes- arquitetura/5ca57901284dd13b13000069-residencia-vitorino-vasco-lopes-arquitetura-foto Janela de Correr – Residência RD – Granja Viana, São Paulo. Projeto de Arquitetura: Belluzzo Martinhão Arquitetos. Fonte: https://www.archdaily.com.br/br/908449/residencia-rd-belluzzo-martinhao- arquitetos/5c23b9ff08a5e5c8b9000bb4-residencia-rd-belluzzo-martinhao-arquitetos-foto https://www.archdaily.com.br/br/914385/residencia-vitorino-vasco-lopes-arquitetura/5ca57901284dd13b13000069-residencia-vitorino-vasco-lopes-arquitetura-foto https://www.archdaily.com.br/br/914385/residencia-vitorino-vasco-lopes-arquitetura/5ca57901284dd13b13000069-residencia-vitorino-vasco-lopes-arquitetura-foto https://www.archdaily.com.br/br/908449/residencia-rd-belluzzo-martinhao-arquitetos/5c23b9ff08a5e5c8b9000bb4-residencia-rd-belluzzo-martinhao-arquitetos-foto https://www.archdaily.com.br/br/908449/residencia-rd-belluzzo-martinhao-arquitetos/5c23b9ff08a5e5c8b9000bb4-residencia-rd-belluzzo-martinhao-arquitetos-foto Janela de Abrir – Projeto 03 – Bragança Paulista, São Paulo. Projeto de Arquitetura: Kiko Salomão. Fonte: https://www.archdaily.com.br/br/906255/projeto-03-kiko-salomao/5bf530fa08a5e50911000439- projeto-03-kiko-salomao-photo Janela Basculante – Casa VPJC – Mogi das Cruzes, São Paulo. Projeto de Arquitetura: Ar:Co Arquitetura Cooperativa. Fonte: https://www.archdaily.com.br/br/898691/casa-vpjc-ar-co-arquitetura- cooperativa/5b550d2ef197cc1f810000b1-casa-vpjc-ar-co-arquitetura-cooperativa-foto https://www.archdaily.com.br/br/906255/projeto-03-kiko-salomao/5bf530fa08a5e50911000439-projeto-03-kiko-salomao-photo https://www.archdaily.com.br/br/906255/projeto-03-kiko-salomao/5bf530fa08a5e50911000439-projeto-03-kiko-salomao-photo https://www.archdaily.com.br/br/898691/casa-vpjc-ar-co-arquitetura-cooperativa/5b550d2ef197cc1f810000b1-casa-vpjc-ar-co-arquitetura-cooperativa-foto https://www.archdaily.com.br/br/898691/casa-vpjc-ar-co-arquitetura-cooperativa/5b550d2ef197cc1f810000b1-casa-vpjc-ar-co-arquitetura-cooperativa-foto Janela Pivotante – Casa Conectar – Vietnã.Projeto de Arquitetura: Story Architecture. Fonte: https://www.archdaily.com.br/br/913315/casa-conectar-story- architecture/5c768b85284dd11e25000351-connect-house-story-architecture-photo Janela Pantográfica – Residência em Iporanga, São Paulo. Projeto de Arquitetura: Patrícia Bergantin e Michel Stein. Fonte: https://www.archdaily.com.br/br/914642/vaz-patricia-bergantin/5cabb37b284dd1741300003c-vaz- patricia-bergantin-foto https://www.archdaily.com.br/br/913315/casa-conectar-story-architecture/5c768b85284dd11e25000351-connect-house-story-architecture-photo https://www.archdaily.com.br/br/913315/casa-conectar-story-architecture/5c768b85284dd11e25000351-connect-house-story-architecture-photo https://www.archdaily.com.br/br/914642/vaz-patricia-bergantin/5cabb37b284dd1741300003c-vaz-patricia-bergantin-foto https://www.archdaily.com.br/br/914642/vaz-patricia-bergantin/5cabb37b284dd1741300003c-vaz-patricia-bergantin-foto 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. As questões objetivas, diretamente associadas ao conforto serão orientadoras desse processo. A janela do edifício Louveira, por exemplo, (imagem abaixo), funciona num sistema semelhante ao da janela guilhotina, porém os dois panos da janela deslizam simultaneamente para cima e para baixo, enquanto na janela guilhotina, o deslizamento dos módulos é individual, garantindo uma abertura de 100% da janela. Edifício Louveira. São Paulo. Projeto de Arquitetura: João Batista Vilanova Artigas e Carlos Cascaldi. Fonte: https://www.archdaily.com.br/br/625199/classicos-da-arquitetura-edificio-louveira-joao-batista- vilanova-artigas-e-carlos-cascaldi/537b5456c07a80946d000086-classicos-da-arquitetura-edificio- louveira-joao-batista-vilanova-artigas-e-carlos-cascaldi-foto Elementos vazados, também conhecidos no Brasil como cobogós também são muito utilizados nas composições da envoltória do edifício, permitindo uma boa ventilação, com controle da insolação e iluminação. Na Casa Clara (imagem abaixo), essa estratégia foi adotada em conjunto com a elevação da casa, para possibilitar a ventilação. https://www.archdaily.com.br/br/625199/classicos-da-arquitetura-edificio-louveira-joao-batista-vilanova-artigas-e-carlos-cascaldi/537b5456c07a80946d000086-classicos-da-arquitetura-edificio-louveira-joao-batista-vilanova-artigas-e-carlos-cascaldi-foto https://www.archdaily.com.br/br/625199/classicos-da-arquitetura-edificio-louveira-joao-batista-vilanova-artigas-e-carlos-cascaldi/537b5456c07a80946d000086-classicos-da-arquitetura-edificio-louveira-joao-batista-vilanova-artigas-e-carlos-cascaldi-foto https://www.archdaily.com.br/br/625199/classicos-da-arquitetura-edificio-louveira-joao-batista-vilanova-artigas-e-carlos-cascaldi/537b5456c07a80946d000086-classicos-da-arquitetura-edificio-louveira-joao-batista-vilanova-artigas-e-carlos-cascaldi-foto Ventilação – Casa Clara – Brasília, Brasil. Projeto de Arquitetura: 1:1 arquitetura design. Fonte: https://www.archdaily.com.br/br/867298/casa-clara-1-1-arquitetura- design/58c9d6bee58ecec1a9000156-casa-clara-1-1-arquitetura-design-sketch Ventilação – Casa Clara – Brasília, Brasil. Projeto de Arquitetura: 1:1 arquitetura design. Fonte: https://www.archdaily.com.br/br/867298/casa-clara-1-1-arquitetura- design/58c9d658e58ecee2f60000fe-casa-clara-1-1-arquitetura-design-photo https://www.archdaily.com.br/br/867298/casa-clara-1-1-arquitetura-design/58c9d6bee58ecec1a9000156-casa-clara-1-1-arquitetura-design-sketch https://www.archdaily.com.br/br/867298/casa-clara-1-1-arquitetura-design/58c9d6bee58ecec1a9000156-casa-clara-1-1-arquitetura-design-sketch https://www.archdaily.com.br/br/867298/casa-clara-1-1-arquitetura-design/58c9d658e58ecee2f60000fe-casa-clara-1-1-arquitetura-design-photo https://www.archdaily.com.br/br/867298/casa-clara-1-1-arquitetura-design/58c9d658e58ecee2f60000fe-casa-clara-1-1-arquitetura-design-photo Corte Esquemático do Fluxo de Ventilação – Residência EV – Jacarta, Indonésia. Projeto de Arquitetura: HMP Architects. Fonte: https://www.archdaily.com.br/br/909382/residencia-ev-hmp- architects/5c12576908a5e54bad000a68-ev-house-hmp-architects-flow-section No projeto para residências em Jacarta (ver corte esquemático – imagem acima), do escritório HMP, associou o condicionamento de ar (ventilação mecânica) com a ventilação natural (cruzada) que retira o ar quente por convecção que sai por uma claraboia localizada na parte superior do edifício. https://www.archdaily.com.br/br/909382/residencia-ev-hmp-architects/5c12576908a5e54bad000a68-ev-house-hmp-architects-flow-section https://www.archdaily.com.br/br/909382/residencia-ev-hmp-architects/5c12576908a5e54bad000a68-ev-house-hmp-architects-flow-section Dimensionamento das aberturas – Cálculo de área de janelas A vazão de ar deve ser definida de acordo com as dimensões do recinto e quantidade de pessoas, para atender às exigências de higiene e para remoção de carga térmica. A ventilação mínima é a necessária para garantir a higiene. A ventilação para remoção de carga térmica é a ventilação máxima. Para os dormitórios, que são áreas de permanência prolongada, as aberturas para ventilação higiênica devem ter no mínimo 1/6 da área do ambiente, por exemplo: um dormitório com área de 10 m², deverá ter uma abertura de 1,70 m², e um dormitório com 15 m², uma abertura de 2,5 m². Nesses casos pode-se optar em dividir essas aberturas, ou seja, no primeiro exemplo do recinto com 10 m², poderia haver três aberturas de 0,60 m², totalizando uma área de abertura de 1,80 m² (maior que o mínimo exigido de 1,70 m²), a área total de abertura necessária para a ventilação não implica na quantidade de aberturas. A exigência será maior quando a abertura estiver voltada para áreas cobertas, com uma parede oposta afastada a mais de 1,50m da abertura, sendo que esses casos devem respeitar uma relação de 1/5, ou seja um recinto com 10 m², deverá ter no mínimo uma área de abertura para ventilação de 2 m². Se a abertura estiver aberta para uma área coberta com uma parede oposta com uma distância menor que 1,50 m, a exigência é maior ainda, passando para 1/4, ou seja, para o mesmo espaço de 10 m², a área de abertura passa a ser de 2,50 m². Em áreas como salas de estar, jantar, cozinha e banheiros essa relação entre a área do ambiente e área de ventilação é de 1/8, por exemplo, uma sala de estar com 20 m², deverá ter uma área total de abertura no mínimo de 2,50 m². Também nesses casos a exigência será maior quando a abertura estiver voltada para áreas cobertas, com uma parede oposta afastada a mais de 1,50m da abertura, e devem respeitar uma relação de 1/7, ou seja, um recinto com 20 m², deverá ter no mínimo uma área de abertura para ventilação de 2,90 m². Se a abertura estiver aberta para uma área coberta com uma parede oposta com uma distância menor que 1,50 m, a exigência é maior ainda, passando para 1/5, ou seja, para o mesmo espaço de 20 m², a área de abertura passa a ser de 2,00 m². A área mínima de abertura aceita pelos órgãos responsáveis por aprovar e fiscalizar as edificações é de 0,60 m², não sendo aceito, portanto áreas menores que essa. Ambientes como garagens, depósitos, oficinas, despensa e escadas, poderão ser ventilados por claraboias e domos, sendo necessário que a área de ventilação seja no mínimo igual a 50% da área do ambiente, por exemplo um depósito de 6,00 m², pode ter uma claraboia com área de 3,00 m², para a ventilação. Para contemplarmos a ventilação higiênica e a ventilação para remoção da carga térmica,considerando como exemplo – o dormitório com área de 10 m² com um pé-direito de 2,70 m, teremos um volume de 27 m³ (10 m² x 2,70 m). Para duas pessoas teremos um volume proporcional de 13,5 m³ por pessoa (V/2), pela tabela abaixo ventilação mínima noturna (coluna do meio da tabela) = 15 m³/h. Ønec = 15 m³ /h pessoa = 30 m³/h Ønec/V = 30 / 27 = N ~ 1,10 (1/h) Tabela de Volume de ar por pessoa | Ventilação mínima Fonte: Alucci (1986) A ventilação promove a renovação do ar, podendo haver ganho ou perda de calor nos ambientes, Frota & Schiffer (2001). “A renovação do ar dos ambientes pode ocasionar ganho ou perda de calor, segundo a temperatura externa seja maior que a interna (te ti) ou a temperatura interna seja maior que a externa (te ti). A carga térmica transferida pela ventilação será: Qvent = 0,35 ⋅ N ⋅ V ⋅ Δt (W) Onde: 0,35 (W/m³ °C) — calor específico × densidade do ar; N (número de renovações por hora) — taxa de renovação horária do ar do recinto; Δt (°C) — diferença de temperatura do ar interno e externo. No cálculo das cargas térmicas, adota-se uma taxa de renovação adequada ao ambiente para depois dimensionar as aberturas” (FROTA & SCHIFFER 2001) Para o cálculo da ventilação para a remoção de carga térmica, utilizamos a seguinte fórmula: ønec = Q total 0,35 𝑥 (Δ t) (m³ /h) Onde: Ønec = vazão necessária, em m³ /h Qtotal = carga térmica total a ser removida, em W Δt = diferença entre a temperatura do ar interno e do ar externo, em °C Para o dormitório com área de 10 m², com um pé-direito de 2,70 m, e volume de 27 m³ (10 m² x 2,70 m), vamos considerar uma carga total de duas pessoas (dormindo | descansando | andando) de 400 W, e considerando uma diferença de temperatura do ar interno e do ar externo de Δt = 4°C. Ønec = 400 / (0,35 x 4) = 286 m³ /h Ønec / V = 286 / 27 = N ~11 (1/h) Portanto teríamos para Ventilação higiênica – mínima: Ønec = 30 m³/h - N ~ 1,10 (1/h) Portanto teríamos para Remoção de carga térmica - máxima: Ønec = 286 m³/h - N ~ 11 (1/h) O cálculo para Ventilação por efeito chaminé, é realizado considerando-se a seguinte fórmula: Φc = 0,14 x A x [ H . Δt]⅟2 Φc: fluxo de ar por efeito chaminé (m³/s) A: área da abertura, de entrada ou de saída (a menor) (m²) H: altura medida a partir da metade da altura da abertura de entrada de ar até a metade da abertura de saída do ar (m) Δt = diferença da temperatura do ar externo e interno (°C) Para um dormitório com área de 10 m² e com uma abertura (conforme apresentado anteriormente) de 1,70 m², e com um pé-direito de 2,70 m, com um volume de 27 m³ (10 m² x 2,70 m), teremos: Elevação e Corte esquemático de abertura (dormitório) Fonte: Autor da apostila. Φc = 0,14 x A x [ H . Δt]⅟2 Φc = 0,14 x 0,85 x [ 0,50 . 4]⅟2 Φc = 0,17 m³/s – 1h = 3.600 s Φc = 0,17 x 3.600 = 612 Φc = 612 m³/s V= 27 m³ N = 612 / 27 = 23 N= 23 (1/h) > N ~ 11 (1/h) Elevação e Corte esquemático de abertura (dormitório) Fonte: Autor da apostila. Se a abertura tiver apenas 50% de área de ventilação, ou seja 0,85 m² total, teremos apenas 0,425 m² para a entrada e 0,425 m² para a saída do ar, ainda assim, nesse caso a ventilação acontecerá, porém estará no limite. Φc = 0,14 x A x [ H . Δt]⅟2 Φc = 0,14 x 0,425 x [ 0,50 . 4]⅟2 Φc = 0,084 m³/s – 1h = 3.600 s Φc = 0,084 x 3.600 = 302,5 elevação 1 .0 0 1.70 AS = 0,425 m² AS = 0,425 m² .5 0 corte .5 0 Φc = 302,5 m³/s V= 27 m³ N = 302,5 / 27 = 11,2 N= 11,2 (1/h) = N ~ 11 (1/h) As dimensões das aberturas devem sempre respeitar o parâmetro mais restritivo, ou seja, o que for mais exigente, para a garantia de uma ventilação adequada. 3 – Ventilação urbana O Sol, assim como os ventos são importantes não apenas para o conforto dos edifícios, mas também para conjunto de edifícios, como vilas, bairros e cidades. Lamberts Et al (2003), conceitua três níveis de clima e sua abrangência, assim descritos: “Macroclima, descreve as características gerais de uma região em termos de sol, nuvens, temperatura, ventos, umidade e precipitações; porem pode não ser conveniente para descrever as condições do entorno imediato do edifício. Mesoclima, refere-se a áreas menores do que as consideradas no macroclima. Aqui as condições locais do clima são modificadas por variáveis como a vegetação, a topografia, o tipo de solo e a presença de obstáculos naturais ou artificiais. Microclima, é a escala mais próxima ao nível da edificação, podendo ser concebido e alterado pelo arquiteto. As particularidades climáticas do local podem representar benefícios ou dificuldades adicionais, que podem não estar sendo consideradas nas escalas do macro e meso climáticas”. (LAMBERTS, Et al, 2003) Segundo Frota & Schiffer (2001), “nas regiões predominantemente quentes no Brasil, a arquitetura deve contribuir” para o conforto “minimizando a diferença entre as temperaturas externas e internas do ar”. Tomando-se como referência a amplitude climática de um clima seco, por exemplo, o da cidade de Brasília, onde a mínima (noturna) é de 15,4°C e a máxima (diurna) de 30,7°C vê-se que, idealmente, a arquitetura nestes climas secos e quentes deveria possibilitar, durante o dia, temperaturas internas abaixo das externas e, durante a noite, acima. A ventilação não seria útil, pois o vento externo estaria, em um mesmo instante, ou mais frio ou mais quente que a temperatura do ar interno. [...] As edificações, no conjunto urbano, podem ser pensadas de modo a se adotar em partidos onde estejam locadas aglutinadas, para fazer sombras umas às outras. A circulação urbana também pode ser planejada com características mais adequadas aos climas locais. Além dos aspectos topográficos do sítio no qual se assenta, a malha urbana pode ser direcionada, no caso de clima quente seco, prevendo que as ruas de maior largura sejam aquelas com direção este-oeste, pois a inclinação dos raios solares ao longo do ano não atingirá com muito rigor as fachadas voltadas para essas ruas. As ruas com direção norte-sul devem ser mais estreitas. O Sol, do nascer até o meio-dia, atingirá as construções voltadas para um dos lados dessas ruas e, após o meio-dia, as situadas no lado oposto. Se a largura da rua for suficientemente estreita com relação à altura das edificações, estas terão condições de se protegerem mutuamente da radiação solar direta, criando sombra nas ruas, para os pedestres e sobre as fachadas opostas [...] As ruas com direção norte- sul não devem ter um traçado extenso e reto, mas sim prever praças e desvios de modo a não canalizar os ventos. Em clima quente seco, por outro lado, a vegetação deve funcionar como barreira aos ventos, além de, naturalmente, reter parte da poeira em suspensão no ar. Os espaços abertos nesses climas podem conter espelhos de água, chafarizes, ou outras soluções semelhantes. A umidificação que esta água ao se evaporar trará ao ar próximo permitirá maior sensação de conforto às pessoas. [...] Com relação ao clima quente úmido, decisões quanto ao partido arquitetônico relativas às edificações são bastante distintas das adotadas para o clima quente seco. Como a variação da temperatura noturna não é tão significativa, neste clima, que cause sensação de frio, mas suficiente para provocar alívio térmico, a ventilação noturna é bastante desejável. Devem-se, então, prever aberturas suficientemente grandes para permitir a ventilação nas horas do dia em que a temperatura externa está mais baixa que a interna. [...] Em climas úmidos, a vegetação não deve impedir a passagem dos ventos, o que dará limitações quanto à altura mínima das copas, de modo a produzirem sombra, mas não servir como barreiras à circulação do ar. No que se refere ao arranjo das edificações
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