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AULA 7:
ESTRATÉGIAS
BIOCLIMÁTICAS
ARA0205 - Conforto Ambiental,
Luminotécnica e Ergonomia
PROFESSOR NÍCOLAS TEIXEIRA
Como a arquitetura pode se
adaptar ao clima local?
Conforto
Térmico
Segundo a ASHRAE 55 (2013), conforto térmico é
um estado de espírito que reflete a satisfação com
o ambiente térmico que envolve a pessoa. Se o
balanço de todas as trocas de calor a que está
submetido o corpo for nulo e a temperatura da pele
e o suor estiverem dentro de certos limites, pode-
se dizer que o homem sente conforto térmico.
Caruaru-PE
Garanhuns-PE
Ventilação Natural
A ventilação natural pode exercer três diferentes
funções em relação ao ambiente construído:
Renovação do ar;
Resfriamento psicofisiológico;
Resfriamento convectivo.
 
Os sistemas passivos de ventilação baseiam-se em
diferenças de pressão para mover o ar fresco
através dos edifícios.
A ventilação cruzada acontece pelo diferencial de
pressão provocado pelo vento na edificação. Onde a
zona de pressão positiva acontece na área à barlavento
e a zona de pressão negativa acontece à sotavento.
Ventilação Cruzada –
Volumetria
É possível usar a forma e orientação da própria
edificação para interceptar e desviar o fluxo de ar
para o interior da edificação, quando a direção
predominante é conhecida. Uma planta em L será
eficiente para represar os ventos.
Ventilação Cruzada –
Volumetria
Uma forma estreita e alongada é ideal para
favorecer a ventilação natural a uma maior parcela
dos ambientes da edificação. 
Ventilação Cruzada –
Volumetria
Uma estratégia tradicional para maximizar a
ventilação é elevar o edifício para expô-lo a maiores
velocidades do ar. Nas regiões tropicais e
litorâneas, de elevada umidade do ar é prática
comum elevar o piso da edificação para aumentar a
exposição das superfícies aos ventos.
Ventilação Cruzada –
Plantas Abertas
Além de considerar o fluxo de ar dentro e fora
do edifício, é necessário considerar o fluxo de ar
no interior da edificação, entre os diversos
ambientes do edifício.
A criação de espaços fluidos permite a
circulação de ar entre os ambientes internos e
entre estes e o exterior. Uma planta com o
mínimo de divisórias é ideal.
Ventilação Cruzada –
Janelas
As janelas devem direcionar o fluxo de ar
através da área de trabalho. O fluxo de ar
interno será determinado pela posição das
aberturas de entrada com relação ao exterior e
das aberturas de saída com relação a corrente
de ar interna.
Ventilação Cruzada –
Janelas
Se o vento é obrigado a mudar de direção dentro
do ambiente uma maior parcela do ambiente
será ventilada.
A forma de abrir das janelas também é influente
sobre o volume do fluxo de ar.
Em relação ao fluxo de ar existem 2 tipos de
esquadrias operáveis de janela:
Pivotantes e dobráveis: provocam o
redirecionamento da corrente de ar de
entrada;
De correr e duplo deslizamento: que operam
no plano da parede e por isso não
redirecionam o ar de entrada.
Ventilação Cruzada –
Janelas
A capacidade de rotação de janelas pivotantes
pode ser usada para direcionar as correntes de
ar. 
As janelas de pivôs horizontais apresentam
uma maior capacidade de ventilação, mas são
inadequadas em edificações de múltiplos
andares, pois o ar aquecido na fachada que se
eleva pela superfície pode ser desviado para o
interior dos ambientes.
As janelas pivotantes verticais apresentam
uma capacidade de ventilação menor, mas
podem ser apropriadas em faces paralelas a
direção dos ventos, atuando na sua captação e
redirecionamento.
Aumentando o diferencial
de pressão
As projeções do edifício tanto horizontais quanto
verticais podem ser utilizadas de 4 formas para
afetar o movimento do ar:
Aumentar o fluxo de entrada;
Interceptar e aumentar a admissão de brisas
obliquas;
Canalizar a direção da corrente dos fluxos de
entrada;
Criar ventilação cruzada artificial.
Aumentando o diferencial
de pressão
É preferível que as projeções horizontais
externas sejam afastadas em alguns
centímetros da fachada para não impedir a
circulação do ar e a liberação do ar quente.
Ventilação em Pátios
Internos
O pátio interno funciona como principal fonte de
ventilação e iluminação natural em algumas regiões
de acordo com o clima ou condições de
implantação e urbanização. Um projeto incorreto
pode causar uma elevação da temperatura e
também prejudicar a ventilação dos ambientes
voltados para ele.
Ventilação em Pátios
Internos
Em um pátio interno, a ventilação depende
principalmente da proporção entre a altura da
edificação e a largura do pátio em uma seção
normal ao vento. Quando o pátio é orientado na
direção nos ventos dominantes e a razão altura
pela largura é menor que 0,5 acontecem algumas
zonas de turbulência relativamente pequenas com
fluxo livre através da maior parte do espaço. A
orientação do pátio 45° em relação aos ventos
predominantes é ideal para ventilação no pátio e
ventilação cruzada dos ambientes internos.
Ventilação em Pátios
Internos
Em alguns casos para acelerar as correntes de
convecção são criados dois pátios, de um lado um
pátio sombreado com fontes de água, para resfriar
o ar, e no lado oposto, um pátio exposto à radiação
solar, promovendo o efeito de termossifão,
succionando o ar resfriado que entra pelo pátio
sombreado.
Captação com uso da
vegetação
Árvores e arbustos podem ser usados para
canalizar o ar através da estrutura e também
podem ser utilizados para acelerar a velocidade do
ar através de corredores de vento.
Efeito Chaminé
Nos períodos e climas nos quais não se pode contar
com a presença dos ventos para ventilação natural
como estratégia de resfriamento, é possível tirar
partido do efeito chaminé para promover a
ventilação.
Aberturas em diferentes níveis podem gerar um
fluxo de ar ascendente retirando o ar mais quente
através de lanternins, exaustores eólicos e
aberturas zenitais.
Efeito Chaminé
Coberturas de maior inclinação estão sujeitas a pressão positiva na parte
inferior da face voltada para os ventos, dessa forma o lado da cobertura
voltado para os ventos não é um bom lugar pra localização de aberturas
zenitais de saída ou exaustores eólicos.
Se as aberturas são localizadas no lado da cobertura voltado para os
ventos ou em área de turbulência o efeito chaminé pode ser revertido,
onde as saídas de ar passam a agir como entradas de ar de pouca
eficiência.
Efeito Chaminé
Na ventilação por efeito chaminé, a ventilação é
potencializada com o aumento da distância entre as
abertura inferiores e superiores.
Edificações de pé-direito elevado e pavimentos
com desníveis são mais favoráveis à ventilação por
efeito chaminé. A altura efetiva do cômodo pode
ser aumentada através de uma chaminé de
ventilação no topo do prédio, aumentando a
distância entre as tomadas e saídas de ar no
sentido vertical.
Efeito Chaminé Fluxo
acelerado
Para acelerar o fluxo de ar é possível utilizar no
lado norte da parte superior da chaminé de
ventilação uma superfície envidraçada. Com a
incidência direta da radiação solar o ar que sai pela
chaminé terá sua temperatura elevada ampliando a
diferença de temperatura, acelerando o fluxo de ar
ascendente e consequentemente o efeito de
sucção nas entradas inferiores, potencializando a
renovação de ar e exaustão do ar aquecido.
Torres de Vento
Originadas na arquitetura árabe vernacular, as
torres de vento captam os ventos acima do nível da
cobertura direcionando-os para o interior do
edifício e são bastante eficazes em edificações
onde as janelas têm pouco acesso à ventilação.
para evitar que os ventos cruzem o coletor é
necessário colocar separações verticais no interior
do coletor junto ao cume.
Durante o dia elas funcionam como coletoras dos
ventos e à noite, o processo é invertido e ela passa
a funcionar como uma chaminé para exalar o ar do
quarto.
Cobertura e parede
ventilada
A ventilação da cobertura e paredes externas é
uma técnica favorável para redução dos ganhos de
calor, que reduz sensivelmente a transferência
deste aos ambientes internos.
No caso de paredes, quando uma parede leve com
câmara de ar interna é expostaao sol, a coluna de
ar aquecida tende a subir por convecção natural. Se
aberturas são colocadas tanto na base quanto em
cima a parede vai ventilar ela mesma, liberando o
excesso de ganho de calor.
Sombreamento
O sombreamento é uma estratégia fundamental
para redução dos ganhos solares através do
envelope da edificação. Uma proteção solar
corretamente projetada deve evitar os ganhos
solares nos períodos mais quentes, do dia e do ano,
sem obstruí-los no inverno e sem prejudicar a
iluminação natural através das aberturas.
Tipos de Proteção Solar
Os elementos externos de proteção solar podem
ser horizontais ou verticais, ou uma combinação
dos dois.
Estes elementos podem ser fixos ou móveis, onde a
proteção solar fixa exige um projeto muito mais
criterioso em relação às trajetórias solares para
garantir sua eficiência.
Sombreamento com
vegetação:
A vegetação pode ser utilizada como um eficiente
elemento externo de proteção solar, onde podem
ser utilizadas árvores de copa larga que auxiliem no
sombreamento inclusive da cobertura, no caso de
edificações residenciais ou vegetações arbustivas
que protejam a fachada exposta a radiação oeste.
Uso de pérgulas
As proteções horizontais são mais favoráveis ao
sombreamento das fachadas norte e sul, quando o
sol encontra-se mais alto. As proteções verticais
são eficientes para o sombreamento das fachadas
nos horários em que o sol está mais baixo, ou para
as fachadas em que os percursos solares estão, na
maior parte, na diagonal em relação à fachada
(Nordeste, Sudoeste, Sudeste).
Uso do cobogó
O cobogó, de grande aplicação no nordeste do país,
é um exemplo de sistema misto em escala reduzida
(BITTENCOURT, 1988) que além de proporcionar
sombreamento, permitem a ventilação e
iluminação, com a manutenção da segurança e
privacidade dos ambientes.
Prateleira de Luz:
A projeção da lâmina horizontal da prateleira em
direção ao ambiente externo aumenta sua
exposição à radiação direta e dessa forma,
enquanto sombreia a porção inferior, ela reflete a
luz incidente na sua superfície superior através da
porção superior da janela em direção ao teto, sendo
refletida com maior profundidade para o ambiente
interior.
Uso de Brise de Vidro:
vidros especiais como anteparos externos, à 1
metro de distância em frente a janelas comuns.
Assim ocorre o impedimento da radiação solar
direta e a radiação absorvida pelo anteparo de vidro
é resfriada com a ventilação externa.
Melhor Orientação e o Que
Sombrear
Considerando a radiação solar, as janelas devem
preferencialmente ser localizadas nas fachadas,
sob menor impacto da radiação, orientações norte
e sul. Essa orientação é geralmente conflitante com
a direção dos ventos e por isso é necessário
ponderar quais as melhores opções e prioridades.
Melhor Orientação e o Que
Sombrear
Nas regiões caracterizadas por climas compostos
ou com elevadas amplitudes térmicas o
sombreamento das janelas é fundamental para
prevenção da intensa radiação solar direta, porém o
sombreamento das paredes apesar de ser
desejável não é crítico.
Em regiões de clima quente e úmido o
sombreamento não só das aberturas como também
das paredes é fundamental. Para edifícios verticais,
o sombreamento é o elemento mais eficaz para
redução dos ganhos térmicos internos.
Inércia Térmica para
Resfriamento
Uma edificação de elevada inércia térmica
proporcionará uma diminuição das amplitudes
térmicas internas e um atraso térmico no fluxo de
calor devido a sua alta capacidade de armazenar
calor, fazendo com que o pico de temperatura
interna apresente uma defasagem e um
amortecimento em relação ao externo. 
http://mme.gov.br/projeteee/glossario/fluxo-de-calor/
Envelope de alta inércia
térmica
Aplicar componentes de elevada inércia térmica
em todo o envelope do edifício (paredes, piso e
cobertura) auxiliará na redução das flutuações
térmicas diárias, onde o calor armazenado durante
o dia é reirradiado como energia térmica à noite.
Edificação semi-enterrada
Edificações semi-enterradas estão mais protegidas
da radiação solar e apresentam uma massa térmica
adicional através da integração com a terra para
estabilizar temperaturas de ar internas, uma vez
que a massa térmica da terra diminui e atrasa as
flutuações de temperatura do ciclo anual de
temperatura.
Teto jardim
Edificações semi-enterradas estão mais protegidas
da radiação solar e apresentam uma massa térmica
adicional através da integração com a terra para
estabilizar temperaturas de ar internas, uma vez
que a massa térmica da terra diminui e atrasa as
flutuações de temperatura do ciclo anual de
temperatura.
Microclima local
A cobertura vegetal do entorno da edificação traz
um grande benefício às condições de conforto da
edificação, pois retém água, que por processos
naturais de convecção é evaporada provocando
resfriamento pela diminuição da temperatura do ar,
contribuindo para geração de um microclima local