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CONFORTO TÉRMICO – FERRAMENTAS E SIMULAÇÕES Profª. Esp.: Karol Moreira FATORES 1. Ambientais: • Temperatura do Ar (Tar) • Velocidade do Ar, • Umidade Relativa (UR) • Temperatura Radiante Média (TRM) 2. Pessoais • Atividade Metabólica (MET) • Vestuário (CLO) ÍNDICES 1. PMV (Voto Médio Previsto) É um índice que estima a sensação térmica média de um grupo de pessoas, numa escala de –3 (muito frio) a +3 (muito quente). Ele combina variáveis ambientais e pessoais para prever se o ambiente será percebido como confortável ou não. 2. PPD (Porcentagem Prevista de Insatisfeitos) É o índice que estima a porcentagem de pessoas insatisfeitas em um ambiente térmico. Ele se baseia no PMV e varia de cerca de 5% (mínimo possível) até 100% de insatisfeitos. ÍNDICE 1. Temperatura Efetiva (TE) Índice que combina temperatura do ar, umidade relativa e velocidade do ar, traduzindo a sensação térmica percebida pelo corpo. 2. Heat Indez (Indice de Calor) É um indicador meteorológico que combina a temperatura do ar e a umidade relativa para determinar como as sensação de calor real e o risco de estresse térmico, muito usado em climas quentes e úmidos CARTA PSICOMÉTRICA Carta psicrométrica: é um gráfico que relaciona temperatura do ar, umidade relativa, ventilação e calor radiante, permitindo visualizar em que condições o ambiente está dentro ou fora da zona de conforto térmico e indicar ajustes necessários. Dentro da carta, há uma zona de conforto definida pela ASHRAE (ex.: entre 20–26 °C e 30–60% UR). Então como saber se está ou não dentro da Zona de Conforto? 1. Identificação dos Eixos: • Horizontal (x): temperatura do ar (°C). • Vertical (y): umidade absoluta ou razão de umidade (g de vapor/kg de ar seco). • As linhas curvas representam a umidade relativa (%). 2. Como inserir dados: • Meça Temperatura do Ar (Tar) e Umidade Relativa (UR) com um higrômetro. • Localize a temperatura no eixo x. • Siga a linha correspondente de UR no gráfico (ex.: 50%). • O ponto onde se cruzam Tar e UR é a condição do ar. GRÁFICO DE OLGYAY É uma ferramenta bioclimática que cruza temperatura do ar e umidade relativa em um gráfico, mostrando a zona de conforto e indicando, por meio de setas, quais estratégias arquitetônicas devem ser aplicadas quando o clima está fora dessa zona (como ventilação, sombreamento ou aquecimento). Sobre o gráfico estão desenhadas zonas de conforto e setas que indicam as estratégias necessárias quando um ponto climático cai fora dessa zona. 1. Identificação dos Eixos: • Horizontal (x): temperatura do ar ºC. • Vertical (y): umidade relativa (%). 2. Como inserir dados: • Pegue Tar e UR de uma condição (diária, média mensal ou medida real). • Localize no gráfico (como na carta psicrométrica). • Se o ponto cair dentro da zona central, há conforto. • Se cair fora, siga a seta do diagrama ela aponta a estratégia projetual necessária. GRÁFICO DE GIVONI É um diagrama bioclimático que relaciona temperatura do ar e umidade relativa para indicar zonas de conforto e as estratégias arquitetônicas adequadas a cada condição climática, como ventilação, massa térmica ou aquecimento passivo. O gráfico é dividido em zonas climáticas, cada uma associada a uma estratégia de conforto: • Zona de conforto. – UR: 20 a 80%, Tar: 18 a 29ºC • Zona de ventilação. – UR: acima de 80%, Tar: 29 a 32ºC • Zona de resfriamento evaporativo. – Tar: acima de 32ºC • Zona de resfriamento de massa térmica. – dia Tar Alta e noite Tar baixa • Zona de ventilação noturna e resfriamento de massa térmica. – Tar acima de 32ºC • Zona de umidificação. – UR: abaixo de 20% e Tar: menor que 27ºC • Zona de massa térmica para aquecimento. – Tar: 12,5 a 18ºC • Zona de aquecimento solar passivo. – Tar: 9 a 12,5ºC • Zona de aquecimento solar ativo – Tar: 4 a 9ºC 1. Identificação dos Eixos: • Horizontal (x): temperatura de bulbo seco (Tar). • Vertical (y): umidade relativa (%). 2. Como inserir dados: • Use dados de temperatura média mensal e UR (extraídos de arquivos climáticos ou tabelas). • Marque os pontos no gráfico. • Veja em que zona cada ponto cai isso mostra a estratégia Predominante daquele mês. GRÁFICO DE GIVONI ATIVIDADE COM HIGRÔMETRO Agora vamos testar na prática os conceitos de Temperatura do Ar (Tar) e Umidade Relativa (UR). Se dividam em 2 grupos, onde vocês vão utilizar o higrômetro para medir as condições ambientais em diferentes pontos da sala de aula. Em seguida, registrem os valores na ficha fornecida e depois marquem no gráfico psicrométrico simplificado para verificar se o ambiente se encontra dentro ou fora da zona de conforto. INERCIA TÉRMICA materiais INERCIA TÉRMICA Os materiais e acabamentos desempenham um papel crucial na estratégia de conforto térmico. Um dos conceitos importantes a considerar é a inércia térmica que é a capacidade que um material possui de absorver, armazenar e liberar calor de forma gradual. Essa propriedade está diretamente ligada à densidade, à condutividade e ao calor específico: quanto maior a massa e maior a capacidade térmica do material, mais lentamente ele reage às mudanças de temperatura externa. Assim, a inércia atua como um “amortecedor” das variações térmicas ao longo do dia. INERCIA TÉRMICA E TROCAS DE CALOR A capacidade de absorver calor acontece porque todo material realiza trocas de calor por condução, convecção e radiação. Nas paredes externas, o calor do sol incide primeiro na superfície, que o absorve e o transfere para o interior por condução; em materiais de alta massa térmica (como concreto, tijolo maciço ou pedra), essa transferência é lenta, criando um desfasamento entre o pico de calor externo e o aquecimento interno, o que pode melhorar o conforto em climas de grande amplitude térmica. No entanto, em climas quentes e úmidos, esse mesmo atraso pode ser prejudicial, pois o calor armazenado ao longo do dia é liberado à noite, justamente quando se busca resfriamento. Já os materiais de baixa inércia térmica (como madeira leve ou drywall) aquecem e resfriam rapidamente, transmitindo calor quase de imediato, o que pode ser desconfortável em regiões de calor constante, mas vantajoso em locais com noites frias. DEFINIÇÃO DOS MATERIAIS Os materiais de construção podem ser classificados de acordo com sua inércia térmica, isto é, a capacidade de armazenar e liberar calor ao longo do tempo. Essa característica determina se um ambiente se aquece ou se resfria mais lentamente ou mais rapidamente. De forma geral, falamos em alta, média e baixa inércia térmica: Categoria / Inércia Exemplos de Materiais Função no Aquecimento Função no Resfriamento Alta Inércia Térmica Concreto maciço, tijolo maciço, pedra, adobe Funcionam como “acumuladores” de calor: absorvem a radiação solar durante o dia e a liberam lentamente à noite Retardam a entrada de calor externo, diminuindo o superaquecimento diurno. Média Inércia Térmica Madeira maciça, blocos cerâmicos ocos, argamassas Possuem capacidade moderada de armazenar calor, oferecendo equilíbrio térmico em climas amenos. Amortecem parcialmente o ganho de calor durante o dia e permitem dissipação razoável à noite. Baixa Inércia Térmica Madeira leve, drywall, placas de gesso acartonado, chapas metálicas finas e vidro Quase não armazenam calor, resfriando rapidamente após o pôr do sol; Reagem rápido às variações externas: aquecem e resfriam com facilidade. DINÂMICA ATIVIDADE EM SALA – ANALISE CLIMÁTICA • Manaus (úmido/quente): Jan 29 °C | 80% UR; Mai 28 °C | 83% UR • Brasília (tropical sazonal): Jul 20 °C | 35% UR; Nov 26 °C | 55% UR • Curitiba (mais ameno): Jul 15 °C | 70% UR; Jan 24 °C | 65% UR ATIVIDADE EM SALA – ANALISE CLIMÁTICA - ESTRATÉGIAS • Manaus • Brasília • Manaus Slide 1: Conforto térmico – ferramentas e simulações Slide 2: Fatores Slide 3: índices Slide 4 Slide 5: Carta psicométrica Slide 6: Gráfico de Olgyay Slide 7:Gráfico de givoni Slide 8: Gráfico de givoni Slide 9: Atividade com higrômetro Slide 10: Inercia térmica Slide 11: inercia térmica Slide 12: inercia térmica e trocas de calor Slide 13: Definição dos materiais Slide 14: dinâmica Slide 15: Atividade em sala – analise climática Slide 16: Atividade em sala – analise climática - estratégias