CONFORTO TERMICO - BICLIMATOLOGIA

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Conforto Térmico e 
Bioclimatologia
Introdução ao Conforto Térmico
• A importância do estudo de conforto 
térmico está baseada principalmente em 
3 fatores:
9A satisfação do homem ou seu bem estar em se 
sentir termicamente confortável;
9O desempenho humano ao realizar tarefas;
9A conservação de energia
Conceito
Segundo a ASHRAE Standard 55, 
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 suor estiverem dentro de 
certos limites, pode-se dizer que 
o homem sente Conforto 
Térmico.
Conforto Térmico
• As pesquisas normalmente utilizadas em estudos de 
conforto térmico, são divididas em dois grandes 
grupos:
Tipos de Pesquisa em Conforto Térmico
™Pesquisas em 
Câmaras Climatizadas
™Pesquisas de Campo
São aquelas realizadas no interior de 
ambientes totalmente controlados pelo 
pesquisador, onde as variáveis 
ambientais e pessoais são manipuladas
São aquelas realizadas em situação real, 
onde o pesquisador não interfere de 
maneira nenhuma sobre as variáveis
Variáveis de Conforto Térmico
VARIÁVEIS AMBIENTAIS
— Temperatura do ar
— Temperatura radiante média
— Umidade relativa
— Velocidade do ar
Variáveis de Conforto Térmico
ATIVIDADE FÍSICA
— Quanto maior a
atividade física, maior
o metabolismo
VESTIMENTA
— Resistência térmica da 
roupa medida em “clo”.
• ISO 7730 – 2005: Determinação e Interpretação analítica de 
conforto térmico usando o cálculo do índices de PMV e PPD e 
critérios de conforto térmico local.
• ISO 7726 – 1998: Instrumentos para Medição de quantidades 
físicas 
• ASHRAE Standard 55 – 2004: Condições Ambientais Térmicas 
para ocupação Humana
• ISO 7243 – 1989: Ambientes Quentes – Estimativa de estresse 
térmico em trabalhadores, baseado no índice IBUTG
Normalização de Conforto Térmico e Estresse Térmico
• ISO 11079 – 2007: Determinação e Interpretação do estresse 
térmico por frio, utilizando isolamento requerido de vestimenta 
(IREQ).
• ISO 8996 – 2004: Ergonomia – Determinação da produção de calor 
metabólico.
• ISO 9920 – 2007: Ergonomia de Ambientes Térmicos – Estimativa 
de isolamento térmico e resistência evaporativa de um traje de 
roupa.
• NR 15: Limites de Tolerância para Exposição ao Calor. Ministério 
do Trabalho.
Normalização de Conforto Térmico e Estresse Térmico
Trocas Térmicas™ O homem é Homotérmico
™ Metabolismo
™ Evaporação
™ Condução
™ Convecção
™ Radiação
MecanismosTermorreguladores
Em condição de Frio
— Vasoconstrição Periférica
— Arrepio
— Aumento do Metabolismo
— Mecanismos Instintivos e Culturais
MecanismosTermorreguladores
Em condição de Calor
— Vasodilatação Periférica
— Suor
— Redução do Metabolismo
— Mecanismos Instintivos e Culturais
™ A equação de conforto térmico foi expandida para 
englobar uma grande gama de sensações térmicas, 
utilizando-se o Voto Médio Estimado (PMV), através 
de análises estatísticas (estudos de Fanger, 
Dinamarca):
Equação do PMV
Onde:
PMV = Voto médio estimado, ou voto de sensação de conforto
M = Atividade desempenhada pelo indivíduo
L = Carga térmica atuante sobre o corpo
™ A escala sétima da ASHRAE, ou escala de sete 
pontos utilizada nos estudos de Fanger, é usada 
para determinar a real sensação térmica das 
pessoas:
Equação do PMV
Muito quente
Quente
Levemente quente
Neutro
Levemente Frio
Frio
Muito Frio
+ 3
+ 2
+ 1
0
-1
-2
- 3
™ O PMV é um índice que prevê o valor médio de um 
grande grupo de pessoas, segundo uma escala de 
sensações de 7 pontos;
™ É determinado quando a Atividade (taxa metabólica) e as 
Vestimentas (resistência térmica) são conhecidas e os 
parâmetros físicos são medidos (tar; trm; var e umid);
™ Índice baseado no Balanço de calor do corpo com o 
ambiente.
™ Para o equacionamento foram consideradas as respostas 
fisiológicas do sistema termoregulador de mais de 1300 
pessoas, tratadas estatisticamente:
ISO 7730 – Voto Médio Estimado - PMV
ISO 7730 – Percentagem de Pessoas 
insatisfeitas - PPD
™ O índice PPD, estabelece a quantidade estimada de 
pessoas insatisfeitas termicamente com o ambiente;
™ Se baseia no voto da escala sétima de sensações;
™ Pode ser determinado pela equação em função do 
PMV ou ...:
ISO 7730 – Percentagem de Pessoas 
insatisfeitas - PPD
™ ..pela figura:
ISO 7730 – Anexo A (Informativo) – Exemplos de 
requisitos de conforto térmico para diferentes categorias 
de ambientes e tipos de espaço:
Conceito
CLIMATOLOGIA aplicada às
relações com os seres vivos.
Climatologia Aplicada à Arquitetura
V. OLGYAY e OLGYAY A. (1973)
— Design with Climate: Bioclimatic Approach to
Architectural Regionalism
Projeto Bioclimático
B. GIVONI (1969)
— Man, Climate and Architecture.
Bioclimatologia
’ “Estilo Internacional”;
’ Crise de Energia;
’ Requisitos Básicos para
projeto e análises
térmicas de edificações;
’ Países em
desenvolvimento: 
a climatologia tem se
desenvolvido mais em
função da aviação e
agricultura
Importância dos 
Dados Climáticos 
para a Edificação
Dados Climáticos – para quê?
• Dimensionamento de sistemas de ar condicionado-
condições extremas
– Temperatura de Projeto ASHRAE 1%; 2,5%; 5% e TBU 
coincidente
– NBR6401
– Graus-hora, temperaturas BIN
• Avaliação de desempenho térmico
– Dias típicos
– TRY
– TMY
• Análise Bioclimática
– TRY, TMY
– Normais
Dados Climáticos – para quê?
• Avaliação de consumo de energia 
– TRY
– TMY
– WYEC
• Outros usos
– Chuva dirigida
– Dimensionamento de estruturas – cargas de vento
– Dimensionamento de sistemas solares de 
aquecimento de água e PV
Avaliação de desempenho térmico
• Simulação de 
ventilação natural
• Simulação de 
temperaturas e 
umidades
• Contato com o solo
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 01/05 
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 01/05 
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 01/06 
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 01/06 
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 01/07 
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 01/07 
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 01/08 
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 01/09 
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 01/09 
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 01/10 
01:00:00
 01/10 
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 01/11 
01:00:00
 01/11 
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(
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C
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Text Tint Tb
Análise Bioclimática - TRY
Análise Bioclimática - Normais
Avaliação de Consumo de energia
• Simulação de edifício 
comercial
– Projeto
– Retrofit
– Operação
0
100
200
300
400
500
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
Mês
C
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(
M
W
h
)
Real
Simulado
Arquitetura Bioclimática
Faz uso da tecnologia que se 
baseia na correta aplicação dos 
elementos arquitetônicos, tirando 
partido do clima, com o intuito de 
fornecer ao ambiente construído 
um alto grau de conforto 
higrotérmico, com baixo consumo 
energético.
Projeto Bioclimático
CARTA BIOCLIMÁTICA DE OLGYAY
Como relacionar clima e soluções bioclimáticas
Projeto
Bioclimático
— Desenvolvida por Givoni
em 1992
— Construída sobre o
diagrama psicrométrico
— Foi Adotada no Analysis-Bio (mais adequada para o Brasil
ŠLimites de conforto para países em desenvolvimento
ŠSe baseia em temperaturas internas
CARTA BIOCLIMÁTICA DE GIVONI
Carta
Bioclimática
ZONA DE CONFORTO VENTILAÇÃO RESFR. EVAPORATIVO
Carta
Bioclimática
REFRIGERAÇÃOMASSA TÉRMICA P/ 
RESFRIAMENTO
UMIDIFICAÇÃO
AQUECIMENTO 
SOLAR
MASSA TÉRMICA C/ 
AQUECIMENTO SOLAR
AQUECIMENTO 
ARTIFICIAL
CartaBioclimática
CARTA BIOCLIMÁTICA
ESTRATÉGIAS
Exemplo de Aplicação (TRY)
Florianópolis
Programa Analysis Bio: www.labeee.ufsc.br/downloads
ESTRATÉGIAS
Exemplo de Aplicação (TRY)
Natal CARTA BIOCLIMÁTICA
Belém Brasília
Rio de Janeiro Florianópolis
Avaliação Bioclimática pelas Normais 
Climatológicas
Serão necessários VALORES MENSAIS de:
— Média, média das máximas e média das mínimas
da temperatura do ar
— Umidade relativa média
Avaliação Bioclimática pelas Normais 
Climatológicas
1- Achar o ponto A
Temperatura média mensal e 
umidade relativa média
Avaliação Bioclimática pelas Normais 
Climatológicas
2- Achar os pontos B e C
Temperatura média das 
min e temperatura média 
das máx.
Avaliação Bioclimática pelas Normais 
Climatológicas
3- Traçar a linha
Considerar 1,5g/kg de 
variação do conteúdo de 
umidade
Diretrizes construtivas para 
habitações unifamiliares de 
interesse social
ABNT NBR 15220-3 - Desempenho térmico de edificações - Parte 3: 
Zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para 
habitações unifamiliares de interesse social
Estabelece um zoneamento bioclimático brasileiro, abrangendo um 
conjunto de recomendações e estratégias construtivas destinadas às 
habitações unifamiliares de interesse social.
Diretrizes construtivas para habitações 
unifamiliares de interesse social
Limites aceitáveis de indicadores do desempenho 
térmico de coberturas
Zona Coberturas recomendadas Transmitância 
térmica (W/m2.K) 
Atraso térmico 
(horas) 
Fator Solar 
(%) 
1 a 6 Leves e isoladas U ≤ 2,00 ϕ ≤ 3,3 FS ≤ 6,5 
7 Pesadas U ≤ 2,00 ϕ ≥ 6,5 FS ≤ 6,5 
8 Leves e refletoras U ≤ 2,30 x FT* ϕ ≤ 3,3 FS ≤ 6,5 
 
Diretrizes construtivas para habitações 
unifamiliares de interesse social
Zona Paredes externas 
recomendadas 
Transmitância térmica 
(W/m2.K) 
Atraso térmico 
(horas) 
Fator 
Solar (%) 
1 e 2 Leves U ≤ 3,00 ϕ ≤ 4,3 FS ≤ 5,0 
3, 5 e 8 Leves e refletoras U ≤ 3,60 ϕ ≤ 4,3 FS ≤ 4,0 
4, 6 e 7 Pesadas U ≤ 2,20 ϕ ≥ 6,5 FS ≤ 3,5 
 
Limites aceitáveis de indicadores do desempenho 
térmico de paredes externas
Diretrizes construtivas para habitações 
unifamiliares de interesse social
Zona Área de abertura para ventilação 
(A = % da área do piso) 
Sombreamento das aberturas 
1, 2 e 3 Média: 15% < A < 25% Permitir sol durante o período frio 
4, 5 e 6 Média: 15% < A < 25% Sombrear 
7 Pequena: 10% < A < 15% Sombrear 
8 Grande: A > 40% Sombrear 
 
Recomendações quanto ao dimensionamento e 
sombreamento de aberturas
Diretrizes construtivas para habitações 
unifamiliares de interesse social
Estação Zona 1 Zona 2 Zona 3 Zona 4 Zona 5 Zona 6 Zona 7 Zona 8
Verão - J J H, J J H, J H, J J, K 
Inverno A, B, C A, B, C B, C B, C C C - - 
 
Estratégias bioclimáticas correspondentes à cada zona, 
para verão e inverno
A - 
B - 
C - 
D - 
E - 
F - 
G + H -
H + I - 
I + J - 
K - 
L - 
Sistema artificial de aquecimento 
Aquecimento solar da edificação 
Massa térmica para aquecimento 
Conforto térmico (baixa umidade) 
Conforto térmico 
Desumidificação (renovação do ar)
Resfriamento evaporativo 
Massa térmica de refrigeração 
Ventilação 
Sistema artificial de refrigeração 
Umidificação do ar 
 
Estratégias Bioclimáticas
VENTILAÇÃO
ESPAÇOS FLUIDOS
FORMA E ORIENTAÇÃO
VENTILAÇÃO
VENTILAÇÃO VERTICAL
DIRECIONAMENTO
DO AR
VENTILAÇÃO
SOB A EDIFICASOB A EDIFICAÇÇÃOÃO
VENTILAÇÃO
PELA COBERTURAPELA COBERTURA
VENEZIANASVENEZIANAS
RESFRIAMENTO EVAPORATIVO 
E UMIDIFICAÇÃO
ÁREAS GRAMADAS OU
ARBORIZADAS
RESFRIAMENTO EVAPORATIVO E 
UMIDIFICAÇÃO
RESFRIAMENTO EVAPORATIVO
DAS SUPERFÍCIES
UMIDIFICAÇÃO
RESFRIAMENTO 
EVAPORATIVO INDIRETO
RESFRIAMENTO EVAPORATIVO E 
UMIDIFICAÇÃO
RESFRIAMENTO EVAPORATIVO E 
UMIDIFICAÇÃO
Vegetação, Lagos e 
Espelhos d´água
Brisbaine - AU Brasília - DF
VEGETAÇÃO
MASSA 
TÉRMICA
AQUECIMENTO 
SOLAR
GANHO DIRETO
GANHO INDIRETO
AQUECIMENTO SOLAR
GANHO DIRETO
AQUECIMENTO SOLAR
GANHO INDIRETO
AR 
CONDICIONADO
— Ar condicionado de janela
— Minicentrais de pequeno porte
— Minicentrais do tipo “Multisplit”
— Self contained
— Chiller & Fan-coil
— Centrífugas
AQUECIMENTO 
ARTIFICIAL
— Radiador incandescente
— Convector elétrico
— Painel radiador de baixa temperatura
— Aquecedor central
OUTRAS TÉCNICAS:
O SISTEMA DE 
ABERTURAS
VENTILAÇÃO CRUZADA
VENTILAÇÃO SELETIVA
BRISES COM PARTES MÓVEIS
BRISES DO TIPO
LIGHT SHELF
OUTRAS TÉCNICAS: O SISTEMA DE 
ABERTURAS
BRISES
Sombreamento
BRISES
Sombreamento
Brises, 
marquises, 
cobogós