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CENTRO DE ENSINO SUPERIOR DE JUIZ DE FORA RELATÓRIO DE PESQUISA MEDIÇÃO DE DADOS MICROCLIMÁTICOS EM PRAÇAS DE JUIZ DE FORA-MG EQUIPE: Júlia Lima Adário Renata Magalhães Virgínia Campos Grossi Profa. Orientadora: Aline Calazans Marques Juiz de Fora 2016 MEDIÇÃO DE DADOS MICROCLIMÁTICOS EM PRAÇAS DE JUIZ DE FORA-MG Resumo O texto relata o processo e os resultados da pesquisa proposta para a disciplina Seminários I e II do Curso de Arquitetura e Urbanismo do Centro de Ensino Superior de Juiz de Fora. Entendendo a praça como espaço potencial para as dinâmicas urbanas, o recorte proposto para o tema resulta do interesse em compreender o microclima estabelecido nestes locais. O objetivo principal é gerar dados térmicos das superfícies de piso que permitam elaborar uma reflexão a respeito do microclima resultante das praças na malha urbana. A metodologia partiu do pressuposto de que as características urbanísticas e o caráter histórico da Praça da Estação corroboraram para a escolha deste espaço como objeto de estudo. A fim de estabelecer comparativos, definiu-se a Praça de São Mateus como objeto de interesse em razão da similaridade de elementos urbanos. Os dados foram colhidos in loco com instrumentos de medição térmica e luminosa. Acredita-se que o conjunto de dados levantados possam se desdobrar em inúmeras análises e incentivar a reflexão sobre a responsabilidade do arquiteto e do urbanista enquanto projetistas e planejadores do espaço público. Palavras-chave: Microclima de praças, análise bioclimática, conforto ambiental. APRESENTAÇÃO Este material se apresenta como resultado da pesquisa desenvolvida para a disciplina de Seminários I e II do Curso de Arquitetura e Urbanismo do Centro de Ensino Superior de Juiz de Fora. O processo de recorte do tema, definição de métodos, medição e análises se deu ao longo do primeiro semestre letivo de 2016. O presente relatório destina-se a descrever o processo, reunir e expor os dados coletados, além de apresentar algumas das possíveis interpretações que são possíveis de serem construídas a partir do somatório de um processo de observação e aferição de dados e condicionantes de um determinado objeto de estudo. OBJETIVOS Geral: Realizar medições de dados climáticos em praças de Juiz de Fora – MG; Específicos: Realizar medições de temperatura, umidade e iluminância in loco; Realizar medições de temperatura superficial dos materiais de revestimento de piso das praças; Estabelecer comparativos entre dados mesoclimáticos (estação meteorológica de medição) e dados microclimáticos (medição in loco). JUSTIFICATIVA As questões conceituais, ambientais, técnicas, estéticas e funcionais desempenham papéis complementares durante o processo de projeto, exigindo constante simulação, experimentação e pesquisa entre eles. Dentro deste contexto, a investigação in loco torna-se uma oportunidade fundamental da academia, definindo-se como espaço de produção de conhecimento e verificação da bagagem teórica adquirida. Encontra-se nos equipamentos de medição disponíveis no Laboratório de Conforto Ambiental do Curso de Arquitetura e Urbanismo a oportunidade de medições externas e coleta de dados climáticos em locais específicos. A praça é um espaço potencial para o estudo do microclima urbano devido às áreas livres e sombreadas. Configura-se, portanto, a praça como objeto deste estudo. METODOLOGIA O método adotado para o desenvolvimento da pesquisa baseia-se em medição in loco e análise comparativa dos resultados. A análise comparativa terá perfil quantitativo e qualitativo. O quantitativo será obtido através da compatibilização entre os dados mesoclimáticos e microclimáticos, permitindo interpretações próprias à tipologia da praça. O qualitativo poderá ser estabelecido a partir de observações e anotações colhidas ao longo do período da pesquisa. DEFINIÇÃO DE MÉTODOS Os equipamentos utilizados para a medição dos dados foram: (i), Luxímetro Digital Portátil Modelo LD-220 Light Meter Pro e, (ii) Instrutherm THDL – 400 Environment Meter, instrumentos do Laboratório de Conforto Ambiental do Curso. Os dados mesoclimáticos foram obtidos através do site www.cptec.inpe.br, estes foram registrados simultaneamente às medições in loco. Foi feita uma medição piloto, o que nos ajudou a desenhar a tabela abaixo. Para as anotações, foi criada uma tabela base: DIRETRIZES PARA MEDIÇÃO EM CAMPO Para a medição, foram estabelecidas duas praças existentes como objeto de estudo. O horário de medição estabelecido foi entre 13:30 horas e 14:30 horas a fim de obter medições com céu encoberto, parcialmente coberto e ensolarado. Para realizar as medições nos dividimos em duplas, alternando os dias. Foram estabelecidos três pontos específicos das medições em cada praça, e nesses pontos, as pavimentações que serão consideradas (quatro diferentes tipos de pavimentações). Consideramos que deve-se deixar o aparelho imóvel entre 2 a 3 minutos para sua estabilização completa. Para isso, foi elaborada uma tabela de síntese das informações a serem colhidas em campo: ANÁLISE DOS DADOS Os dados colhidos in loco permitiram o desenvolvimento de análises em três campos diferentes e complementares: (i) máscara de sombra do entorno; (ii) diagrama do zoneamento bioclimático e, (iii) gráfico comparativos. Máscara de sombra do entorno imediato das praças em estudo A máscara de sombra foi elaborada de acordo com as orientações descritas por Frota (2004). Este estudo consistiu na utilização da Carta Solar para sua realização mais precisa. Primeiramente, entende-se como relevante uma apresentação dos edifícios que contornam as praças e em seguida serão apresentados os pontos de medição e por fim as máscaras de sombra. Praça da Estação Edifícios históricos com gabarito de 1 – 6 pavimentos Praça São Mateus 5 edifícios iguais localizados na praça de 1 – 6 pavimentos Edifício Residencial (Edifício 01) do lado oposto à praça, na Avenida Itamar franco de 7 – 11 pavimentos. Hotel Victory (Edifício 02) do lado oposto à praça, na Avenida Itamar Franco de 12 – 15 pavimentos. Pontos de medição de cada praça: (ponto 1 – praça da estação) (ponto 2 – praça da estação) (ponto 3 – praça da estação) (ponto 1 – praça são mateus) (ponto 2 – praça são mateus) (ponto 3 – praça são mateus) Em cada praça foram definidos três pontos de medição registrados nos croquis de implantação apresentados abaixo. Praça da Estação Croqui Praça da Estação Croqui Praça São Mateus O método de construção de elaboração da máscara de sombra é descrito a seguir: foram mapeadas as praças e junto com o arquivo disponibilizado pela Prefeitura de Juiz de Fora (PJF) confeccionamos um croqui com os pontos de medição e próximos a eles o entorno imediato, com as edificações e vegetação relevante para determinado lugar. Com um corte esquemático de cada praça ilustrando a relação de alturas e suas influências em relação aos locais de medição, pegamos a angulação exata utilizando o transferidor. Logo, passamos para a vista de topo, traçamos as arestas em relação ao ponto definido e junto às angulações definimos a máscara. Levando em consideração que as medições foram feitas entre 16 de abril e 21 de maio (em azul) e os horários pré-definidos para cada praça, sendo a da Estação às 13:30 horas e a praça São Mateus às 14:30 horas. Máscaras de sombra da Praça da Estação. (a) ponto 01; (b) ponto 02; (c) ponto 03. Fonte: Acervo do autor Em análise, as edificações 01 e 02, com no máximo 6 pavimentos, sombreiam o ponto 01 (a) a partir das 15:00 horas. Já o ponto 02 (b), é interessante perceber que está a baixo de uma grande árvore centenária, sendo que em todas as medições estava encoberto. Vale lembrar que as copas de outras árvores próximas a este ponto também são influentes.As edificações não influenciam no ponto (c) assim como as árvores pelo fato de não possuírem copas muito largas. Máscaras de sombra da Praça São Mateus. (a) ponto 01; (b) ponto 02; (c) ponto 03. Fonte: Acervo do autor Em análise, as edificações não influenciam no local de medição 01 (a). É o ponto que mais recebe iluminação na maior parte do dia. O ponto 02 (b), localizado ao centro da praça, também recebe muita iluminação durante o dia, e as edificações próximas não influenciaram em seu sombreamento no horário de medição. As edificações 01 e 02 influenciam muito na sombra do local 03 (c), mesmo sendo distantes. Portanto como conclusão parcial, acredita-se que através das análises das máscaras de sombra em cada um dos pontos, pôde-se observar a relevância das edificações e da massa verde do entorno imediato de cada praça. Concluímos que as edificações da Praça da Estação não influenciam nos pontos de medição, ao contrário do que acontece na Praça São Mateus. Também foi observado que a vegetação é muito mais considerável e presente na Praça São Mateus do que na Praça da Estação. Zoneamento Bioclimático O diagrama bioclimático para a cidade de Juiz de Fora foi gerado pelo software livre Analisys Bio, disponível para download no site do LABEEE – Laboratório de Eficiência Energética em Edificações, disponível no domínio www.labeee.ufsc.br. A partir deste diagrama de base foram inseridos pontos de referência para os dados colhidos in loco durante o processo de medição. Assim, pode-se observar e comparar os dados das medições da temperatura do ar (°C) e da umidade relativa da Praça da Estação e da Praça São Mateus. Os pontos de medição a princípio mostram-se deslocados das Normais pré-estabelecidas pelo diagrama para o mês de maio quando aconteceram as medições. Acredita-se que este fato se dê pelo caráter atípico das diferenças de temperatura e umidade que vem acontecendo no ano 2016. No entanto, este fato não impede que análises sejam efetuadas. Cabe ainda a observação que esta alteração provavelmente resulte do impacto do microclima inerente à praça inserida em uma malha urbana. Pela análise percebe-se que a maioria das medições estão situadas na Zona 1 - de conforto. Uma menor parte está situada na Zona 11, com temperaturas um pouco elevadas e umidade baixa a moderada, havendo a necessidade de métodos de ventilação, alta inércia e resfriamento evaporativo para se adquirir conforto. Outra parcela encontra-se na Zona 12, com temperaturas elevadas e umidade moderada, devendo-se obter alta inércia e resfriamento evaporativo afim de estabelecer conforto. Foi observado in loco, que nos dias e momentos das medições das Zonas 11 e 12, apesar de o céu estar parcialmente encoberto, havia uma menor quantidade de nuvens do que os outros dias de medições com céu parcialmente encoberto. Logo, este fato pode ter resultado em um aumento da temperatura local das praças em estudo, visto que havia maior incidência direta de radiação solar nas mesmas. Ao comparar os dados das medições em estudo das duas praças, a Praça da Estação apresentou melhores resultados de conforto térmico por ter a maioria das medições na Zona 1, no geral com a maioria das temperaturas mais baixas do que as temperaturas da Praça São Mateus. ANÁLISE COMPARATIVA DE DADOS ENTRE AS PLANILHAS A partir da planilha completa, faz-se possível organizar comparativos entre os diversos dados coletados in loco a fim de construir interpretações específicas sobre cada tema de interesse. Os resultados visam alimentar a discussão sobre a eficiência e o desempenho dos materiais adotados como revestimentos de piso das praças analisadas. A princípio, forma selecionados três comparativos a fim de investigar a convergência destas informações. Análise 01: Mesmo tipo de piso (pedra portuguesa) em diferentes pontos das praças estudadas. A Pedra Portuguesa foi escolhida para maior estudo dentre todos os pisos devido sua presença mais comum nas áreas públicas da cidade de Juiz de Fora. Na Praça São Mateus as curvas dos diferente pontos são bastante semelhantes. Nela, o ponto 1 foi o que apresentou temperaturas mais elevadas, fato diretamente relacionado a maior incidência de luz natural neste ponto com relação aos outros (pode se observar tal consideração pelo estudo da máscara de sombra). Na Praça da Estação as curvas dos diferentes pontos são mais heterogêneas entre si, e a curva do ponto 2 se destoa das outras, com temperaturas mais baixas. Através do estudo, concluiu se que isto ocorreu devido a Pedra Portuguesa no ponto 2 estar sombreada pela árvore centenária, em todos os momentos e dias de medições. Análise 02: Mesmo tipo de piso (pedra portuguesa) em praças diferentes. No gráfico abaixo, as legendas dos primeiros pontos se referem à Praça São Mateus e os abaixo destes, à Praça da Estação. Os dados revelam que as temperaturas da Pedra Portuguesa nas duas praças são claramente distintas. Sendo na Praça da Estação as temperaturas mais elevadas, com exceção do ponto 02 que está sombreado pela copa da árvore centenária. As características diferentes entre as praças, seus distintos sombreamentos e vegetações, influenciaram diretamente no resultado do gráfico. Análise 03: Diferentes tipos de piso em um mesmo ponto para cada uma das praças estudadas. Foi visto que em todos os três pontos da Praça São Mateus, as temperaturas dos diferentes pisos estavam próximas, e suas oscilações são semelhantes devido ao fato de estarem submetidos às intempéries similares. Apesar de os três pontos apresentarem características diferentes como fluxo de pessoas, ventos, sombras, entre outros, a oscilação entre eles foi similar e também parecida com a oscilação da temperatura do ar no local. Foi observado que nos dias de medição em que a temperatura dos pisos dos três pontos estavam mais elevadas (dias dois, quatro, seis e sete) havia uma considerável menor presença de nuvens no céu, o que provocou uma maior incidência de luz solar direta nos pisos com relação aos outros dias em estudo, aumentando a absorção de calor dos mesmos nestes respectivos dias. Nos dias de temperatura mais baixas (dia cinco e dia nove) o céu estava encoberto, resultando em uma menor incidência luz solar direta na praça. O asfalto foi o material que apresentou maiores temperaturas, fato provável de seu maior potencial de absorção e retenção de calor do que os outros materiais estudados nas praças. Diferente da Praça São Mateus, a oscilação da temperatura entre os três pontos em estudo da Praça da Estação se diferem mais entre si, fato considerado pelo grupo de estudo devido à observação da Praça da Estação apresentar características mais heterogêneas entre seus pontos do que a Praça São Mateus. O piso Intertravado 01 do ponto 1 apresentou temperaturas mais elevadas com relação ao mesmo piso do ponto 2. A Pedra Portuguesa do ponto 1 também apresentou temperaturas mais elevadas do que a Pedra Portuguesa do ponto 2. Isto pode estar relacionado devido ao fato de o ponto 1 apresentar maior fluxo de pessoas, e também devido ao ponto 2 apresentar uma grande área de sombreamento gerado por uma árvore. Através dos gráficos também foi visto que o ponto 3 apresenta curvas mais irregulares entre si, circunstância relacionada pelo grupo ao fato de este ponto apresentar pisos com características bem distintas e estarem expostos ao sol (com ausência de sombras) na maioria dos momentos dos dias de medições, causando uma discrepância das temperaturas entre eles pelos seus diferentes graus de absorção e retenção de calor. Logo, percebe-se que em ambas as praças, o tipo de material que compõe o piso interfere diretamente em sua temperatura, visto que ele apresenta um determinado grau de absorção e retenção de calor. Além da característica do material, as condições e características do local em que ele é inserido também interferem em sua temperatura, visto que as temperaturas de materiais idênticos em estudo situados em pontos diferentes foram desiguais. Ao mesmotempo percebe que materiais iguais situados em pontos diferentes em um mesmo dia de medição, apresentam temperaturas semelhantes, devido às características iguais destes materiais. CONCLUSÃO Com os métodos de estudo utilizados, pode se comparar o conforto térmico das duas áreas públicas de Juiz de Fora (Praça São Mateus e Praça da Estação). Observa-se a relação direta do tipo de material, clima, microclima e informações colhidas in loco e estudadas (horário de sombreamentos, fluxo de pedestres, ventos, entre outros) com a temperatura local e dos pisos das praças estudadas, e consequentemente com seu conforto térmico. É importante portanto estudar e considerar todas estas características, sobretudo nas áreas públicas de lazer, para qualificar o conforto ambiental (principalmente térmico) do local. Levando as em consideração durante o Projeto Arquitetônico, pode-se trazer melhor bem estar, conforto e qualidade de vida aos usuários. REFERÊNCIAS FROTA, Anésia. Geometria da Insolação. São Paulo: Geros, 2004. ANALYSIS-BIO (software livre). Desenvolvido por LABEEE. Disponível em: www.labeee.ufsc.br. Consultado em maio/2016 ANEXOS
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