INSOLAÇÃO NO PROJETO DE ARQUITETURA - Arq Claudia Barroso-krause

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InsolaInsolaçção no projeto de ão no projeto de 
arquiteturaarquitetura
Arq. Cláudia Barroso-Krause, D.Sc
DTC e PROARQ
FAU/UFRJ
www.fau.ufrj.br/proarq
Barroso-krause@proarq.ufrj.br
Conhecer as necessidades ambientais da Conhecer as necessidades ambientais da 
atividade prevista atividade prevista àà edificaedificaçção ...ão ...
... e trabalhar as decisões ... e trabalhar as decisões 
projetuais em funprojetuais em funçção.ão.
18
28
°C
1 occ. 2 occ.
Excesso de calorExcesso de calor
FrioFrio
tt
18
28
°C
t t
1 occ. 2 occ.
Excesso de calorExcesso de calor
FrioFrio
Conforto ambiental no projetoConforto ambiental no projeto
Elementos de decisão de projeto envolvidos::
• tratamento do entorno
• distribuição da volumetria em função do entorno
• tratamento de fachadas
– escolha e proteção de aberturas
• luz e ar, luz sem ar, ar sem luz 
– distribuição dos ambientes internos
– inclusão das necessidades visuais, acústicas e respiratórias
M – Metabolismo, ou a produção de calor 
interno do corpo face a determinada 
atividade. Pode ser incrementada pela 
ingestão de alimentos e líquidos.
R – trocas por radiação. Entre o Sol e o 
corpo, entre o corpo e a abóbada celeste, 
entre o corpo e os demais corpos (paredes, 
etc.)
C – trocas por condução, contato. Entre o 
corpo e toda superfície em que ele toca.
Cv – trocas por convecção. Entre o corpo e 
o ar que está em seu contato direto.
E – trocas por evaporação/sudação. 
Eliminação do calor pela troca pulmonar, na 
expiração e através da pele, pelos poros.
E
R
Cv
C
R
R
Principais trocas higrotérmicas entre o 
homem e a construção:
R – trocas por radiação: entre o Sol e 
a construção, entre a abóbada celeste 
e a construção, entre o corpo e as 
paredes, entre as faces internas das 
paredes.
C – trocas por condução, contato entre 
o corpo e toda superfície em que ele 
toca, através das paredes.
Cv – trocas por convecção. Entre o 
corpo e o ar que está em seu contato 
direto, entre o ar e as paredes 
(externa e internamente).
Conforto ambiental e higrotermia: a Conforto ambiental e higrotermia: a 
questão primordialquestão primordial
•• Status do projeto: climatizado ou não?Status do projeto: climatizado ou não?
–– UsuUsuááriorio
–– clima exteriorclima exterior
–– ocupaocupaçção exteriorão exterior
•• As diferentes diretrizes que se impõemAs diferentes diretrizes que se impõem
–– conforto garantido conforto garantido internamenteinternamente
→→ isolamento/proteisolamento/proteççãoão
–– conforto conforto administrado com o exterioradministrado com o exterior
→→ →→ →→ estratestratéégias bioclimgias bioclimááticasticas
EstratEstratéégias de insolagias de insolaçção: proteão: proteçção ão 
solar ou aproveitamento seletivo ?solar ou aproveitamento seletivo ?
0
5
10
15
20
25
30
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
TBS[°C]
TBU[°C]
W[
g/
Kg
]
1
2
3
4
5
6
789
10
11
12
Fonte Programa Analysis 2.0 Bio - UFSC - ECV - LabEEE - N
zona Estratégias mais eficientes
1 Conforto higrotérmico
2 Ventilação
3 Resfriamento evaporativo
4 Massa térmica para resfriamento
5 Ar condicionado
6 Umidificação
7 Massa térmica e aquecimento solar
8 Aquecimento solar passivo
9 Aquecimento artificial
10 Ventilação + massa térmica para resfriamento
11 Vent. + massa térmica para resfr.. + Resfr. evap.
12 Massa térmica para resfriamento. + Resfr. Evap.
V
AQ
C
AC
Aproveitamento seletivo Proteção
A insolaA insolaçção no projeto das ão no projeto das 
construconstruççõesões
•• Pensando o Pensando o sobreaquecimentosobreaquecimento e a e a 
proteproteçção solar....ão solar....
Trocas tTrocas téérmicas entre o rmicas entre o 
homem e a construhomem e a construççãoão
• R - trocas por radiação: 
entre o Sol e a construção, 
entre a abóbada celeste e a 
construção, entre o corpo e 
as paredes, entre as paredes
• C - trocas por condução, 
contato; entre o corpo e toda 
superfície em que ele toca, 
através das paredes.
• Cv - trocas por convecção. 
Entre o corpo e o ar que está
em seu contato direto, entre 
o ar e as paredes(externa e 
internamente).
SituaSituaçções externas de ões externas de 
insolainsolaççãoão
•Fonte: Modelo para Elaboração de 
código de Obras e edificações -
IBAM 
SituaSituaçções externas de insolaões externas de insolaçção ão 
pontos crpontos crííticosticos
•Fonte: Modelo para Elaboração de código de Obras e edificações - IBAM 
•Prisma interno de 
ventilação e 
iluminação, 
afastamento 
frontal/lateral.. 
•Beirais, 
lanternins, 
domos, 
janelas..... 
•Planos 
mais 
expostos.... 
SituaSituaçções internas de ões internas de 
insolainsolaççãoão
•Fonte: Modelo para Elaboração de código de Obras e edificações - IBAM 
SituaSituaçções internas de ões internas de 
insolainsolaçção ão -- pontos pontos 
crcrííticosticos
•Fonte: Modelo para Elaboração de código de Obras e edificações - IBAM 
SituaSituaçções decorrentes de ões decorrentes de 
insolainsolaçção ão -- pontos e solupontos e soluçções ões 
externasexternas
•Fonte: Modelo para Elaboração de código de Obras e edificações - IBAM 
SituaSituaçções decorrentes de ões decorrentes de 
insolainsolaçção ão -- pontos e solupontos e soluçções ões 
externasexternas
•Fonte: Modelo para Elaboração de código de Obras e edificações - IBAM 
SituaSituaçções decorrentes de ões decorrentes de 
insolainsolaçção ão -- pontos e solupontos e soluçções ões 
externasexternas
•Fonte: Modelo para Elaboração de código de Obras e edificações - IBAM 
InsolaInsolaçção ão -- solusoluçções externasões externas
•Fonte: Modelo para Elaboração de código de Obras e edificações - IBAM 
Pintura 
branca 
externa
IinsolaIinsolaççãoão -- pontos e pontos e 
solusoluçções alternativasões alternativas
•Fonte: Modelo para Elaboração de código de Obras e edificações - IBAM 
SituaSituaçções decorrentes de ões decorrentes de 
insolainsolaçção ão -- oportunidadesoportunidades
Casa Solar – CATE/CEPEL
Cidade universitária RJ
www.cepel.br
SituaSituaçções decorrentes de ões decorrentes de 
insolainsolaçção ão -- oportunidadesoportunidades
N
N
SituaSituaçções internas de insolaões internas de insolaçção ão 
-- solusoluçções alternativasões alternativas
InsolaInsolaçção como diretriz de ão como diretriz de 
projetoprojeto
•Fonte: Guide de l’archietecture bioclimatique CEE - Altener
•Postigo isolado
varanda
pátio
sala
quarto
quarto
serv.
jogos.
InsolaInsolaçção como diretriz de projeto ão como diretriz de projeto 
invernoinverno
•Fonte: Guide de l’archietecture bioclimatique CEE - Altener
•Fonte: Guide de l’archietecture bioclimatique CEE - Altener
InsolaInsolaçção como diretriz de projeto ão como diretriz de projeto 
verãoverão
Projeto das proteProjeto das proteççõesões
Frequentemente os arquitetos se deparam 
com a necessidade de projetar elementos 
que protejam a edificação em 
determinadas horas ou estações do ano. 
Projeto das proteProjeto das proteççõesões
Frequentemente os arquitetos se deparam 
com a necessidade de projetar elementos 
que protejam a edificação em 
determinadas horas ou estações do ano. 
Varandas, sacadas, beirais, marquises, 
toldos, brises, cobogós, os instrumentos e 
as possibilidades de uso são enormes. 
Entretanto todas obedecem à mesma 
regra : o cálculo da trajetória solar sobre 
a edificação.
Para efeitos de projeto, o que queremos saber 
é, no período desejado, onde está o Sol, ou 
seja, conhecer a direção de seus raios e 
sobretudo,suas projeções horizontal e vertical. 
Desta forma poderemos trabalhar emplanta e 
em corte a edificação: dimensionando as 
fachadas mais expostas à radiação, os 
prismas, prevendo aberturas, calculando a 
forma de suas proteções.
A trajetA trajetóória ria 
solar para o solar para o 
projetoprojeto
N
O
ES
a
α
Nascer
do Sol
Por
do
Sol
Meio dia 
solar
• A posição espacial do Sol pode ser 
reproduzida no projeto se soubermos 
qual a sua altura solar - α - e o seu 
azimute - a . 
• Se, sobre um ponto do globo, 
marcarmos a direção dos pontos 
cardeais e fizermos uma projeção 
sobre o solo do Sol em determinado 
instante, chamaremos de azimute ao 
ângulo plano que esta projeção fará
com o Norte. E sobre este novo eixo, 
de a, ao ângulo relativo à altura solar.....
Os ângulos que interessam ao Os ângulos que interessam ao 
projetoprojeto
N
O
E
S
a
α
Nascer do
Sol
Por do
Sol
•Altura solar ( em corte 
normal à fachada)
•Azimute ( em 
planta)
Meio 
dia 
solar
Rememorando..Rememorando..
Adequar a edificação a seu entorno climático 
significa, 
entre outros 
procedimentos, 
garantir a justa cota 
de Sol e de ar , de 
forma a oferecer um 
ambiente propício às 
atividades ali 
previstas...
a
a
N
Instrumentos para estudo da Instrumentos para estudo da 
insolainsolaçção:ão:
Carta solar e transferidorCarta solar e transferidor
Fonte: Programa Luz do Sol, Mauricio Roriz Fonte: IBGE – www.ibge.gov.br
Itaperuna
Rio – Praça XVAngra dos Reis
Usos da carta solar:Usos da carta solar:
horhoráários de insolarios de insolaççãoão
•Fachada leste •Fachada noroeste ( az. 320°)
E
Movimento aparente do sol e Movimento aparente do sol e 
orientaorientaçção de fachadasão de fachadas
Movimento aparente do sol e 
orientação de fachadas
Movimento aparente do sol e 
orientação de fachadas
Movimento aparente do sol e 
orientação de fachadas
Uso da Carta solar e transferidor Uso da Carta solar e transferidor 
para cpara cáálculo de sombraslculo de sombras
•Estudo 1:
•Cálculo da sombra projetada 
ao solo
•Estudo 2:
•Cálculo da sombra em uma 
janela na fachada “Leste”
No dia 21/03 ( ou 24/09), 
na latitude 24S, às 10hs da 
manhã, o Sol incide sobre 
uma edificação...
E
azimute
55°
Planta
Equinócio, 
10 horas, 
Sombra 
projetada no 
solo
52°º
azimute
55°
Altura solar
Planta
Equinócio, 
10 horas, 
Sombra 
projetada no 
solo
Corte na 
direção do 
azimute
58°º
azimute
55°
Equinócio, 
10 horas, 
Fachada 
Leste
Altura solar
Planta
Corte na 
fachada
Projeto de sombra no solo, Projeto de sombra no solo, LatLat. . 
24S, 10 horas, equin24S, 10 horas, equinóócios..cios..
α =52°
Az =55°5 2
°
Sombra na Sombra na 
fachada fachada 
Leste...Leste...
58°
Az =55°
α =58°
5 2
°
E
A partir daí, alinhar planta e cortes correspondentes, 
traçar os azimutes dos ângulos-limites sobre a planta, 
as respectivas alturas solares sobre os cortes e...
projetar elementos arquitetônicos eficientes nas duas 
representações ( planta e corte).
•Uso das proteções 
horizontais (trabalhadas 
primeiro em corte) e 
vertical+ horizontal 
(trabalhada em vai-vem)
•Uso das proteções 
horizontais (trabalhadas 
primeiro em corte) e 
vertical+ horizontal 
(trabalhada em vai-vem)
•Uso das proteções 
horizontais (trabalhadas 
primeiro em corte) e 
vertical+ horizontal 
(trabalhada em vai-vem)
55
58º
Diferentes 
soluções 
para um 
mesmo 
estudo 
solar...
•Fonte: Olgyay in Ecotécnicas em Arquitetura - JB Hertz, 
Ou seja, Ou seja, 
insolainsolaçção ão 
como diretriz como diretriz 
de projeto : de projeto : 
sombreamento sombreamento 
das aberturasdas aberturas
•Fonte: Olgyay in Ecotécnicas em 
Arquitetura - JB Hertz, 
Importante! Para efeitos de projeto, o que 
queremos saber é, no período desejado, onde 
está o Sol, ou seja, conhecer a direção de 
seus raios e sobretudo,suas projeções 
horizontal e vertical. 
•N
•O
•E
•S
a
α
Nascer do SolPor do Sol
Meio dia solar
ÉÉpocas do ano, do pocas do ano, do 
dia, em fundia, em funçção da ão da 
ocupaocupaçção e da ão e da 
espectativaespectativa
climclimáática:tica:
•Fonte: eficiência energética na 
Arquitetura - R.Lamberts, L.Dutra, 
F.Pereira
Exemplo de aplicação - solução adotada pelos 
arquitetos da PRISMA para a proteção das portas 
da cobertura, a partir da determinação dos 
ângulos limite
•Verão Inverno
•Opção : proteção horizontal, via pérgula contínua.
•Arquitetos: Leonardo Ozenda e Simone de Albuquerque, PRISMA Construtora
•Solução adotada pelos arquitetos da PRISMA
•Arquitetos: 
•Leonardo Ozenda e Simone de Albuquerque,
• PRISMA Construtora
SituaSituaçções externas de ões externas de 
insolainsolaçção ão -- solusoluçção PRISMAão PRISMA
SituaSituaçções externas de insolaões externas de insolaçção ão --
solusoluçção PRISMAão PRISMA
••AvaliaAvaliaçção das variantes (opão das variantes (opçções projetuais)ões projetuais)
Cargas térmicas: intensidade 
e horário de ocorrência
Horário e ângulos de insolação
•Resultados obtidos através do conjunto de 
soluções
Simulações com o software 
Casamo-Clim- cenerg- ENSMP
Em um dia típico de 
verão: zona em que é
necessário um aumento 
de ventilação interna
O projeto PRISMA, suas varandas, pérgulas, 
esquadrias.....
O projeto PRISMA, suas varandas, pérgulas, 
esquadrias.....
Sugestões principaisSugestões principais
•• Detalhe as necessidades ambientais da atividade Detalhe as necessidades ambientais da atividade 
prevista prevista àà edificaedificaççãoão
•• Verifique o potencial climVerifique o potencial climáático de seu projetotico de seu projeto
•• Dê prioridade ao clima naturalDê prioridade ao clima natural
•• FaFaçça uma releitura do ambiente construa uma releitura do ambiente construíído e dos do e dos 
grandes projetos grandes projetos 
•• Transforme as iniciativas com sucesso em banco Transforme as iniciativas com sucesso em banco 
pessoal de solupessoal de soluçções de projetoões de projeto
BibliografiaBibliografia
•• Manual de Conforto TManual de Conforto Téérmicormico
– A .Frota, S. Schiffer - Ed. Nobel
• Eficiência EnergEnergéética na Arquiteturatica na Arquitetura
– R. Lamberts, L. Dutra, F. Pereira - PW editores
•• Modelo Modelo para ElaboraElaboraçção de Cão de Cóódigo de Obras e digo de Obras e 
EdificaEdificaççõesões
– S. Bahia, P. Guedes - Ed. IBAM
•• Avaliação da influência das decisões projetuais sobre a 
eficiência energética de edificação residencial 
multifamiliar e sugestões
– C. Barroso-Krause - relatório de consultoria DCM-LIGHT
	þÿ
	Conhecer as necessidades ambientais da atividade prevista à edificação ...... e trabalhar as decisões projetuais em função.
	Conforto ambiental no projeto
	Conforto ambiental e higrotermia: a questão primordial
	Estratégias de insolação: proteção solar ou aproveitamento seletivo ?
	A insolação no projeto das construções
	Trocas térmicas entre o homem e a construção
	Situações externas de insolação
	Situações externas de insolação pontos críticos
	Situações internas de insolação
	Situações internas de insolação - pontos críticos
	Situações decorrentes de insolação - pontos e soluções externas
	Situações decorrentes de insolação - pontos e soluções externas
	Situações decorrentes de insolação - pontos e soluções externas
	Insolação - soluções externas
	Iinsolação - pontos e soluções alternativas
	Situações decorrentes de insolação - oportunidades
	Situações decorrentes de insolação - oportunidades
	Situações internas de insolação - soluções alternativas
	Insolação como diretriz de projeto
	Insolação como diretriz de projeto inverno
	Insolaçãocomo diretriz de projeto verão
	Projeto das proteções
	Projeto das proteções
	þÿ
	A trajetória solar para o projeto
	Os ângulos que interessam ao projeto
	Rememorando..
	Instrumentos para estudo da insolação:Carta solar e transferidor
	Usos da carta solar:horários de insolação
	Uso da Carta solar e transferidor para cálculo de sombras
	Projeto de sombra no solo, Lat. 24S, 10 horas, equinócios..
	Sombra na fachada Leste...
	þÿ
	Ou seja, insolação como diretriz de projeto : sombreamento das aberturas
	Épocas do ano, do dia, em função da ocupação e da espectativa climática:
	Situações externas de insolação - solução PRISMA
	Situações externas de insolação - solução PRISMA
	Sugestões principais
	Bibliografia