AULA 12

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TEORIA E PROJETO III: CONFORTO TÉRMICO, ILUMINAÇÃO E CONSUMO DE ENERGIA 
Prof. Me. Paulo Dantas 
TEORIA E PROJETO III 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL DAS EDIFICAÇÕES 
TEORIA E PROJETO III: CONFORTO TÉRMICO, ILUMINAÇÃO E CONSUMO DE ENERGIA 
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FONTES DE CALOR 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
Considerando o foco no conforto térmico, devemos avaliar de que forma o 
nosso ambiente se comportará em termos de ganhos térmicos. Nesse caso 
precisamos saber quais serão as fontes de calor que irão interferir na 
temperatura interna. 
Frota (2003) indica que em se tratando da carga térmica interna 
ao edifício, as fontes podem ser classificadas como: 
a) presença humana; 
b) sistemas de iluminação artificial; 
c) motores e equipamentos; 
d) processos industriais; 
e) calor solar 
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FONTES DE CALOR 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
Frota indica que a quantidade de 
calor dissipada pelo organismo 
humano para o ambiente depende 
essencialmente de sua atividade e 
que para este cálculo de ganho de 
calor, considera-se apenas o calor 
sensível. (tabela ao lado) 
PRESENÇA HUMANA 
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FONTES DE CALOR 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
A conversão de energia elétrica em 
luz gera calor sensível. Esse calor 
é dissipado, por radiação, para as 
superfícies circundantes, por 
condução, através dos materiais 
adjacentes, e por convecção para o 
ar. (FROTA, 2003) 
ILUMINAÇÃO ARTIFICIAL 
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FONTES DE CALOR 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
Lâmpadas incandescentes convertem apenas 10% de sua potência elétrica em luz, sendo 
que 90% se transforma em calor, dos quais 80% se dissipa por radiação e 10% por 
condução e convecção. 
Lâmpadas fluorescentes convertem 25% de sua potência elétrica em luz, sendo 25% 
dissipado, sob forma de calor radiante, para as superfícies circundantes e 50% dissipado 
por convecção e condução. O reator da lâmpada fluorescente fornece mais 25% da 
potência nominal da lâmpada sob forma de calor para o ambiente. 
Mas, como a luz também se transforma em calor depois de absorvida pelos materiais, no 
caso de iluminação com lâmpadas incandescentes adota-se como carga térmica a potência 
instalada e para fluorescentes, 125%, o que se refere à potência nominal total mais 25% 
referentes aos reatores. (FROTA, 2003) 
ILUMINAÇÃO ARTIFICIAL 
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FONTES DE CALOR 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
O sol vai ser responsável, em maior ou menor escala, pelo aquecimento dos 
ambientes internos, isto vai depender basicamente da intensidade da radiação 
que chega ao edifício e das características dos materiais da envoltória. 
Os dados relativos à intensidade da radiação solar incidente sobre as superfícies 
podem ser calculados por meio de fórmulas, sendo função da latitude, da data, 
da altitude, da nebulosidade, da poluição do ar etc e também da orientação do 
plano de incidência. Esses dados podem ser apresentados sob a forma de 
tabelas e de gráficos. 
SOL 
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FONTES DE CALOR 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
SOL 
Umas das formas de avaliar a necessidade 
de proteção solar se dá por meio da 
temperatura do ar externo. 
O software SOL-AR indica as temperaturas 
por hora por meio de manchas plotadas 
sobre a cara solar. 
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CLIMATIZAÇÃO 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
VENTILAÇÃO NATURAL 
A ventilação natural é basicamente o deslocamento do ar através do 
edifício. Ela vai ocorrer através de aberturas, umas funcionando como 
entrada e outras, como saída. 
Assim, as aberturas para ventilação deverão estar dimensionadas e 
posicionadas de modo a proporcionar um fluxo de ar adequado ao 
recinto. 
O fluxo de ar que entra ou sai do edifício depende da diferença de 
pressão do ar entre os ambientes internos e externos, da resistência ao 
fluxo de ar oferecida pelas aberturas, pelas obstruções internas e de 
uma série de implicações relativas à incidência do vento e forma do 
edifício. (Adaptado de FROTA, 2003) 
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CLIMATIZAÇÃO 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
VENTILAÇÃO NATURAL 
Além da possibilidade de redução da temperatura e umidade interna de 
um ambiente (dependendo do clima), a ventilação é importante como 
elemento de higienização do ambiente. 
 
A ventilação natural pode ocorrer em um edifício de duas maneiras: 
• Ação dos ventos: A força dos ventos promove a movimentação do ar 
através do ambiente. 
• Efeito chaminé: Onde o deslocamento de ar ocorre devido a diferença 
de densidade. Considerando que o ar quente (menos denso) tende a 
subir e o ar frio (mais denso) tende a descer. 
 
*É importante verificar a correlação entre esses princípios para que um 
não ocorra em contraposição ao outro. 
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CLIMATIZAÇÃO 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
VENTILAÇÃO NATURAL 
Frota (2003) indica que a renovação do ar dos ambientes pode ocasionar 
ganho ou perda de calor, dependendo da relação entre as temperaturas 
externa e internas (te ti). O cálculo de carga térmica transferida pela 
ventilação será: 
Esse cálculo revelará o número de renovações para 
uma determinada carga térmica! 
V __ Volume do recinto (m3) 
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CLIMATIZAÇÃO 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
VENTILAÇÃO NATURAL 
Para definir a quantidade de renovações por hora para um determinado ambiente 
deverá ser levado em consideração os aspectos relacionados a qualidade do ar e a 
temperatura. 
Em relação ao suprimento de oxigênio e a concentração máxima de gás carbônico 
no ar, é importante salientar que a diluição da concentração de gás carbônico requer 
maiores taxas de ventilação que o suprimento de oxigênio, entretanto, a renovação 
do ar para a diluição da concentração de gás carbônico é insuficiente para a 
desconcentração de odores corporais, que podem causar náuseas, dores de cabeça 
e mal-estar. 
Além disso o corpo humano emite, através da exsudação e da respiração, vapor de 
água para o ambiente, aumentando o teor de umidade do ar. 
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CLIMATIZAÇÃO 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
VENTILAÇÃO NATURAL 
Em relação a essas 
necessidades, Frota (2003) 
indica o uso do gráfico ao 
lado, apresentado pela 
A.C.G.I.H. (American 
Conference of Governmental 
Industrial Hygienists) e pela 
A.S.H.R.A.E. (American 
Society of Heating, 
Refrigerating and Air 
Condictioning Engineers) para 
a definição das renovações 
de ar por hora 
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VENTILAÇÃO NATURAL 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
A diferença de pressão exercida sobre o edifício pode ser causada pela 
ação dos ventos. O vento, considerado aqui como o ar que se desloca 
paralelamente ao solo em movimento lamelar, ao encontrar um 
obstáculo o edifício sofre um desvio de seus filetes e, ultrapassando o 
obstáculo, tende a retomar o regime lamelar.Paredes expostas ao vento estarão sujeitas a pressões positivas 
(sobrepressões), enquanto as paredes não expostas ao vento e à 
superfície horizontal superior estarão sujeitas a pressões negativas 
(subpressões). (Adaptado de FROTA, 2003) 
AÇÃO DOS VENTOS 
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VENTILAÇÃO NATURAL 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
AÇÃO DOS VENTOS 
Fonte:www.fpcolumbofilia.pt
/meteo/main0619.htm 
Um dos primeiros estudos 
realizados sobre a ação 
dos ventos, em busca de 
gerar uma escala de 
medição foi feito pelo 
General Francis Beaufort 
(1806). Essa escala 
determina condições 
confortáveis ou 
perturbadoras em relação 
a ventilação. 
MAURÍCIO RORIZ 
MAURÍCIO RORIZ 
MAURÍCIO RORIZ 
MAURÍCIO RORIZ 
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VENTILAÇÃO NATURAL 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
A distribuição das pressões sobre o edifício depende da direção dos ventos com relação ao 
edifício e do fato de estar exposto às correntes de ar ou protegido por outros edifícios ou 
qualquer obstáculo. A pressão exercida sobre um determinado ponto do edifício depende 
também da velocidade do vento e do seu ângulo de incidência. 
AÇÃO DOS VENTOS 
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VENTILAÇÃO NATURAL 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
AÇÃO DOS VENTOS 
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VENTILAÇÃO NATURAL 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
AÇÃO DOS VENTOS 
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VENTILAÇÃO NATURAL 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
AÇÃO DOS VENTOS 
O fluxo da ventilação devido à ação dos ventos pode ser calculado por 
meio da seguinte expressão: 
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VENTILAÇÃO NATURAL 
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AÇÃO DOS VENTOS 
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VENTILAÇÃO NATURAL 
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AÇÃO DOS VENTOS 
Maurício Roriz 
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VENTILAÇÃO NATURAL 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
AÇÃO DOS VENTOS 
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VENTILAÇÃO NATURAL 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
Ao lidar com edificações situadas na área urbana, o efeito da ação dos ventos pode ser 
pequeno em razão da proximidade entre as construções. Outra alteração previsível se 
refere à direção do vento, que não se mantém a nível intra-urbano, tendendo a seguir o 
traçado viário. 
Na eventualidade de construções espaçadas, até mesmo por exigência climática, o fator 
preponderante quanto à ação dos ventos é a determinação do sentido do fluxo de ar no 
interior das edificações. Obstáculos, produzidos por construções vizinhas, muros ou mesmo 
vegetação, podem inverter este sentido, modificando as pressões do ar sobre as superfícies 
externas. (FROTA, 2003) 
AÇÃO DOS VENTOS 
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VENTILAÇÃO NATURAL 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
AÇÃO DOS VENTOS 
Olgyay 1963 
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VENTILAÇÃO NATURAL 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
AÇÃO DOS VENTOS 
Lamberts 1997 
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VENTILAÇÃO NATURAL 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
AÇÃO DOS VENTOS 
Lamberts 1997 Olgyay 1963 
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VENTILAÇÃO NATURAL 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
AÇÃO DOS VENTOS 
As condições do micro clima local podem ser fortemente influenciadas pela existência de obstruções 
naturais ou edificadas, como a própria topografia local, a vegetação e edifícios circunvizinhos. Estas 
obstruções podem provocar alterações nas direções predominantes e velocidade dos ventos 
interceptados pela edificação. 
No meio urbano a velocidade dos ventos pode ser reduzida em menos da metade em relação a 
velocidade do ar do entorno, embora ruas estreitas e edifícios altos possam provocar efeitos de 
afunilamento duplicando a velocidade dos ventos. Fortes turbulências podem acontecer no lado 
oposto às obstruções (edificações). 
Os edifícios devem ser situados onde as obstruções aos ventos de verão são mínimas. 
No alto de morros a edificação tem exposição máxima aos ventos. Esta localização porém a torna 
vulnerável aos ventos de inverno. A lateral de morros e encostas é uma localização mais vantajosa 
onde o ar fresco flui morro abaixo ao longo das encostas criando brisas que pode ser bem diferentes 
dos padrões de ar da região 
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VENTILAÇÃO NATURAL 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
AÇÃO DOS VENTOS 
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VENTILAÇÃO NATURAL 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
AÇÃO DOS VENTOS 
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VENTILAÇÃO NATURAL 
CLIMATIZAÇÃO NATURAL 
AÇÃO DOS VENTOS 
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AÇÃO DOS VENTOS 
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AÇÃO DOS VENTOS 
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Olgyay 1963 
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Olgyay 1963