315762199 Aula 3 Conforto Termico

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Conforto Térmico em Edificações
Universidade Estadual de Londrina
Cláudia Donald Pereira
Comportamento Térmico Humano
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“conforto térmico é o estado 
da mente que expressa a 
satisfação da pessoa com o 
ambiente térmico que o circunda”.
(ASHRAE, 2005) 
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oComportamento Térmico Humano
Organismo produz energia: Atividades metabólicas
Rendimento: 30% / Calor dissipado: 70%
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oComportamento Térmico Humano
O ser humano é homeotérmico  Temperatura corporal ~ 36,5°C
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“ Transferência de Calor é energia 
térmica em trânsito devido a uma 
diferença de temperaturas ”.
(INCROPERA et al., 2008) 
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 Calor transferido pela mudança de estado físico do suor 
(líquido para gasoso).
CONVECÇÃO
CONDUÇÃO
Modos de transferência de calor:
 Calor transferido em meio estacionário.
 Calor transferido em meio fluido em movimento.
EVAPORAÇÃO
 Calor transferido na forma de ondas eletromagnéticas 
(independente do meio).
RADIAÇÃO
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oComportamento Térmico Humano
A insatisfação com o ambiente térmico (desconforto por calor ou frio) ocorre quando há 
diferenças entre o calor excedente produzido pelo corpo e o calor perdido para o ambiente. 
(Fonte: Lamberts et al., 2014)
O conforto térmico do ser 
humano depende do 
balanço de todas as 
trocas de calor a que 
seu corpo está submetido.
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Mecanismos instintivos e culturais 
para proteção contra o calor
Mecanismos instintivos e culturais 
para proteção contra o frio 
Comportamento Térmico Humano
(Fonte: adaptado de Lamberts et al., 2014)
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Como avaliar
Conforto Térmico?
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oAvaliação de Conforto Térmico
Modelo Estático (PMV/PPD) Modelo Adaptativo
(Pesquisas em Câmaras Climatizadas )
Equação geral de conforto térmico que 
combina variáveis ambientais 
(temperatura do ar, temperatura radiante 
média, velocidade do ar, umidade 
relativa) e variáveis humanas 
(atividade física e vestimenta).
(Pesquisas em Campo)
Relaciona a temperatura de conforto 
com a temperatura média 
mensal do local avaliado, baseado 
em um conceito de aclimatação
das pessoas.
(O. Fanger, 1970)
(M. A. Humphreys, 1979)
(R. de Dear, 1998)
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oAvaliação de Conforto Térmico
 Modelo Estático: PMV (Predicted Mean Vote) e
PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied)
variáveis humanasvariáveis ambientais +
• atividade física
• vestimenta
• temperatura do ar
• temperatura radiante média
• velocidade do ar
• umidade relativa
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oAvaliação de Conforto Térmico
 Modelo Estático: PMV (Predicted Mean Vote) e
PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied)
Onde:
M = Taxa metabólica, em W/m²
W = Trabalho mecânico, em W/m², sendo nulo para a maioria das atividades
Icl = Resistência térmica das roupas, em m².°C/W
fcl = Razão entre a área superficial do corpo vestido, pela área do corpo nú
ta = Temperatura do ar, em °C
tr = Temperatura radiante média, em °C
var = Velocidade relativa do ar, em m/s
pa = Pressão parcial do vapor de água, em Pa
hc = Coeficiente de transferência de calor por convecção, em W/m².°C
tcl = Temperatura superficial das roupas, em °C. 
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oAvaliação de Conforto Térmico
 Modelo Estático: PMV (Predicted Mean Vote) e
PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied)
Ambiente aceitável:
• atividade física
• vestimenta
variáveis ambientais
Escala do PMV:
• temperatura do ar
• temperatura radiante média
• velocidade do ar
• umidade relativa
variáveis humanas
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(Fonte: Lamberts et al., 2014)
Avaliação de Conforto Térmico
 Modelo Estático: PMV (Predicted Mean Vote) e
PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied)
Ambiente aceitável:
Escala do PMV:
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oAvaliação de Conforto Térmico
 Modelo Adaptativo
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oAvaliação de Conforto Térmico
Limites aceitáveis da temperatura operativa para 
espaços condicionados naturalmente
média mensal da temperatura do ar no exterior (°C)
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 Modelo Adaptativo
Onde:
to = temperatura operativa (°C)
ta = temperatura do ar (°C)
tr = temperatura radiante média (°C)
to = ( ta + tr ) / 2
(Fonte: ASHRAE, 2005)
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oAvaliação de Conforto Térmico
Limites aceitáveis da temperatura operativa para 
espaços condicionados naturalmente
média mensal da temperatura do ar no exterior (°C)
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 Modelo Adaptativo
Onde:
to = temperatura operativa (°C)
ta = temperatura do ar (°C)
tr = temperatura radiante média (°C)
to = ( ta + tr ) / 2
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oAvaliação de Conforto Térmico
Limites aceitáveis da temperatura operativa para 
espaços condicionados naturalmente
média mensal da temperatura do ar no exterior (°C)
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(°
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)
 Modelo Adaptativo
Onde:
to = temperatura operativa (°C)
ta = temperatura do ar (°C)
tr = temperatura radiante média (°C)
to = ( ta + tr ) / 2
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ambientais
Velocidade do ar
Temperatura do ar
Temperatura radiante
Umidade relativa do ar
variáveis 
humanas
Metabolismo
Vestimenta
outras 
variáveis
Idade
Sexo
Peso
etc.
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variáveis 
ambientais
Velocidade do ar
Temperatura do ar
Temperatura radiante
Umidade relativa do ar
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 Velocidade do ar (m/s)
Variáveis Ambientais
Medição:
 Equipamento: Anemômetro
 O equipamento é posicionado de frente para a direção de onde vem o vento
Anemômetro de hélice Anemômetro de fio quente
(termoanemômetro)
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 Temperatura do ar (°C)
Variáveis Ambientais
Medição:
 Equipamento: Termômetro de Bulbo Seco: termômetro de mercúrio ou eletrônico
 O bulbo do termômetro é colocado em contato com o ar (sem radiação)
 O bulbo é revestido com uma camada de prata polida
(Temperatura de bulbo seco)
Temperatura do ar ambiente sem a presença do calor radiante
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 Temperatura radiante média (°C)
Variáveis Ambientais
Temperatura do ar ambiente influenciada pelo calor radiante
Cálculo:
 Velocidade do ar / Temperatura do ar / Temperatura de globo
Medição:
 Equipamento: Termômetro de Globo
 A temperatura de globo é medida por um termômetro que 
tem o bulbo inserido no globo (esfera oca de cobre com 15 
cm de diâmetro, pintada de preto)
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oVariáveis Ambientais
Onde:
TRM = Temperatura Radiante Média (°C)
TBS = Temperatura de Bulbo Seco = Temperatura do ar (°C)
TG = Temperatura de Globo (°C)
V = Velocidade do ar (m/s)
 Temperatura radiante média (°C)
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 Umidade relativa do ar (%)
Variáveis Ambientais
Quantidade de vapor d’água contida no ar
Medição:
 Equipamento: Psicrômetro
 O Psicrômetro tem um conjunto de dois termômetros:
Termômetro de Bulbo Seco e Termômetro de Bulbo Úmido
 Termômetro de Bulbo úmido: bulbo revestido com
algodão branco, mantido úmido em água destilada
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 Umidade relativa do ar (%)
Variáveis Ambientais
Quantidade de vapor d’água contida no ar
Carta Psicrométrica:
 Temperatura de Bulbo Seco / Temperatura de Bulbo Úmido
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 Umidade relativa do ar (%)
Variáveis Ambientais
Quantidade de vapor d’água contida no ar
Carta Psicrométrica:
 Temperatura de Bulbo Seco / Temperatura de Bulbo Úmido
(Fonte: Lamberts et al., 2014)
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variáveis 
humanas
Metabolismo
Vestimenta
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A quantidade de energia liberada pelo organismo depende da quantidade de atividade 
muscular. (Quanto maior a atividade física, maior o metabolismo). 
Taxa metabólica para diferentes atividades (Fonte: ISO 7730, 2005)
MET: unidade utilizada para descrever a energia produzida por unidade de área de uma 
pessoa relaxada (1 MET = 58 W/m²).
Variáveis Humanas
 Metabolismo (met)
Atividade
Metabolismo
W/m² met
Dormindo 41 0,7
Reclinado 46 0,8
Sentado relaxado 58 1,0
Em pé relaxado ou em atividade sedentária 70 1,2
Fazer compras, atividades laboratoriais 93 1,6
Trabalhos domésticos 116 2,0
Caminhando em local plano a 2 km/h 110 1,9
Caminhando em local plano a 3 km/h 140 2,4
Caminhando em local plano a 4 km/h 165 2,8
Caminhando em local plano a 5 km/h 200 3,4
(Fonte: Lamberts et al., 2014)
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oVariáveis Humanas
 Vestimenta (clo)
CLO: Unidade de medição da resistência térmica 
da roupa (1 clo = 0,155 m².K/W).
A vestimenta impõe uma resistência térmica entre o 
corpo e o meio, representando uma barreira para as 
trocas de calor por convecção.
Índice de resistência térmica para vestimentas (Fonte: ISO 7730, 2005)
Vestimenta (clo)
Meia fina 0,03
Meia grossa 0,05
Meia calça 0,10
Calcinha e sutiã / Cueca 0,03
Short 0,11
Bermuda 0,15
Calça fina 0,20
Calça média 0,25
Calça flanela 0,28
Camiseta fina 0,09
Camisa manga curta 0,15
Camisa manga comprida 0,25
Camisa flanela manga comprida 0,30
Suéter em tecido pesado 0,37
Jaqueta tecido leve 0,22
Jaqueta tecido pesado 0,49
Vestido leve 0,15
Sandálias 0,02
Sapatos 0,04
Botas 0,08
(Fonte: Lamberts et al., 2014)
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oFerramenta para Avaliação de Conforto Térmico
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Calculadora de Berkeley - http://comfort.cbe.berkeley.edu/
Ferramenta para Avaliação de Conforto Térmico
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donald@uel.br
Universidade Estadual de Londrina
Cláudia Donald Pereira