CONFORTO AMBIENTAL AULA 2

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Conforto Ambiental 
(Insolação, Iluminação e Ventilação) 
 
 
 
 
Aula 2 
Arquitetura e Urbanismo 
Profª Ma Nayda Rocha 
 
 
Termorregulação 
 
Em estado de enfermidade: 
 32ºC limite inferior e 
 42ºC limite superior 
 para sobrevivência 
 Homem – Animal Homeotérmico; 
 Temperatura interna 
sensivelmente constante: 
 37ºC 
 Limites muito estreitos: 
 entre 36,1 e 
 37,2ºC 
Termorregulação 
 Metabolismo: 
produção de energia; 
 Cerca de 20% da 
energia é transformada 
em potencialidade de 
trabalho; 
 80% da energia 
transforma-se em calor 
que deve ser dissipado; 
 Em repouso absoluto o 
calor cedido ao 
ambiente é de cerca de 
75W (Watts). 
Termorregulação 
 Termorregulação: meio natural do organismo 
para o controle de perdas de calor; 
 Esforço extra = Queda da produtividade de 
trabalho. 
 
Sensação humana de conforto térmico: 
 Quando o organismo não precisa recorrer a 
nenhum mecanismo de termorregulação; 
 Quando o calor produzido pelo metabolismo é 
compatível com sua atividade. 
 
Termorregulação 
Em 1916 a Comissão Americana de Ventilação 
estudou a influência das condições termo-
higrométricas no rendimento do trabalho, e 
identificaram que: 
 
 O aumento da temperatura ambiente de 20ºC 
para 24ºC diminui o 
rendimento em 15%; 
 A 30ºC de temperatura 
ambiente, com umidade 
relativa 80%, 
o rendimento cai 28%. 
 
 
Termorregulação 
Reação ao frio 
 
Sistema nervoso 
simpático reage 
através de 
mecanismos 
automáticos, 
buscando reduzir 
as perdas de calor 
e aumentar as 
combustões 
internas. 
 
Vasoconstrição, 
arrepio e tiritar 
Reação ao calor 
 
Sistema nervoso 
simpático reage 
através de 
mecanismos 
automáticos, 
buscando 
aumentar as trocas 
de calor e reduzir 
as combustões 
internas. 
 
Vasodilatação e 
exsudação 
Termorregulação 
Calor sensível 
 
Trocas secas: condução, 
convecção e radiação 
 
É função das 
diferenças de 
temperatura entre o 
corpo e o ambiente. 
Calor latente 
 
Trocas úmidas: 
evaporação 
 
Envolve mudança de 
estado de 
agregação: o suor, 
líquido, passa para o 
estado gasoso, de 
vapor, através da 
evaporação. 
Trocas térmicas entre o corpo e o ambiente: 
Termorregulação 
Calor dissipado pelo corpo, cedido ao ambiente, em função da 
atividade de um indivíduo médio e sadio: 
Atividade 
Calor 
Metabólico 
Calor 
Sensível 
Calor 
Latente 
Dormindo 80 40 40 
Sentado, em 
repouso 
115 63 52 
Em pé, em 
repouso 
120 63 57 
Andando 220 75 145 
Descendo 
escada 
420 140 280 
Nadando 580 - - 
Subindo 
escada 
1280 - - 
Fonte: Mesquita, A.L.S – Engenharia de ventilação. São Paulo, Edgar Blucher, 1977. 
Termorregulação 
Condições do Conforto Térmico 
(são função de uma série de variáveis) 
As condições ambientais capazes de proporcionar sensação de 
conforto térmico em habitantes de clima quente e úmido... 
... não são as mesmas que proporcionam sensação de conforto em 
habitantes de clima quente e seco... 
... muito menos em habitantes de regiões de clima temperado ou 
frio. 
Então quando vocês foram escolher os exemplos de edifícios com 
“bom conforto ambiental” levaram em consideração das condições 
do local onde foram construídos ou levaram em consideração as 
condições do local onde vocês moram (Goiânia)? 
Índices de Conforto 
Existem vários índices de conforto térmico, mas para fins de 
aplicação às condições ambientais correntes nos edifícios que iremos 
projetar e para as condições climáticas brasileiras, serão estudados 
apenas 3 índices: 
 
• Carta Bioclimática de Olgyay e Diagrama de Givoni; 
• Temperatura Efetiva (de Yaglou e Houghthen) ou 
Temperatura Efetiva Corrigida (Vernon e Warner); 
• Índice de Conforto Equatorial ou Índice de Cingapura, 
de Webb. 
Carta Bioclimática 
 Irmãos Olgyay (década de 1960) criaram a 
expressão Projeto Bioclimático ao aplicar a 
bioclimatologia na arquitetura, considerando 
o conforto higrotérmico humano; 
 O ambiente construído busca utilizar, por meio 
de elementos próprios, as condições favoráveis 
do clima com o intuito de satisfazer as 
exigências de conforto higrotérmico do 
homem; 
 Olgyay desenvolveram então a chamada Carta 
Bioclimática propondo estratégias de 
adaptação da arquitetura ao clima; 
 Limitação: baseava-se estritamente nas 
condições climáticas externas. 
Carta Bioclimática 
Carta Bioclimática para 
habitantes de regiões de 
clima quente, em trabalho 
leve, vestindo 1 "clo" 
(vestimenta leve), cuja 
resistência térmica é 
equivale a 0,15ºC m²/W. 
Zona de Conforto: Condições de conforto; 
Demais zonas: Necessidade de medidas corretivas. 
Diagrama de Givoni 
Diagrama de Givoni 
 Givoni desenvolveu uma carta bioclimática a partir 
da carta psicrométrica, corrigindo algumas 
limitações da carta idealizada por Olgyay. 
 Diagrama de Givoni: baseia-se em temperaturas 
e taxas de umidade internas do edifício, propondo 
estratégias construtivas para adequação da 
arquitetura ao clima. 
 Mediante os valores destas variáveis para os 
principais períodos do ano climático de cada 
localidade, o arquiteto poderá ter indicações 
fundamentais sobre a estratégia a ser adotada 
no projeto. 
 Limitações: não considera o efeito da atividade 
desenvolvida pelas pessoas nem o efeito da 
velocidade do ar. 
Diagrama de Givoni 
1. Zona de conforto 
2. Zona de ventilação 
3. Zona de resfriamento evaporativo 
4. Zona de massa térmica para resfriamento 
5. Zona de ar condicionado 
6. Zona de umidificação 
7. Zona de massa térmica para aquecimento 
8. Zona de aquecimento solar passivo 
9. Zona de aquecimento artificial 
1. Zona de Conforto 
Zona de Conforto no Diagrama de Givoni 
• Nas condições delimitadas por esta zona haverá uma grande 
probabilidade de que as pessoas se sintam em conforto térmico no 
ambiente interior. 
• O organismo humano pode estar em conforto mesmo em diversos 
limites de: 
 
 
Umidade Relativa: 
20% – 80% 
 
Temperatura: 
18ºC – 29ºC 
Zona de Conforto no Diagrama de Givoni 
• Quando o ambiente interior estiver com temperatura próxima a 18ºC, deve-
se evitar o impacto do vento, que pode produzir desconforto. 
• Em situações de temperatura próxima a 29ºC é importante controlar a 
incidência de radiação solar sobre as pessoas, evitando assim o excesso de 
calor. 
 Analisando esta situação pelo 
método de Fanger, conclui-se 
que o conforto térmico só é 
possível próximo aos 29ºC se 
as pessoas estiverem vestindo 
roupas leves e submetidas a 
pequena quantidade de 
ventilação. 
2. Zona de Ventilação 
Supondo que a velocidade 
máxima permitida para o ar 
interior é da ordem de 2 m/s, a 
ventilação é aplicável até o limite 
de temperatura exterior de 32ºC, 
pois a partir daí os ganhos 
térmicos por convecção tornam 
esta estratégia indesejável. 
• Se a temperatura do interior ultrapassar os 29ºC ou a umidade relativa for 
superior a 80%, a ventilação pode melhorar a sensação térmica. 
• No clima quente e úmido, a ventilação cruzada é a estratégia mais simples a 
ser adotada, fazendo, porém, que a temperatura interior acompanhe a 
variação da temperatura exterior. 
 
Zona de Ventilação no Diagrama de Givoni 
• Em todos os casos, os espaços exteriores devem ser amplos, evitando 
barreiras edificadas para favorecer a boa distribuição do movimento do ar. 
• Em regiões onde a temperatura diurna é maior que 29ºC e a umidade 
relativa é inferior a 60%, o resfriamento convectivo é mais adequado. 
Zona de Ventilação no Diagrama de Givoni 
Esta estratégiaé aplicável 
principalmente em regiões áridas, onde 
a temperatura diurna é de 30ºC a 36ºC 
e a temperatura noturna se situa por 
volta de 20ºC. Mesmo que seja mais 
confortável, a ventilação diurna é 
indesejável nesta situação, pois implica 
em calor adicional a ser armazenado 
na edificação, aumentando a 
temperatura interior noturna. 
Zona de Ventilação no Diagrama de Givoni 
Em regiões áridas, onde a 
temperatura é superior a 36ºC, a 
ventilação noturna não é 
suficiente para o conforto. 
Outros sistemas de resfriamento 
(ar condicionado, resfriamento 
evaporativo ou massa térmica) 
são necessários. 
• O princípio bioclimático se resume a controlar a ventilação 
durante o dia para reduzir o ingresso de ar quente e 
incrementar a ventilação noturna, aproveitando o ar mais 
fresco para resfriar o interior. 
Zona de Ventilação no Diagrama de Givoni 
As soluções arquitetônicas mais 
utilizadas são: 
• Ventilação cruzada; 
• Ventilação sob a casa; 
• Uso de captadores de 
ventos. 
• Mesmo assim o resfriamento convectivo não deve ser 
descartado, pois pode significar a redução do tempo de uso 
dos outros sistemas. 
3. Zona de Resfriamento Evaporativo 
Zona de Resfriamento Evaporativo no Diagrama de Givoni 
Com o resfriamento direto dos espaços 
interiores através da evaporação se requer 
boa taxa de ventilação para evitar o 
acúmulo de vapor de água. Considerando-
se este fator deve-se sugerir que o 
resfriamento evaporativo é aconselhável 
apenas quando a temperatura de bulbo 
úmido (TBU) máxima não excede os 24ºC 
e a temperatura de bulbo seco (TBS) 
máxima não ultrapassa os 44ºC. 
• A evaporação da água pode reduzir a temperatura e simultaneamente aumentar a 
umidade relativa de um ambiente. 
• Um exemplo deste recurso é a típica fonte dos pátios mouros. 
• Em épocas quentes e secas também a vegetação permite otimizar as condições de 
conforto por resfriamento evaporativo (transpiração do vegetal). 
Zona de Resfriamento Evaporativo no Diagrama de Givoni 
• Exemplos de resfriamento evaporativo direto são o uso de vegetação, fontes de água ou outro recurso 
(mecânico) que se fundamente na evaporação da água diretamente no ambiente que se quer resfriar. 
• Também existe a forma indireta, como acontece ao se empregar tanques de água sombreados no 
telhado. 
• Neste caso, a temperatura da água inicialmente é igual à do ambiente interior. Com a evaporação, a 
água perderá calor, diminuindo a temperatura do teto e, consequentemente, a temperatura radiante 
média do interior. 
A forma indireta de 
resfriamento evaporativo pode 
ser aplicada em edificações de 
um pavimento ou no último 
andar de edificações de vários 
pavimentos. 
4. Zona de Massa Térmica para Resfriamento 
Zona de Massa Térmica para Resfriamentono Diagrama de Givoni 
• O uso da inércia térmica de uma edificação pode diminuir a 
amplitude da temperatura interior em relação à exterior, 
evitando os picos. 
• Esta solução pode ser empregada com sucesso em locais 
onde as condições de temperatura e umidade relativa se 
situam entre os limites da zona de massa térmica. 
Zona de Massa Térmica para Resfriamentono Diagrama de Givoni 
O comportamento de temperatura em um ambiente que se utilize desta 
estratégia é o seguinte: 
• O calor armazenado na estrutura térmica da edificação durante o dia é 
devolvido ao ambiente somente à noite, quando as temperaturas externas 
diminuem. 
• De forma complementar, a estrutura térmica resfriada durante à noite 
mantém-se fria durante a maior parte do dia, reduzindo as temperaturas 
interiores nestes períodos. 
 Além do uso da massa térmica dos 
fechamentos, pode-se tirar partido 
também da massa térmica da terra 
ou de emprego de materiais 
isolantes nas construções. 
5. Zona de Ar Condicionado 
Zona de Ar Condicionado no Diagrama de Givoni 
• Em algumas regiões o clima pode ser muito severo, ultrapassando os limites de 
temperatura e umidade relativa que tornam possível a aplicação de algum sistema 
passivo de resfriamento. 
• Neste caso, quando a temperatura de bulbo seco (TBS) for maior que 44ºC e a de 
bulbo úmido for superior a 24ºC – recomenda-se o uso de aparelhos de ar 
condicionado para climatização. 
• O ar condicionado não deve se limitar à aplicação para estas situações, podendo 
ser utilizados como sistemas complementares nas zonas anteriormente analisadas. 
 Da mesma forma, o uso dos sistemas 
naturais de resfriamento pode não ser 
suficiente nestas condições extremas, mas 
eles poderão, se empregados 
conjuntamente ao ar condicionado, reduzir 
a dependência do ambiente ao uso deste. 
6. Zona de Umidificação 
Zona de Umidificação no Diagrama de Givoni 
• Quando a umidade relativa do ar for muito baixa e a temperatura inferior a 27ºC, 
haverá desconforto térmico devido à secura do ar. 
• Nestes casos, a umidificação do ar melhora a sensação de conforto, ainda que 
possa produzir um efeito de resfriamento evaporativo indesejável. 
• As baixas taxas de renovação do ar permitem manter o vapor de água a níveis 
confortáveis com mínima evaporação e resfriamento. 
• Alguns recursos simples podem ser empregados no interior dos ambientes, como 
a utilização de recipientes com água e a hermeticidade das aberturas, que ajuda a 
conservar o vapor proveniente das plantas e das atividades domésticas. 
7. Zona de Massa Térmica para Aquecimento 
Zona de Massa Térmica para Aquecimento no Diagrama de Givoni 
• Nesta região da carta (temperaturas entre 14ºC e 20ºC), pode-se utilizar a massa térmica 
junto ao aquecimento solar passivo ou o aquecimento solar com isolamento térmico. 
• A primeira alternativa (massa térmica com ganho solar) pode compensar as baixas 
temperaturas pelo armazenamento do calor solar, que fica retido nas paredes da edificação e 
pode ser devolvido ao interior nos horários mais frios, geralmente à noite. 
• Na segunda opção (isolamento solar com isolamento térmico), pode-se evitar as perdas de 
calor da edificação para o exterior (normalmente mais acentuadas pela cobertura e aberturas) 
enquanto se aproveitam os ganhos de calor internos (pessoas, aparelhos elétricos, cozinha, 
banho) aumentando a temperatura interior. 
8. Zona de Aquecimento Solar Passivo 
Zona de Aquecimento Solar Passivo no Diagrama de Givoni 
• Entre 10,5ºC e 14ºC, o uso de aquecimento solar passivo é o mais indicado. 
• Nesta região é recomendado o isolamento térmico do edifício de forma mais 
rigorosa, pois as perdas de calor tenderão a ser muito grandes. 
• O edifício deverá incorporar superfícies envidraçadas orientadas ao sol, 
aberturas reduzidas nas orientações menos favoráveis e proporções 
apropriadas de espaços exteriores para conseguir sol no inverno. 
• O aquecimento solar passivo pode ser feito utilizando-se diversas técnicas no 
projeto arquitetônico. 
Zona de Aquecimento Solar Passivo no Diagrama de Givoni 
Alguns exemplos: 
• Adequada orientação; 
• Cor dos fechamentos; 
• Uso de aberturas zenitais controláveis 
(permitindo seu fechamento à noite); 
• Emprego de painéis refletores externos; 
• Parede Trombe; 
• Coletores de calor no telhado; 
• Estufa e coletores de calor de água ou óleo. 
Zona de Aquecimento Solar Passivo no Diagrama de Givoni 
Parede Trombe 
9. Zona de Aquecimento Artificial 
 
Zona de Aquecimento Artificial no Diagrama de Givoni 
• Em locais muito frios, com temperaturas normalmente inferiores a 
10,5ºC, o aquecimento solar passivo pode não ser suficiente para o 
conforto. 
• Nestes casos, o uso de aquecimento artificial é adequado. 
• É oportuno lembrar que o uso em conjunto dos dois sistemas 
(artificial e solar passivo) é aconselhável, pois reduz a dependência 
do consumo de energia. 
Interseções entre Estratégias 
Interseções entre EstratégiasEntre as Zonas de Ventilação (2), de Resfriamento Evaporativo (3) e de Massa 
Térmica para Resfriamento (4) podem acontecer algumas interseções. 
Interseções entre Estratégias 
Entre as Zonas de Ventilação (2), de Resfriamento Evaporativo (3) e de Massa 
Térmica para Resfriamento (4) podem acontecer algumas interseções. 
 
• A região A representa a interseção entre a Zona de Ventilação e a 
Zona de Massa Térmica para resfriamento. Para esta situação se pode 
adotar ambas as estratégias, inclusive simultaneamente. 
• Pelo mesmo raciocínio, 
na região B se pode 
utilizar os benefícios da 
Massa Térmica para 
Resfriamento ou do 
Resfriamento 
Evaporativo. 
 
• E, na região C, as três 
estratégias podem ser 
aplicadas 
separadamente ou em 
conjunto. 
Interseções entre Estratégias 
PMV: consiste em um valor numérico, que traduz a sensibilidade humana ao frio e 
ao calor, obtido avaliando pessoas de diferentes nacionalidades, idades e sexos. 
 
PPD: conceito de pessoas insatisfeitas implementado a partir dos dados do PMV. 
Para conforto térmico: PMV = 0 
Para o frio: PMV < 0 
Para o calor: PMV > 0