Aula Conforto termico

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Desempenho Térmico de edificações 
Aula 2: Conforto Térmico 
PROFESSOR 
Roberto 
Lamberts 
 
 
ECV 5161 
UFSC 
FLORIANÓPOLIS 
e
stru
tu
ra 
2 
Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts Aula 2: Conforto Térmico 
cálculo 
+ modelos 
+ cálculos 
+ normas 
variáveis 
+ humanas 
+ ambientais 
+ outras 
+ medição 
+ cálculos 
introdução 
+ definição 
+ importância 
+ termo-
regulação 
+ trocas 
térmicas 
 
47 
IN
TR
O
D
U
Ç
Ã
O
 
+ 
”conforto térmico é o 
estado da mente que 
expressa satisfação do 
homem com o ambiente 
térmico que o circunda”. 
ASHRAE (American 
Society of Heating, 
Refrigeration and Air 
Conditioning Engineers) 
3 
Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts Aula 2: Conforto Térmico 
+ definição 
+ importância 
+ termo-regulação 
+ trocas térmicas 
47 
4 
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A insatisfação com o ambiente térmico pode ser causada pela sensação de 
desconforto por calor ou frio quando o balanço térmico não é estável, ou seja, 
quando há diferenças entre o calor produzido pelo corpo e o calor perdido para o 
ambiente 
In
tro
d
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ção
 – variáveis – cálcu
lo
 
47 
5 
Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts Aula 2: Conforto Térmico 
Neutralidade térmica: Estado físico no qual todo o calor gerado pelo 
organismo através do metabolismo é trocado na mesma proporção com o 
ambiente ao redor, não havendo nem acúmulo de calor, nem perda excessiva do 
mesmo, mantendo a temperatura corporal constante 
Conforto 
térmico 
Neutralidade 
térmica 
In
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 – variáveis – cálcu
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6 
Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts Aula 2: Conforto Térmico 
Neutralidade térmica é uma condição necessária mas não suficiente para que uma pessoa 
esteja em conforto térmico. Um indivíduo que estiver exposto a um campo assimétrico de 
radiação, pode muito bem estar em neutralidade térmica, porém não estará em conforto térmico 
 
In
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 – variáveis – cálcu
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 Conforto 
Térmico 
Desconforto Localizado 
Temp. da pele e taxa secreção dentro dos padrões 
Neutralidade Térmica 
Ambiente Real 
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7 
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Fatores pelos quais os estudos de conforto térmico são importantes: 
 
 
1. A satisfação do homem permitindo-lhe se sentir termicamente confortável 
2. A performance humana: As atividades intelectuais, manuais e perceptivas, 
geralmente apresentam um melhor rendimento quando realizadas em conforto 
térmico 
3. A conservação de energia: Ao conhecer as condições e os parâmetros 
relativos ao conforto térmico dos ocupantes do ambiente, evitam-se desperdícios 
com aquecimento e refrigeração, muitas vezes desnecessários. 
In
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Importância 
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 – variáveis – cálcu
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Mecanismos de termo-regulação 
• Variável controlada: valor integrado 
de temperaturas internas (próximas 
do sistema nervoso central e núcleo) 
e as temperaturas da pele. 
• Sistema controlado: influenciado 
pela temperatura interna (geração 
interna de calor/metabolismo) e 
externa (calor ou frio originado pelo 
ambiente). 
• As perturbações na temperatura de 
um ambiente são rapidamente 
detectadas pelos termorreceptores 
da pele. 
Diagrama da regulação térmica humana autônoma e comportamental 
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9 
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 – variáveis – cálcu
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Mecanismos de termo-regulação 
31° C 
 35° C 
 37° C 
 39° C 
43° C 
Te
m
p
er
at
u
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 C
o
rp
o
ra
l 
Acima de 43°C – Situação Letal 
Acima de 39°C – Ocorre a perda 
da eficiência no trabalho 
 
Acima de 37°C – Inicia-se o 
fenômeno do suor 
Abaixo de 36°C – Inicia-se o 
reflexo de arrepio 
Abaixo de 35°C – Ocorre a perda 
da eficiência no trabalho 
Abaixo de 31°C – Situação Letal 
Vasoconstrição 
Vasodilatação 
Aproximadamente 36,5°C 
Zonas de respostas fisiológicas 
Temperatura Corporal 
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10 
Os mecanismos termorreguladores são ativados quando as condições térmicas do 
meio ultrapassam certas faixas de frio ou calor. 
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Frio: Evitar perdas térmicas do corpo e aumentar a produção interna de calor. 
Perdas de calor por radiação 
e convecção 
orgão interno Perdas de calor por 
convecção 
Vasoconstrição periférica Arrepio Aumento do metabolismo 
Pele mais rugosa 
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Mecanismos instintivos e culturais para proteção do frio 
Mecanismos instintivos Mecanismos culturais 
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Calor: Incrementar as perdas térmicas do corpo e reduzir a produção interna de calor 
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Vasodilatação periférica Suor Redução do metabolismo 
Boa 
evaporação 
Pouca 
evaporação 
Perdas de calor por radiação 
e convecção 
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 – variáveis – cálcu
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Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts Aula 2: Conforto Térmico 
Mecanismos instintivos Mecanismos culturais 
Mecanismo instintivos e culturais para proteção contra o calor 
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 – variáveis – cálcu
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Trocas térmicas entre o corpo e o ambiente 
A quantidade de calor liberado pelo organismo ocorre em função da atividade 
desenvolvida. Este calor será dissipado através de mecanismos de trocas térmicas 
entre o corpo e o ambiente envolvendo: 
- Trocas secas: condução, 
 convecção, radiação. 
 (calor sensível) 
 
- Trocas úmidas: evaporação. 
 Respiração e Transpiração 
 (calor latente) 
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V
A
R
IÁ
V
EI
S 
D
E 
C
O
N
FO
R
TO
 
+ 
As variáveis de 
conforto térmico 
estão divididas em 
humanas e 
ambientais. Além 
disso, são 
considerados outros 
fatores de influência 
15 
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variáveis 
humanas 
MET: Metabolismo 
 
CLO: Vestimenta 
variáveis 
ambientais 
Tar: Temperatura do 
ar 
Trad: Temp. radiante 
média 
Vel: Velocidade do ar 
RH: Umidade relativa 
do ar 
Outras... 
Idade 
Raça 
Hábitos alimentares 
Altura 
Sexo 
Etc.. 
+ humanas 
+ ambientais 
+ outras 
+ medição 
+ cálculos 
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Taxa metabólica para diferentes atividades segundo ISO 7730 (2005) 
Através do metabolismo o organismo adquire energia a partir de elementos combustíveis orgânicos. A 
quantidade de energia liberada depende da quantidade de atividade muscular (Quanto maior a atividade 
física, maior o metabolismo). 
 
MET: unidade utilizada para descrever a energia produzida por unidade de área de uma pessoa em repouso (1 MET = 58W/m²) 
In
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 – variáve
is – cálcu
lo
 
Atividade Metabolismo 
(W/m2) 
Deitado, Reclinado 46 
Sentado, relaxado 58 
Atividade sedentária (escritório, escola etc.) 70 
Atividade leve em pé (fazer compras, atividades 
laboratoriais,etc) 
93 
Atividade média em pé (trabalhos domésticos, 
balconista, etc) 
116 
Caminhando em local plano a 2 km/h 110 
Caminhando em local plano a 3 km/h 140 
Caminhando em local plano a 4 km/h 165 
Caminhando em local plano a 5 km/h 200 
47 
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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 
segundo ISO 7730 (2005) 
CLO: Unidade de medição da resistência térmica da 
roupa. (1 clo = 0.155m²°C/W) 
In
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 – variáve
is – cálcu
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Vestimenta Índice de resistência térmica – Icl 
(clo) 
Meias 0,02 
Meia calça grossa 0,10 
Meia calça fina 0,03 
Calcinha e sutiã 0,03 
Cueca 0,03 
Cuecão longo 0,10 
Camiseta de baixo 0,09 
Camisa de baixo mangas 
compridas 
0,12 
Camisa manga curta 0,15 
Camisa fina mangas comprida 0,20 
Camisa manga comprida 0,25 
Camisa flanela manga comprida 0,30 
Blusa com mangas compridas 0,15 
Saia fina 0,15 
Saia grossa 0,25 
Vestido leve manda curta 0,20 
Vestido grosso manga comprida 0,40 
Suéter 0,28 
Jaqueta 0,35 
Bermuda 0,06 
Calça fina 0,20 
Calça média 0,25 
Calça flanela 0,28 
Botas 0,10 
Sapatos 0,04 
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Vestimenta 
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Temperatura do ar: Chamada de TBS (temperatura de bulbo seco) 
Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts Aula 2: Conforto Térmico 
A sensação de conforto baseia-se na 
perda de calor do corpo através da 
diferença de temperatura entre a pele 
e o ar. As massas de ar são aquecidas em 
virtude do contato com a pele, 
permitindo a perda de energia do corpo. 
O ar mais quente torna-se mais leve e 
sobe enquanto o mais frio desce, 
proporcionando uma sensação de 
resfriamento do ambiente graças a 
movimentação do ar conhecida como 
convecção natural. 
Pei-Chun Liu (et al) “Evaluation of buoyancy-driven ventilation in 
atrium buildings using computational fluid dynamics and 
reduced-scale air model”. 
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Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts Aula 2: Conforto Térmico 
Trocas entre um ambiente real e o corpo e entre um ambiente 
imaginário e o mesmo corpo, através da temperatura radiante 
média. Fonte: innova.dk 
Temperatura média radiante: Temperatura uniforme de um ambiente imaginário 
no qual a troca de calor por radiação é igual ao ambiente real não uniforme. 
Trocas de calor entre diferentes corpos 
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 – variáve
is – cálcu
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Umidade relativa do ar (UR): fornece a quantidade de vapor de água no ar em 
relação à quantidade máxima que pode conter, a uma determinada temperatura e 
pressão. 
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À medida que a temperatura do meio se 
eleva, dificultando as perdas por 
convecção e radiação, o organismo 
aumenta sua eliminação por evaporação. 
Quanto maior a UR, menor a eficiência da 
evaporação na remoção do calor. 
A UR é utilizada para determinar a 
umidade absoluta (expressa em termos 
de pressão parcial de vapor), parâmetro 
que permite determinar as trocas por 
evaporação entre o homem e o 
ambiente. 
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 – variáve
is – cálcu
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Velocidade do ar: 
 
O valor deste parâmetro modifica as trocas de calor por convecção e evaporação de uma 
pessoa, retirando o ar quente e a água em contato com a pele com mais eficiência e assim, 
reduzindo a sensação de calor. (quanto maior for, maior será a sensação de perda de calor). 
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UMIDADE RELATIVA 
DO AR 
VELOCIDADE 
DO AR 
PERDA DE CALOR 
POR EVAPORAÇÃO 
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is – cálcu
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• Idade 
 
• Raça 
 
• Hábitos alimentares 
 
• Altura 
 
• Sexo 
 
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Outras variáveis 
47 
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Equipamentos para medição das variáveis ambientais 
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Termômetro de globo. Termo anemômetro 
Psicrômetro giratório 
para medição 
de TBS e TBU 
Temp. de Globo Velocidade do ar Umidade relativa Temperatura do ar 
Anemômetro de paletas 
sensor 
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Cálculo da temperatura radiante média: pode se calcular através da T. globo e T. do ar 
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Onde: 
Hcg é o coeficiente de troca de 
 calor por convecção do 
 globo; 
ΔT é a diferença de temperatura 
 (tg - ta) 
D é o diâmetro do globo 
 (normal/ 15cm) 
V é a Velocidade do ar (m/s) 
Onde: 
tg é a temperatura de termômetro de globo (C°); 
ta é a temperatura do ar (°C); 
V é a Velocidade do ar (m/s) 
Coeficiente de troca de calor por convecção: 
Utiliza se para definir a equação a ser adotada 
no cálculo da temperatura radiante média 
Dependendo do “Coeficiente de troca de calor” que for maior, 
adota se a temperatura radiante média para a forma de 
convecção correspondente a esse coeficiente 
* * * 
* * * 
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Cálculo da temperatura radiante média 
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* * * 
In
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 – variáve
is – cálcu
lo
 
Exemplo: 
Calcule a temperatura radiante média do ambiente, considerando a temperatura do ar de 29°C, a 
temperatura de termômetro de globo de 33°C e a velocidade do ar de 2 m/s 
< 
47 
27 
A carta psicrométrica 
 
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• Estudo da mistura ar seco e 
vapor d’água 
 
• Relaciona as propriedades do 
ar úmido 
 
• Para uma determinada 
pressão barométrica, permite 
obter a umidade relativa do 
ar a partir de TBS e de TBU 
47 
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Cálculo da umidade relativa: carta psicrométrica 
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 – variáve
is – cálcu
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Determinar a umidade 
relativa (UR), para 101,325 
kPa, nas seguintes condições: 
 
a) TBS= 35°C e TBU= 24°C 
Resposta: UR= 40% 
 
b) TBS= 22°C e TBU= 19°C 
Resposta: UR= 75% 
 
c) TBS= 27°C e TBU= 25°C 
Resposta: UR= 85% 
 
47 
C
Á
LC
U
LO
 
+ 
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Pesquisas em Câmaras 
Climatizadas (Método PMV/PPD) 
Pesquisas de Campo 
(método adaptativo) 
Existem vários índices 
de conforto térmico, 
os quais se dividem 
em dois grandes 
grupos 
 
Baseado no balanço de calor. 
Considera o homem como 
receptor passivo do ambiente 
térmico 
Considera o home como agente 
ativo , que interage com o meio 
de acordo com suas sensações 
e preferências térmicas 
+ modelos 
+ cálculos 
+ normas 
47 
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Pesquisas câmaras climatizadas x campo 
Exemplos de estudos em câmaras climatizadas: experiências com ocupantes (OLESEN, 1982); manequim térmico 
(CIOP/PIB); medição de confortocom “dresseman” (FRAUNHOFER). 
Exemplos de estudos em campo: fonte Tecnical University of Denmark; Calvino et al, 2004 47 
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Índices de conforto térmico 
Modelo Estático 
 
“... Para dado nível de atividade, a temperatura média da pele (ts) e 
a taxa de secreção do suor (Esw) podem ser consideradas como as 
únicas variáveis fisiológicas que influem sobre o equilíbrio de calor 
na equação do conforto térmico...” 
(Ole Fanger, 1970) 
Modelo Adaptativo 
 
“... A temperatura de conforto não é uma constante, e sim varia de 
acordo com a estação, e temperatura a que as pessoas estão 
acostumadas...” 
(Michael A.Humphreys, 1979) 
47 
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Estático x Adaptativo 
Método estático x adaptativo com dados provenientes do banco de dados da 
ASHRAE 
47 
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Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts Aula 2: Conforto Térmico 
Onde: 
PMV= voto médio estimado, ou voto de sensação de conforto 
térmico 
M= Atividade desempenhada pelo individuo 
L= Carga térmica atuante sobre o corpo 
•Muito quente +3 
•Quente +2 
•Levemente quente +1 
•Neutro 0 
•Levemente frio -1 
•Frio - 2 
•Muito frio -3 
A escala sétima da ASHRAE, ou escala de sete 
pontos é utilizada para determinação real das 
sensações térmicas das pessoas 
PMV: O “voto médio predito” é um índice que prevê um valor médio de sensação 
térmica de um grande grupo de pessoas, segundo a escala de de 7 pontos (ASHRAE). 
Foi criado através de análises estatísticas de acordo com resultados obtidos por Fanger 
(1972) em estudos na Dinamarca em câmaras climatizadas. Nesses estudos as pessoas 
registravam seus votos através da escala sétima. 
A sensação térmica de um indivíduo é representada 
pela equação do PMV 
Modelo Estático 
In
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 – variáveis – cálcu
lo
 
47 
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Substituindo o valor de “L” a equação do PMV fica da forma a seguir: 
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.ºC/W, 
fcl = Razão entre a área superficial do corpo vestido, pela área do corpo nú, 
ta = Temperatura do ar, em ºC, 
tr = Temperatura radiante média, em ºC, 
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.ºC, 
tcl = Temperatura superficial das roupas, em ºC. 
Pode ser obtida a partir do MET 
(1MET=58,2W/m²) 
Pode ser obtida a partir do CLO 
(1CLO=0,155m².C/W) 
Modelo Estático 
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Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts Aula 2: Conforto Térmico 
O PPD se baseia na percentagem de um 
grande grupo de pessoas que gostariam 
que o ambiente estivesse mais quente ou 
mais frio (voto +3, +2 ou -3 e -2, na escala 
sétima de sensações). Ele pode ser 
determinado analiticamente (conforme a 
equação abaixo em função do PMV), ou 
extraído da figura a seguir: 
PMV e PPD 
Devido à variação biológica entre as pessoas, é impossível que todos os ocupantes de 
um ambiente se sintam termicamente confortáveis ao mesmo tempo. O PPV (porcentagem 
de pessoas insatisfeitas) estabelece a quantidade estimada de pessoas insatisfeitas dentro de 
um ambiente. 
Modelo Estático 
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 – variáveis – cálcu
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Desconforto localizado: 
Diferença na temp. do 
ar no sentido vertical 
Correntes de ar Pisos aquecidos 
ou resfriados 
Assimetria 
de radiação 
In
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 – variáveis – cálcu
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Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts Aula 2: Conforto Térmico 
• Diferença de temperatura no sentido vertical: A temperatura do ar normalmente 
aumenta com a altura em relação ao piso e a estratificação térmica resultante das 
situações onde a temperatura do ar no nível da cabeça é maior do que àquela ao 
nível do tornozelo pode gerar desconforto térmico local 
• Assimetria da radiação: Pode ser causada por janelas frias, superfícies não 
isoladas, bocas de fornos, calor gerado por máquinas e outros 
• Correntes de ar: Prevalece quando o voto de sensação térmica acontece abaixo de 
neutro e é um dos fatores mais incômodos em escritórios 
In
tro
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 – variáveis – cálcu
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Desconforto localizado 
• Piso aquecido/ resfriado: Devido ao contato direto dos pés com o piso 
 
47 
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Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts Aula 2: Conforto Térmico 
Devido a prioridades locais e nacionais, desenvolvimento técnico e regiões climáticas, uma qualidade térmica mais alta ou 
qualidade mais baixa pode ser aceita. Em tais casos, o PMV e PPD, o modelo de corrente de ar, e a relação entre os 
parâmetros de desconforto térmico local, podem ser usados para determinar diferentes intervalos de parâmetros 
ambientais para a avaliação e projeto do ambiente térmico. 
In
tro
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u
ção
 – variáveis – cálcu
lo
 
Aceitabilidade de ambientes térmicos 
Categori
a 
Sensação térmica do corpo 
como todo 
Desconforto local 
% de insatisfeitos 
PPD % PMV 
Correntes 
ar rio 
Diferença 
temperatura 
ar vertical 
Piso 
quente/ 
frio 
Assimetria 
radiação 
A < 6 -0,2<PMV<+0,2 < 10 < 3 < 10 < 5 
B < 10 -0,5<PMV<+0,5 <20 < 5 < 10 < 5 
C < 15 -0,7<PMV<+0,7 < 30 < 10 < 15 < 10 
Categoria de aceitabilidade do ambiente térmico segundo ISO 7730 (2005) 47 
39 
Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts Aula 2: Conforto Térmico 
Modelo Adaptativo 
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 – variáveis – cálcu
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47 
40 
Princípio básico do modelo adaptativo: 
ao ocorrer uma mudança de temperatura 
que gere desconforto térmico, as pessoas 
reagem de maneira a restaurar seu 
conforto. 
 
Neste modelo são considerados outros 
fatores além dos da física e fisiologia: 
demografia (gênero, idade, classe social), contexto 
(composição da edificação, estação, clima) e cognição 
(atitudes, preferências e expectativas). 
Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts Aula 2: Conforto Térmico 
Adaptação 
ao clima 
interno 
Ajustes 
Comportamentais/ 
Tecnológicos 
Aclimatação 
Adaptação 
fisiológica ao 
clima 
Habituação 
Adaptação 
psicológica/difere
ntes expectativas 
Dúvidas quanto a aplicação do modelo estático em ambientes reais, e em regiões quentes e úmidas, 
iniciaram as discussões que deram origem ao modelo adaptativo. 
Os 3 componentes de adaptação ao clima interno. 
Adaptado de: de Dear, Brager e Cooper (1997) 
Modelo Adaptativo 
In
tro
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Três categorias de adaptação: 
Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts Aula 2: Conforto Térmico 
 
• Ajustes Comportamentais: Modificações conscientes ou inconscientes 
 - Ajustes pessoais: roupa, atividade, postura; 
 - Ajustes Tecnológicos ou Ambientais: Fechar/Abrir janelas, ligar o ventilador; 
 
• Ajustes Fisiológicos: Mudanças nas respostas fisiológicas 
 - Adaptações genéticas: herança genética de um indivíduo ou grupo de pessoas; 
 - Aclimatação: mudanças inerentes ao sistema termo-regulador; 
 
•Ajustes Psicológicos: Percepções e reações das informações sensoriais 
 - Habituação, exposiçãorepetitiva ou crônica, que conduz a uma diminuição da 
 intensidade da sensação evocada anteriormente. 
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Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts Aula 2: Conforto Térmico 
Limites aceitáveis da temperatura operativa para espaços 
condicionados naturalmente. ASHRAE 55-2013 
A nova versão da norma americana ASHRAE Standard 55-2010 apresenta um método opcional para 
determinação condições térmicas aceitáveis em espaços naturalmente ventilados. 
Modelo Adaptativo 
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Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts 
Os índices de conforto térmico podem 
ser estimados com o auxílio de 
softwares , ou através de calculadoras 
online: 
Ex.: Universidade de Berkeley TC Tool 
(http://smap.cbe.berkeley.edu/comfort
tool) 
 
Avaliação de Conforto Térmico 
Aula 2: Conforto Térmico 
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Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts 
Ex.: Universidade de Berkeley TC Tool (http://smap.cbe.berkeley.edu/comforttool) 
Avaliação de Conforto Térmico 
Aula 2: Conforto Térmico 
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Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts Aula 2: Conforto Térmico 
O PMV também 
pode ser calculado 
pelas tabelas do 
anexo E da norma 
ISO 7730. 
 
Elas se aplicam em 
ambientes com 
umidade relativa do 
ar (UR) de 50% 
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Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts Aula 2: Conforto Térmico 
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ASHRAE 55: Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy 
Última publicação: 2013 
 
ISO 7730: Ergonomics of the thermal environment – Analytical determination and interpretation 
of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria. 
Última publicação: 2005 
 
ISO 7726: Ergonomics of the thermal environments - instruments for measuring physical 
quantities. 
Última publicação: 1998 
 
NORMA BRASILEIRA: ?? 
 
NBR 16401 Instalações de ar condicionado – Sistemas centrais e unitários - Parte 2: Parâmetros de 
conforto térmico (2008). Está previsto que a revisão desta norma contemple atualizações de acordo 
com as últimas pesquisas e revisões das principais normais internacionais 
 
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