Aula_2_-_Arquitetura_e_Clima

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Desempenho Térmico de edificações 
Aula 3: Arquitetura e Clima
PROFESSOR
Roberto
Lamberts
ECV 5161
UFSC
FLORIANÓPOLIS
e
stru
tu
ra
variáveis aplicação brasilescalas
2
Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts
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Aula 3: Arquitetura e Clima
bioclimática
Importância do clima
Uma boa arquitetura devera assistir 
o programa e a análise climática de 
forma a responder simultaneamente 
à eficiência energética e às 
necessidades de conforto.
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Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts Aula 3: Arquitetura e Clima
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ES
C
A
LA
S
+
Para fazer um análise Para fazer um análise 
claro e organizado do 
clima, ele pode ser 
dividido em três 
escalas distintas 
porém indissociáveis
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macroclima
Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts
mesoclima microclima
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Aula 3: Arquitetura e Clima
Macroclima: Descreve as características gerais de uma região em termos de sol, 
nuvens, temperatura, ventos, umidade e precipitações; porem pode não ser 
conveniente para descrever as condições do entorno imediato do edifício.
Escalas –
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clim
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Aula 3: Arquitetura e Clima
Mesoclima: Refere-se a áreas mas pequenas do que as consideradas no macroclima. 
Aqui as condições locais de clima são modificadas por variáveis como a vegetação, a 
topografia, o tipo de solo e a presença de obstáculos naturais ou artificiais.
litoral campo florestas
Escalas –
variáveis –
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licação
 –
b
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litoral
vales
campo
cidades
florestas
montanhas
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clim
ática
Microclima: É a escala mais próxima ao nível da edificação, podendo ser concebido e 
alterado pelo arquiteto. As particularidades climáticas do local podem representar 
benefícios ou dificuldades adicionais, que podem não estar sendo consideradas nas 
escala do macro e meso climáticas
Escalas –
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Variáveis ambientais 
conforto
Temp. Rad ½
Variáveis clima
Radiação solar
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Temp. Rad ½
Temp. do ar
Vel. Ar 
Umidade
Radiação solar
Temp. do ar
Vento
Umidade
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Radiação solar: É a principal fonte de energia para o planeta (calor) e constitui uma 
importante fonte de luz (conforto visual - evolução olho humano).
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Radiação solar: No movimento de translação, a Terra percorre sua trajetória elíptica 
em um plano inclinado de 23°27´ em relação ao plano do equador (localização dos trópicos). 
O diferencial de radiação solar recebido por cada hemisfério da terra ao longo do ano, 
define as estações pelos solstícios e equinócios (posições da terra em relação ao sol).
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Radiação solar: Deve ser dividida em direta e difusa, porque após sua penetração 
na atmosfera, a radiação começa a sofrer interferências no seu trajeto em direção à 
superfície terrestre. A parcela que atinge diretamente a Terra é chamada radiação 
direta
SOL ≠ LUZ
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Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts
Para definir quando tirar partido ou evitar a luz e o calor solar num projeto, deve-se ter como premissas o conforto térmico e 
visual dos ocupantes e a economia da energia
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ática
Radiação solar: uma das ferramentas disponíveis para estudá-la é a carta solar. 
Nela são plotados os dois ângulos utilizados para definir a posição do sol na abóbada 
celeste dependo do período do ano (altitude solar = “ϒ” em relação ao horizonte, 
azimute = “α” em relação ao norte)
Escalas
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Radiação solar
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21 junho – 11:30h
Altitude = 40°
Azimute = 10°
21 março – 17:15h
Altitude = 10°
Azimute = 275°
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clim
ática
Radiação solar: A quantidade que chega depende de três fatores: a lei do cosseno, 
a dissipação atmosférica e a duração da luz do dia. 
Lei do cosseno: Intensidade de 
radiação incidente em uma superfície 
inclinada é igual à razão entre a 
intensidade normal e o cosseno do 
ângulo de incidência.
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Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts
Radiação incidente
em superfície inclinada
= I normal/Cosβ
Menos radiação por 
causa da dissipação 
atmosféricaMenor altitude solar
Trajeto mais longo da 
radiação a través da 
atmosfera
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Radiação solar: nas escalas meso e microclimáticas a radiação solar pode ser 
interceptada pelos elementos vegetais e topográficos do local. 
Em locais arborizados a vegetação pode 
interceptar entre 60% e 90% da 
radiação solar, causando uma redução 
Escalas
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Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts
radiação solar, causando uma redução 
substancial da temperatura do solo. Isto acontece 
porque o vegetal absorve parte da 
radiação solar para seu metabolismo 
(fotossíntese). Além disso o movimento do 
ar entre as folhas retira grande parte do 
calor absorvido do sol.
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Radiação solar: Transferência de calor por radiação nas edificações
1. Radiação solar direta (onda curta)
2. Radiação solar difusa (onda curta)
3. Radiação solar refletida pelo solo e 
pelo entorno (onda curta)
4. Radiação térmica emitida pelo solo 
Macroclima
Escalas
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Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts
4. Radiação térmica emitida pelo solo 
aquecido e pelo céu (onda longa)
5. Radiação térmica emitida pelo 
edifício (onda longa)
Trocas de calor em edificações
Microclima
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Radiação solar: Transferência de calor por radiação nas edificações
A radiação solar (onda curta) que entra por uma abertura no edifício incide nos corpos, que se aquecem e emitem 
radiação de onda longa. O vidro sendo praticamente opaco à radiação de onda longa, não permite que o calor 
encontre passagem para o exterior, superaquecendo o ambiente interno (efeito estufa)
Escalas
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Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts
Efeito estufa: Maior transformador da radiação solar em 
calor no interior de uma edificação.
Proteção contra a radiação solar direta.
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Temp. do ar: Resulta basicamente dos fluxos das grandes massas de ar e da diferente 
recepção da radiação do sol de local para local
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Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts
Florianópolis – Temperaturas máximas e mínimas 
ao longo do ano
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+ do dia e no verão
- De noite e no inverno
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Vento: Diferenças nas temperaturas das massas de ar geram o seu deslocamento da 
área de maior pressão (ar mais frio e pesado) para a área de menor pressão (ar quente 
e leve).
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Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts
Florianópolis – “Rosa dos ventos”
Probabilidades de ocorrência de vento 
(orientaçãoe velocidade)
Velocidade e direção do vento mudam dependendo da 
rugosidade da superfície, tendo que corrigir os dados obtidos 
nas estações meteorológicas (10m) 45
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Vento: As condições do vento local podem ser alteradas com a presença de vegetação, 
edificações e outros anteparos naturais ou artificiais; pemitindo tirar partido deles para 
canalizar os ventos desviando-os ou trazendo-os para a edificação
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Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts
De: “Using computational tools to factor wind into architectural environment design”. Qingyan Chen
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Umidade: Resulta da evaporação da água contida nos mares, rios, lagos e na terra, bem como a 
evapotranspiração dos vegetais. Locais com alta umidade reduzem a transmissão da radiação solar, pela 
absorção e redistribuição na atmosfera. Porem, altas umidades relativas dificultam a perda de calor pela evaporação 
do suor aumentando o desconforto térmico.
O ar a uma certa temperatura pode conter uma determinada quantidade de água (Maior temperatura = Maior
quantidade de água e viceversa)
Escalas
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Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts
Florianópolis – Umidade relativa máxima e mínima 
ao longo do ano
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Umidade: Pode ser modificada em escalas mais próximas a edificação na presença de 
água ou de vegetação
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Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts
“La Alhambra” - Espanha
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Conhecer os dados 
climáticos de um local 
permitira identificar os 
períodos de maior 
probabilidade de 
desconforto, e 
conseqüentemente 
Dias típicos de verão ou inverno, 
ou temperaturas de projeto
Ano climático de referência 
(TRY Test Reference Year)
Avaliação do desempenho energético de um edifício
Base de dados mais precisa para 
análise da adequação da 
edificação ao clima do local
Não permitem avaliar o 
desempenho energético devido:
conseqüentemente 
definira as estratégias 
que devem ser 
incluídas no desenho 
para compensar essas 
condições
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Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts
• A variabilidade do tempo 
meteorológico de dia para dia
• Resposta térmica da edificação 
esta muitas vezes ligada ao dia 
anterior
Fornece a possibilidade de 
simulação horária do consumo de 
energia durante um ano, 
permitindo a avaliação do custo-
benefício de opções mais 
eficientes
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Aula 3: Arquitetura e Clima
Florianópolis: Temperatura
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Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts
Temperatura de bulbo seco máxima = 36°C em Janeiro 8
Temperatura de bulbo seco mínima = 2°C em Agosto 6
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Florianópolis: Temperatura e Radiação
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Florianópolis: Vento
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Florianópolis: Umidade
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+ Equatorial
Tropical
Tropical de altitude
Tropical atlântico
Semi-árido
O clima brasileiro 
divide se em seis 
regiões básicas
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Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts
Tropical de altitude
Subtropical
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Aula 3: Arquitetura e Clima
Clima Tropical: Verão é quente e 
chuvoso e o inverno quente e seco. 
Apresenta temperaturas médias 
acima de 20°C e amplitude térmica 
anual de até 7°C. As chuvas oscilam
entre 1000 mm/ano e 1500 mm/ano)
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Clima Equatorial: compreende toda 
a Amazônia e possui temperaturas 
médias entre 24°C e 26°C, com
amplitude térmica anual de até 3°C. 
Nesta região a chuva é abundante e 
bem distribuída (normalmente maior
que 2500 mm/ano)
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Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts
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Clima Semi-árido: está na região 
climática mais seca do país, 
caracterizada por temperaturas 
médias muito altas (em torno dos 
27°C). As chuvas são muito escassas
(menos que 800 mm/ano) e a 
amplitude térmica anual é por volta 
de 5°C.
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Clima Tropical de altitude: As 
temperaturas médias se situam na 
faixa de 18°C a 22°C. No verão as 
chuvas são mais intensas (entre 1000 
mm/ano e 1800 mm/ano) e no 
inverno pode gear devido às massas
frias que se originam da massa polar 
atlântica. O clima tropical de altitude
se estende entre o norte do Paraná e 
Escalas
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Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts
se estende entre o norte do Paraná e 
o sul do Mato Grosso do Sul, nas
regiões mais altas do planalto
atlântico.
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Clima Atlântico: Característico das regiões 
litorâneas do Brasil, onde as temperaturas 
médias variam entre 18°C e 26°C. As
chuvas são abundantes (1200 
mm/ano), concentrando-se no verão para as 
regiões mais ao sul e no inverno e outono para as 
regiões de latitudes mais baixas (próximas ao
equador). A amplitude térmica varia de 
região para região. Mais ao norte, a 
semelhança entre as estações de inverno e de 
Escalas
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Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts
semelhança entre as estações de inverno e de 
verão (diferenciadas apenas pela presença da 
chuva, mais constante no inverno) resulta em
baixas amplitudes térmicas ao longo do ano. 
Conforme a latitude aumenta, cresce
também a amplitude térmica anual, 
diferenciando bem as estações
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Clima Subtropical: As temperaturas 
médias se situam, normalmente, 
abaixo dos 20°C e a amplitude anual 
varia de 9°C a 13°C. As chuvas são
fartas e bem distribuidas (entre 1500 
mm/ano e 2000 mm/ano). O inverno 
é rigoroso nas áreas mais elevadas, 
onde pode ocorrer neve
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Projeto bioclimático: 
Bioclimatologia: Estuda as relações entre o clima e o ser humano. 
Projeto bioclimático: 
Adequação da 
arquitetura ao clima 
local visando atingir 
um desempenho 
térmico adequado
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Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts Aula 3: Arquitetura e Clima
Temperatura Média do ar Temperatura Média das 
máximas e mínimas do ar
variação do conteúdo de umidade
1,5 g/kg
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Carta Bioclimática NatalCarta Bioclimática CuritibaCarta Bioclimática Brasilia
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Comparação do relatório 
Analyisis Bio para três cidades 
diferentes
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