Aula 3 - Conforto Térmico

7/26/2019 Aula 3 - Conforto Térmico

http://slidepdf.com/reader/full/aula-3-conforto-termico 1/34

Conforto Térmico em Edificações

Universidade Estadual de Londrina

Cláudia Donald Pereira

Comportamento Térmico Humano



U n i v e r s i d a d e E

s t a d u a l d e L o n d r i n a | C l á u d i a D o n a l d P e r e i r a C o n f o r t o T é r m i c o e m E d i f i c a ç õ e s

–

C o m p o r t a m e n t o T é r m i c

o H u m a n o

“conforto térmico é o estadoda mente que expressa a

satisfação da pessoa com oambiente térmico que o circunda”.

(ASHRAE, 2005)





–


o H u m a n oComportamento Térmico Humano

Organismo produz energia: Atividades metabólicas

Rendimento: 30% / Calor dissipado: 70%





–



O ser humano é homeotérmico Temperatura corporal ~ 36,5°C





–


o H u m a n o

“ Transferência de Calor é energiatérmica em trânsito devido a uma

diferença de temperaturas ”.

(INCROPERA et al., 2008)





–


o H u m a n o

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

T R O C A

Ú M I D A

T R

O C A S

S E C A S



U n i v e r s i d a d e E s t a d u a l d e L o n d r i n a | C l á u d i a D o n a l d P e r e i r a C o n f o r t o T é r m i c o e m E d i f i c a ç õ e s

–



A insatisfação com o ambiente térmico (desconforto por calor ou frio) ocorre quando hádiferenças entre o calor excedente produzido pelo corpo e o calor perdido para o ambiente.

(Fonte: Lamberts et al., 2014)

O conforto térmico do serhumano depende do

balanço de todas as

trocas de calor a que

seu corpo está submetido.




–


o H u m a n o

Mecanismos instintivos e culturaispara proteção contra o calor

Mecanismos instintivos e culturaispara proteção contra o frio

Comportamento Térmico Humano

(Fonte: adaptado de Lamberts et al., 2014)




–


o H u m a n o

Como avaliar

Conforto Térmico?




–


o H u m a n 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 radiantemédia, 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 aclimataçãodas pessoas.

(O. Fanger, 1970)

(M. A. Humphreys, 1979)

(R. de Dear, 1998)




–



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




–





Onde:M = Taxa metabólica, em W/m²W = Trabalho mecânico, em W/m², sendo nulo para a maioria das atividadesIcl = Resistência térmica das roupas, em m².°C/W

fcl = Razão entre a área superficial do corpo vestido, pela área do corpo núta = Temperatura do ar, em °Ctr = Temperatura radiante média, em °Cvar = Velocidade relativa do ar, em m/spa = Pressão parcial do vapor de água, em Pahc = Coeficiente de transferência de calor por convecção, em W/m².°Ctcl = Temperatura superficial das roupas, em °C.




–

C o

m p o r t a m e n t o T é r m i c




Ambiente aceitável:

• atividade física• vestimenta

variáveis ambientais

Escala do PMV:

• temperatura do ar • temperatura radiante média• velocidade do ar • umidade relativa

variáveis humanas




–

C o


o H u m a n o


Avaliação de Conforto Térmico



Ambiente aceitável:

Escala do PMV:




–

C o



Modelo Adaptativo



U n i v e r s i d a d e E s t a d u a l d e L o n d r i n a | C l á u d i a D o n a l d P e r e i r a C o

n f o r t o T é r m i c o e m

E d i f i c a ç õ e s

–

C o



Limites aceitáveis da temperatura operativa paraespaços condicionados naturalmente

média mensal da temperatura do ar no exterior (°C)

t e

m p e r a t u r a o p e r a t i v a

n o i n t e r i o r ( ° C )

Modelo Adaptativo

Onde:

to = temperatura operativa (°C)

ta = temperatura do ar (°C)

tr = temperatura radiante média (°C)

to = ( ta + tr ) / 2

(Fonte: ASHRAE, 2005)






–

C o





t e



Modelo Adaptativo

Onde:




to = ( ta + tr ) / 2






–

C o





t e



Modelo Adaptativo

Onde:




to = ( ta + tr ) / 2






–

C o


o H u m a n o

variáveisambientais

Velocidade do ar

Temperatura do ar

Temperatura radiante

Umidade relativa do ar

variáveishumanas

Metabolismo

Vestimenta

outrasvariáveis

Idade

Sexo

Peso

etc.




n f o r t o T é r m i c o e m E

d i f i c a ç õ e s

–

C o


o H u m a n o

variáveisambientais

Velocidade do ar

Temperatura do ar

Temperatura radiante

Umidade relativa do ar






–

C o


o H u m a n o

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)






–

C o


o H u m a n o

Temperatura do ar (°C)


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






–

C o


o H u m a n o

Temperatura radiante média (°C)


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 quetem o bulbo inserido no globo (esfera oca de cobre com 15cm de diâmetro, pintada de preto)






–

C o


o H u m a n 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)






–

C o


o H u m a n o

Umidade relativa do ar (%)


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






–

C o


o H u m a n o




Carta Psicrométrica:

Temperatura de Bulbo Seco / Temperatura de Bulbo Úmido






–

C o

m p o r t a m e n t o T é r m i c o H u m a n o




Carta Psicrométrica:

Temperatura de Bulbo Seco / Temperatura de Bulbo Úmido







–

C o


variáveishumanas

Metabolismo

Vestimenta






–

C o


A quantidade de energia liberada pelo organismo depende da quantidade de atividademuscular. (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 umapessoa relaxada (1 MET = 58 W/m²).

Variáveis Humanas

Metabolismo (met)

AtividadeMetabolismo

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 2,0Caminhando em local plano a 2 km/h 110 1,9

Caminhando em local plano a 3 km/h 140 2,4









–

C o

m p o r t a m e n t o T é r m i c o H u m a n oVariáveis Humanas

Vestimenta (clo)

CLO: Unidade de medição da resistência térmicada roupa (1 clo = 0,155 m².K/W).

A vestimenta impõe uma resistência térmica entre ocorpo e o meio, representando uma barreira para astrocas 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 0,49Vestido leve 0,15

Sandálias 0,02

Sapatos 0,04

Botas 0,08







–

C o

m p o r t a m e n t o T é r m i c o H u m a n oFerramenta para Avaliação de Conforto Térmico






–

C o


Calculadora de Berkeley - http://comfort.cbe.berkeley.edu/

Ferramenta para Avaliação de Conforto Térmico






–

C o


Calculadora de Berkeley - http://comfort.cbe.berkeley.edu/

Ferramenta para Avaliação de Conforto Térmico



[email protected]

Universidade Estadual de Londrina

Cláudia Donald Pereira

Documents

Aula 3 - Conforto Térmico