AULAPARMETROS DE CONFORTO

FACULDADE DE ARQUITETURA E URBANISMO DA UNIVERSIDADE DE SO PAULO

AUT 264CONFORTO TRMICO

AS VARIVEIS DO CONFORTO TRMICO

As variveis comumente consideradas para avaliaes de conforto trmico so:

Temperatura do ar

Temperatura Radiante

Umidade Relativa

Velocidade do ar

Vestimenta

Metabolismo(atividade, idade, sexo, raa, hbitos alimentares)

O CONCEITO DE CONFORTO AMBIENTAL

DIFERENAS CLIMTICAS/CULTURAIS

ACLIMATAO/ADAPTAO

EXPECTATIVAS DO USURIO QUANTO S CONDIES AMBIENTAIS:

VARIAM DE ACORDO COM O TIPO DE CLIMA, A POCA DO ANO, A FUNO A SER DESEMPENHADA, OS PADRES DE

COMPORTAMENTO/CULTURA AMBIENTAL, O PARTIDO ARQUITETNICO E OUTROS FATORES

Auditrio e Foyer condies, requisitos e expectativas diferentes

Existem diferentes graus de tolerncia ao desconforto em funo de uma srie de fatores, por exemplo:

valor histrico e hbitos culturais

TOLERNCIA AO DESCONFORTO

Centro de artes visuais Ipswich, Inglaterra, Norman Foster

Casa colonial brasileira

POSSIBILIDADE DE DESLOCAMENTO, ADAPATAO E ACOMODAO NA BUSCA PELO CONFORTO

ESPAOS E USOS BASTANTE FLEXVEIS

Ambiente alternativo

Estao de trabalho no fixa

Maior possiblidade da escolha do local de trabalho, permitindo melhor adaptao

Consequentemente maior tolerncia condioes ambientais

Ambiente de escritrio tpico

Estao de trabalho fixa:

Pouca (ou nenhuma) possibilidade de escolha do local de trabalho

Consequentemente menor tolerncia as condies ambientais

IMPOSSIBILIDADE DE DESLOCAMENTO, ADAPATAO E ACOMODAO NA BUSCA PELO CONFORTO

Conforto trmico

that state of mind which expresses satisfaction with the thermal environment (ASHRAE, 1992)

Em geral, pode-se associar o conforto trmico s situaes onde se tem um mnimo de esforo fisiolgico para adaptao ao ambiente

em questo

A Arquitetura pode ser entendida como meio de se trabalhar a relao Homem-Meio Ambiente,

produzindo-se ESTMULOS e provocando SENSAES

ESTMULOS PERCEPO DAS SENSAES

O grau de perturbao ou conforto depende da relaoMENTE - MEIO

O estmulo objetivoA percepo da sensao subjetiva

Quantidade de luzNvel de Rudo

Temperatura do arUmidade Relativa

Ventos

(Objetivos, quantificveis) (Subjetivas, dificilmente quantificveis)

Depende da experincia

anterior

CONCEITO DE CONFORTO

Qualificao X Quantificao

Apesar da importncia da quantificao de determinadas grandezas, o projeto de conforto

ambiental deve considerar ainda aspectos qualitativos.

Questes para a avaliao de desempenho:O que se quantifica?

Qual a exatido da quantificao?Como transformar a quantificao das variveis de

conforto ambiental em dado de projeto?

CONFORTO TRMICO

ZONAS CLIMTICAS DO GLOBO (Yeang, 2000)

Conforto trmico

Considerar o efeito combinado de:

temperatura do ar, umidade relativa, ventilao radiao trmica

para a obteno de boas condies de conforto trmico

EXIGNCIAS HUMANAS

O Organismo Humano

Mquina homotrmica: 32 C < Ti < 42 C ( 36,1-37,2 C)

O Homem uma mquina trmica cuja energia para funcionamento produzida pelo organismo por meio de reaes qumicas (C alimentao + O2 respirao): METABOLISMO

O organismo por meio do METABOLISMO produz e adquire ENERGIA: 20% transformada em trabalho baixo rendimento; 80% calor, que deve ser dissipado para que o organismo seja mantido em equilbrio.

Mecanismos de trocas trmicas entre corpo e ambiente: o calor do corpo dissipado com o ambiente atravs de trocas secas (conduo, conveco e radiao) - chamado calor sensvel e por trocas nicas (evaporao) -chamado calor latente. Neste ltimo caso o corpo perde em repouso 45 g H2O/h, em trabalho leve 110 g/h e pode chegar a perder 2,5 litros/h em situaes extremas.

Perdas de Calor pelo Corpo Humano

Ganho de Calor externo Interno - Metabolismo

(Pele)Temperaturado ar

Radiao

Umidaderelativado ar

Movimentodo ar

Conveco(~40%)

Conduo(geralmente

mnima)

Radiao(~40 %)

Evaporao(~20%)

Mecanismos de Trocas TMecanismos de Trocas Trmicas rmicas Homem AmbienteHomem AmbienteIMPORTANTE: CONDIIMPORTANTE: CONDIOPARA QUE TAIS TROCAS ACONTEOPARA QUE TAIS TROCAS ACONTEAM NESSAS AM NESSAS

PROPORPROPORES: AMBIENTE INTERNO COM CONDIES: AMBIENTE INTERNO COM CONDIES TES TRMICAS PRRMICAS PRXIMAS AO QUE XIMAS AO QUE CONSIDERADO CONSIDERADO CONFORTCONFORTVELVEL

Influncia da Velocidade do Ar

O aumento da velocidade do ar aumenta a troca decalor entre o corpo e o ar

Se o ar est mais frio do que superfcie do corpo

(+- 32 C) a sensao ser de resfriamento

Se o ar est mais quente do que superfcie do corpo

a sensao ser de aquecimento

TABELA DE VALORES DE METABOLISMO E DE EFICINCIA MECNICA

TIVIDADE Metabolismo W/m2 Eficincia MecnicaSentado, quieto 58 0Em p, relaxado 70 0Andando na horizontal (vel.3,2 km/h) 116 0Subindo rampas inclinadas (vel. 1,6 km/h)

5% 140 0,0715% 169 0,1520% 209 0,2

Laboratorial 81 a 128 0Limpando 116 a 198 0 - 0,1Datilografando 52 a 70 0Dormindo 41 0Recostado 47 0Cozinhando 93 a 116 0Lavando pratos em p 93 0Lavando e passando roupa 116 a 209 0 - 0,1Barbeando-se 99 0Banhando-se 99 0Vestindo-se 99 0

Fonte: FANGER, PO Thermal Confort-Analysis anda apllication in environmental engineering, McGraw-Hill Book Company

Metabolismo

O papel da vestimenta: representa barreira contra as trocas trmicas. um isolante trmico pela camada de ar que mantm entre ela e a pele (1clo=0,155 m2 C/W).

Resistncia trmica de algumas vestimentas

0,05 clo 0,5 clo 1,0 clo 4,0 clo

Fonte: Lamberts, Roberto e outros Eficincia Energtica na Arquitetura, PW Editores, So Paulo, 1997

VESTIMENTA

CLIMA E CULTURA

NDICES DE CONFORTO TRMICO

LEMBRANDO QUE:

As Variveis do Conforto so: Temperatura do ar, Temperatura Radiante, Umidade Relativa, Velocidade do ar, Vestimenta, Metabolismo

ndices de Conforto: tendam englobar um nico fator todas essas variveis.

Primeiros Estudos: primeiros estudos - Comisso Americana de Ventilaoem 1916 com objetivo de avaliar o rendimento do operrio na indstria: para o trabalho fsico o > T int. de 20 para 24 < rendimento em 15%. T int.= 30 C com 80% < 28%. Na Inglaterra - mineiros < 41% quando T Efetiva sobe de 19C para 27C.

Existem mais de trinta ndices de conforto

Trs exemplos de ndices comumente utilizados:

Temperatura Efetiva de Yaglou e Hougthen - 1923

Zona de conforto de Olgyay

ndice de Fanger - 1970

O NDICE DE TEMPERATURA EFETIVA

Temperatura Efetiva - foi definida pela correlao entre as sensaes de conforto e as condies de Temperatura, Umidade e Velocidade do ar, procurando concluir quais as condies de conforto trmico.

A temperatura efetiva usada em conjunto com a Carta Psicromtrica.

Carta Psicomtrica para cidades ao nvel do marFonte: Koenigsberger In Manual de Conforto Trmico Frota, Ansia Barros e Schiffer, Sueli Ramos 4 Edio Studio Nobel

O NDICE DE CONFORTO DE FANGER

NDICE DE FANGER - VOTO MDIO PREDITO

(PMV - PREDICTED MEAN VOTE)

Fanger props uma equao geral de conforto para predizer as sensaes de conforto segundo a combinao das variveis: temperatura do ar, temperatura radiante mdia, velocidade do ar, umidade relativa, atividade fsica e vestimenta (Dinamarca, dec.1979)

O PMV consiste num valor numrico que representa as respostas subjetivas de sensao de desconforto por frio e calor

O PMV para conforto zero; para o frio negativo e para o calor positivo

A partir da foi implementado o conceito de Porcentagem de Pessoas

Insatisfeitas - PPD Predicted Percentage of Dissatisfied (ou PPI)

NORMA ISO 7730 adotou Fanger : PPD (PPI) < 10% o que

corresponde a uma faixa de PMV de - 0,5 a + 0,5

Podemos adotar PPI = 20% para edifcios no condicionados e 10%

para os condicionados.

Fonte: Lamberts, Roberto e outros Eficincia Energtica na Arquitetura, PW Editores, So Paulo, 1997

ESCALA DE CONFORTO DE FANGER

Condies satisfatrias de conforto trmico para os usurios

Condies ambientais adequadas a processos produtivos

CONFORTO AMBIENTAL X

DESEMPENHO DAS EDIFICAES

AMBIENTES CLIMATIZADOS POR ESTRATGIAS ATIVAS

(CONDICIONAMENTO ARTIFICIAL)

NORMA INTERNACIONAL ISO 7730

Considerando normas internacionais de conforto trmico em espaos internos de trabalho, grossomodo, tem-se condies de conforto em:

1. 21C< 24 C < 27 C

2. velocidade ar < 0,25 m/s

3. T rad. mdia = T ar

4. 30%< UR < 70%

5. vestimenta normal

6. pessoa sentada

7. ocupao sedentria

Condies Internas para Vero

Recomendvel MximaFinalidade Local T.B.S. (C) U.R (%) T.B.S. (C) U.R (%)

ConfortoResidnciasHotisEscritriosEscolas

23 a 25 40 a 60 26,5 65

Lojas de curtotempo deocupao

BancosBarbeariasCabelereirosLojas/MagazinesSupermercados

24 a 26 40 a 60 27 65

Ambientes comgrandes cargasde calor latentee/ou sensvel

TeatrosAuditriosTemplosCinemasBaresLanchonetesRestaurantesBibliotecasEstdios TV

24 a 26 40 a 60 27 65

Locais dereunies commovimento

BoitesSales de Baile 24 a 26 40 a 60 27 65

Depsitos delivros,manuscritos,obras raras

21 a 23 40 a 60 --- ---

Ambientes deArte

Museus e galeriasde arte 21 a 23 50 a 55 --- ---

Acesso Hall deelevadores --- --- 28 70

Condies Internas para Inverno

TBS (C) UR (%)

20 - 22 34 - 65

Edifcios tpicos para a aplicao do da ISO 7730 edifcios climatizados artificialmente

Canary Warf Tower, Londres Edifcio de escritrios em Miami

AMBIENTES INTERNOS, CLIMATIZADOS ARTIFICIALMENTE

AMBIENTES DE ESCRITRIORecomendaes quanto ao conforto ambiental segundo pesquisas recentes de avaliao ps-ocupao em ambientes de escritrio na cidade de So Paulo:

1. uso de temperaturas de set-point mais elevadas nos ambientes internos. 2. ventilao noturna para o arrefecimento dos ambientes internos, ou seja, da introduo de estratgias passivas de climatizao, diminuindo a demanda pelo ar condicionado nas primeiras horas do dia.

City Hall Londres TU - Delft

Importncia do conforto em ambientes diversos

AMBIENTES CLIMATIZADOS POR ESTRATGIAS PASSIVAS

(VENTILAO NATURAL)

MODELO ADAPTATIVOBaseado na correlao emprica de dados de condies ambientais

externas ao longo do ano e prefrencias ambientais internas.

Temperaturas Efetivas de Conforto (tc) - RJ

18

20

22

24

26

28

30

32

0 730 1460 2190 2920 3650 4380 5110 5840 6570 7300 8030 8760

Hora do ano

Tem

pera

tura

Efe

tiva

(C)

Tc

90% Superior

80% Superior

90% Inferior

80% Inferior

ESTUDO DE CASO: RIO DE JANEIRO

AS VARIAES AMBIENTAIS DO ESPAO INTERNO SO ESTABELECIDAS EM RELAO AS VARIAES DO CLIMA

EXTERNO

MODELO ADAPTATIVO:

CONCEPO ARQUITETNICA E TECNOLGICA DE ARQUITETURA DE MENOR IMPACTO

AMBIENTAL

possibilidade de estratgia mista de climatizao, mixed-mode strategy

OS RESULTADOS DESSE NDICE VARIAM DE ACORDO COM AS CONDIES AMBIENTAIS CONSIDERADAS. OU SEJA, OS LIMITES DO

CONFORTO VARIAM DE ACORDO COM O CLIMA

IMPORTANTE

A ACEITAO DE PARMETROS TRMICOS NO USUAIS, MAS QUE MANTM AS CONDIES DE

CONFORTO, TAMBM EDUCAO AMBIENTAL !!!!!

QUEENS BUILDING, ENGINEERING SCHOOL, LESTER-UK

Edifcio de escritrios, Nothinghan -UK

Edifcio de escritrios, Frana. Arquitetura: Mario Cuccinela

Edifcio de escritrios. Sede da Powergen, Inglaterra

Edifcio de escritrios. Sede da Powergen, Inglaterra

ASPECTOS SUBJETIVOS DO CONFORTO

Edifcio de escritrios nos EUA

Commerzbank, edifcio de escritrios

na Alemanha

AMBIENTES EXTERNOS

1) Com toda radiao solar incidente e toda ventilao natural

2) Com metade da radiao solar incidente e toda ventilao natural

3) Com toda radiao solar incidente e metade da ventilao natural

4) Com metade da radiao solar incidente e metade da ventilao natural

5) Com toda radiao solar incidente e sem ventilao natural

6) Com metade da radiao solar incidente e sem ventilao natural

7) Sem radiao solar incidente e com toda ventilao natural

8) Sem radiao solar incidente e com metade da ventilao natural

Sem radiao solar incidente e sem ventilao natural

Avaliao de espaos abertosAlternativas de condies ambientais

ESTUDO DE CASO: PROJETO NO RIO DE JANEIRO

Espaos externos sem radiao solar incidente e sem ventilao natural

Resultado comparativo das alternativas analisadas

Exerccio de projeto conforto externo, adaptive skin, AA Graduate School, Londres,

2004.

Local: Bedford Sq.

Projeto: Gustavo Brunelli

ESTUDOS DE INSOLAO VERO E INVERNO

CONSIDERAES FINAISVrias pesquisas de conforto ambiental esto em andamento, assim como experimentos de solues arquitetnicas inovadoras, que desafiam a cultura do ambiente climatizado artificialmente durante 100% do tempo