106
Desempenho Térmico de edificações Aula 3: Arquitetura e Clima PROFESSOR Roberto Lamberts ECV 5161 UFSC FLORIANÓPOLIS

Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Desempenho Térmico de edificações Aula 3: Arquitetura e Clima

PROFESSOR

Roberto Lamberts

ECV 5161 UFSC FLORIANÓPOLIS

Page 2: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

variáveis

estru

tura

clima bioclimatologia introdução

2 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

106

Aula 3: Arquitetura e Clima

+ Definição + escalas climáticas

+ radiação + temperatura + vento + umidade

+ Brasil + normais climatológicas + arquivos climáticos

+ aplicada na arquitetura + carta bioclimática + estratégias bioclimáticas

Page 3: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

INTR

OD

ÃO

+

O projeto de arquitetura deve atender simultaneamente à eficiência energética e às condições de conforto do usuário

3 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts Aula 3: Arquitetura e Clima

106

+ Definição + escalas climáticas

Definição

• A bioclimatologia estuda as relações entre o clima e o ser

humano • Conhecer os dados climáticos de um local permite

identificar os períodos de maior probabilidade de desconforto e, consequentemente, definir as estratégias que devem ser incluídas no projeto para compensar essas condições

Page 4: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

4

Escalas climáticas

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Para fazer um análise clara e organizado do clima, ele pode ser dividido em três escalas distintas, porém indissociáveis

Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáveis

– clima

– bio

climato

logia

macroclima mesoclima microclima

Page 5: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

5

Macroclima: Descreve as características gerais de uma região em termos de sol,

nuvens, temperatura, ventos, umidade e precipitações; porém pode não ser conveniente para descrever as condições do entorno imediato do edifício.

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáveis

– clima

– bio

climato

logia

Page 6: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

6

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.

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

litoral

vales

campo

cidades

florestas

montanhas

Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáveis

– clima

– bio

climato

logia

Page 7: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

7

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

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáveis

– clima

– bio

climato

logia

Page 8: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

VA

RIÁ

VEI

S

+

São quantificadas em estações meteorológicas e descrevem as características gerais de uma região

8 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts Aula 3: Arquitetura e Clima

106

+ radiação + temperatura + vento + umidade

Variáveis ambientais conforto

Temp. Rad ½

Temp. do ar

Vel. Ar

Umidade

Variáveis clima

Radiação solar

Temp. do ar

Vento

Umidade

O conhecimento das variáveis climáticas é de fundamental importância

para o projeto de edificações mais adequadas ao conforto dos ocupantes e mais eficientes energeticamente

Page 9: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

9

Radiação solar: É a principal fonte de energia para o planeta (calor) e constitui uma

importante fonte de luz (conforto visual - evolução olho humano).

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáve

is – clim

a– b

ioclim

atolo

gia

Page 10: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

10

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).

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáve

is – clim

a– b

ioclim

atolo

gia

Page 11: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

11

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

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

Aula 3: Arquitetura e Clima

SOL ≠ LUZ

106

Intro

du

ção – variáve

is – clim

a– b

ioclim

atolo

gia

Page 12: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

12

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)

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáve

is – clim

a– b

ioclim

atolo

gia

Page 13: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

13

Radiação solar

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

21 junho – 11:30h Altitude = 40° Azimute = 10°

21 março – 17:15h Altitude = 10° Azimute = 275°

Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáve

is – clim

a– b

ioclim

atolo

gia

Page 14: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

14

Radiação solar: A quantidade que chega depende de três fatores: a lei do cosseno,

a dissipação atmosférica e a duração da luz do dia.

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

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.

Radiação incidente em superfície inclinada

= I normal/Cosβ

Menos radiação por

causa da dissipação atmosférica Menor altitude solar

Trajeto mais longo da radiação através da atmosfera

Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáve

is – clim

a– b

ioclim

atolo

gia

Page 15: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

15

Radiação solar: nas escalas meso e microclimáticas a radiação solar pode ser

interceptada pelos elementos vegetais e topográficos do local.

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Em locais arborizados a vegetação pode

interceptar entre 60% e 90% da 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.

Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáve

is – clim

a– b

ioclim

atolo

gia

Page 16: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

16

Radiação solar: Transferência de calor por radiação nas edificações

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

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

aquecido e pelo céu (onda longa) 5. Radiação térmica emitida pelo

edifício (onda longa)

Trocas de calor em edificações

Macroclima

Microclima

Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáve

is – clim

a– b

ioclim

atolo

gia

Page 17: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

17

Radiação solar: Transferência de calor por radiação nas edificações

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Efeito estufa: Maior transformador da radiação solar em calor no interior de uma edificação.

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)

Proteção contra a radiação solar direta.

Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáve

is – clim

a– b

ioclim

atolo

gia

Page 18: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

18

Temp. do ar: Resulta basicamente dos fluxos das grandes massas de ar e da diferente

recepção da radiação do sol de local para local

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Florianópolis – Temperaturas médias diárias mensais. Máximas, médias e mínimas ao longo do ano. Fonte: Weather tool do Ecotect.

Aula 3: Arquitetura e Clima

+ do dia e no verão - De noite e no inverno

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24-10 0.0k

0 0.2k

10 0.4k

20 0.6k

30 0.8k

40 1.0k

°C W/ m²DAILY CONDITIONS - 1st January (1)

LEGEND

Temperature

Rel.Humidity

Direct Solar

Diffuse Solar

Wind Speed Cloud Cover

Comfort: Thermal Neutrality

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

-10 0.0k

0 0.2k

10 0.4k

20 0.6k

30 0.8k

40 1.0k

°C W/ m²MONTHLY DIURNAL AVERAGES - Florianopolis -TRY,

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24-10 0.0k

0 0.2k

10 0.4k

20 0.6k

30 0.8k

40 1.0k

°C W/ m²DAILY CONDITIONS - 1st January (1)

LEGEND

Temperature

Rel.Humidity

Direct Solar

Diffuse Solar

Wind Speed Cloud Cover

Comfort: Thermal Neutrality

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

-10 0.0k

0 0.2k

10 0.4k

20 0.6k

30 0.8k

40 1.0k

°C W/ m²MONTHLY DIURNAL AVERAGES - Florianopolis -TRY,

106

Intro

du

ção – variáve

is – clim

a– b

ioclim

atolo

gia

Page 19: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

19 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Florianópolis – Temperaturas médias diárias mensais. Fonte: Programa Climate Consultant. Disponivel em: http://www.energy-design-tools.aud.ucla.edu/

Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáve

is – clim

a– b

ioclim

atolo

gia

Page 20: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

20

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).

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Florianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade)

Velocidade e direção do vento mudam dependendo da rugosidade da superfície, tendo que corrigir os dados obtidos nas estações meteorológicas (10m)

Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáve

is – clim

a– b

ioclim

atolo

gia

Page 21: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

21

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

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

De: “Using computational tools to factor wind into architectural environment design”. Qingyan Chen

Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáve

is – clim

a– b

ioclim

atolo

gia

Page 22: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

22

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.

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Florianópolis – Umidade relativa máxima e mínima ao longo do ano

Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáve

is – clim

a– b

ioclim

atolo

gia

Page 23: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

23

Umidade: O ar a uma certa temperatura pode conter uma determinada quantidade

de água (Maior temperatura = Maior quantidade de água e vice-versa)

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Comportamento da umidade em relação a temperatura

Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáve

is – clim

a– b

ioclim

atolo

gia

Page 24: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

24

Umidade: Pode ser modificada em escalas mais próximas a edificação na presença de

água ou de vegetação

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

“La Alhambra” - Espanha

Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáve

is – clim

a– b

ioclim

atolo

gia

Page 25: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

CLI

MA

+

O clima brasileiro

divide se em seis

regiões básicas

25 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts Aula 3: Arquitetura e Clima

106

+ Brasil + normais climatológicas + arquivos climáticos

Page 26: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

26 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

• Clima Tropical: Verão quente e chuvoso e inverno quente e seco. Temperaturas médias acima de 20°C e amplitude térmica anual até 7°C. As chuvas oscilam entre 1000 mm/ano e 1500 mm/ano)

• Clima Equatorial: compreende toda a Amazônia e possui

temperaturas médias entre 24°C e 26°C, com amplitude térmica anual de até 3°C. Chuva abundante e bem distribuída (normalmente maior que 2500 mm/ano)

• Clima Semi-árido: região climática mais seca do país,

caracterizada por temperaturas médias muito altas (em torno dos 27°C). Chuvas escassas (menos que 800 mm/ano) e amplitude térmica anual por volta de 5°C.

• Clima Subtropical: Temperaturas médias situadas normalmente abaixo dos 20°C e amplitude anual varia de 9°C a 13°C. Chuvas fartas e bem distribuidas (entre 1500 mm/ano e 2000 mm/ano). Inverno rigoroso nas áreas mais elevadas, onde pode ocorrer neve

Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáveis

– clima

– bio

climato

logia

Page 27: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

27 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

• Clima Tropical de altitude: Temperaturas médias situadas na faixa de 18°C a 22°C. No verão, chuvas 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. Estende-se entre o norte do Paraná e o sul do Mato Grosso do Sul, nas regiões mais altas do planalto atlântico.

• Clima Atlântico: Característico das regiões litorâneas do

Brasil, temperaturas médias variam entre 18°C e 26°C, chuvas 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). Amplitude térmica varia de região para região. Mais ao norte, a 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

Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáveis

– clima

– bio

climato

logia

Page 28: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

28

Normais climatológicas • São séries de dados, medidos em estações climáticas, padronizados pela

Organização Meteorológica Mundial calculadas para períodos de 30 a 30 anos, obtidas a partir de valores médios e extremos mensais de temperatura, umidade, precipitação, nebulosidade, horas de sol, entre outros

• Períodos de medições padronizadas já concluídos no Brasil são os e 1901 a 1930, 1931 a 1960 e de 1961 a 1990.

• Estão disponíveis para centenas de cidades brasileiras • Quando não se dispõe de dados mais precisos, estas são utilizadas frequentemente

para a análise climática do local do projeto.

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáveis

– clima

– bio

climato

logia

Page 29: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

29

Arquivos climáticos • Dados horários medidos em estações meteorológicas Principais tipos utilizados pelos programas de

simulação computacional são o Test Reference Year (TRY), Typical Meteorological Year (TMY), Solar and Wind Energy Resource Assessment (SWERA) e INMET (dados medidos nas estações automáticas do INMET, com extensão .epw)

• TRY: representa um ano de dados médios para um local específico, sem extremos de temperatura, disponíveis no Brasil foram determinados sobre um período de 10 anos de medições, apenas para 14 capitais

• TMY: também representa um ano climático sem extremos de temperatura, é gerado pela compilação de meses sem extremos de temperatura, a partir de uma série de dados anuais disponíveis

• Projeto SWERA,juntamente com o INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) e o LABSOLAR/UFSC, disponibilizam arquivos climáticos com extensão TMY para 20 cidades brasileiras, o Departamento de Energia dos Estados Unidos (DOE) converteu estes arquivos para a extensão .epw para o uso no programa EnergyPlus

• Arquivos da base de dados do INMET: 411 arquivos climáticos de municípios brasileiros, elaborado peloProf.Roriz

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáveis

– clima

– bio

climato

logia

Page 30: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

30 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts Aula 3: Arquitetura e Clima

106

• A variabilidade do tempo meteorológico de dia para dia • Resposta térmica da edificação esta muitas vezes ligada ao dia anterior

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

Fornece a possibilidade de simulação horária do consumo de energia durante um ano, permitindo a avaliação do custo-benefício de opções mais eficientes

Base de dados mais precisa para análise da adequação da edificação ao clima do local

Não permitem avaliar o desempenho energético devido:

Arquivos climáticos In

trod

ução –

variáveis – clim

a– b

ioclim

atolo

gia

Page 31: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

31 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Florianópolis: Temperatura

Temperatura de bulbo seco máxima = 36°C em Janeiro 8 Temperatura de bulbo seco mínima = 2°C em Agosto 6

Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáveis

– clima

– bio

climato

logia

Page 32: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

32 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Florianópolis: Temperatura e Radiação

Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáveis

– clima

– bio

climato

logia

Page 33: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

33 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Florianópolis: Vento

Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáveis

– clima

– bio

climato

logia

Page 34: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

34 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Florianópolis: Umidade

Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Intro

du

ção – variáveis

– clima

– bio

climato

logia

Page 35: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

BIO

CLI

MA

TOLO

GIA

+ Projeto bioclimático: Adequação da arquitetura ao clima local visando atingir um desempenho térmico adequado

35 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Bioclimatologia aplicada à arquitetura: obter um ambiente

interior com determinadas condições de conforto para os usuários através de estratégias passivas de aquecimento, de resfriamento e de iluminação natural

Aula 3: Arquitetura e Clima

106

+ aplicada na arquitetura + carta bioclimática + estratégias bioclimáticas

Page 36: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

36 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Carta bioclimática de Olgyay: propõe estratégias de adaptação

ao clima baseada nas condições externas In

trod

ução – variáveis

– clima

– b

ioclim

atolo

gia

Page 37: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

37 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Carta bioclimática utilizada no Brasil: baseada na carta de

Giovoni, adaptada sobre a carta psicrométrica e baseada em estudos posteriores adequando para países em desenvolvimento

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Page 38: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

38 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

V Ventilação

RE Resfriamento Evaporativo

MR Massa Térmica para Resfriamento

U Umidificação

V/MR Ventilação / Massa térmica para

Resfriamento

V/MR/RE Ventilação / Massa térmica para

Resfriamento / Resfriamento Evaporativo

MR/RE Massa térmica para Resfriamento

/ Resfriamento Evaporativo

Estratégias para calor Estratégias para frio

MA/AS Massa térmica para

aquecimento / Aquecimento Solar

AS Aquecimento Solar

Estratégias bioclimáticas

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 39: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

39 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Zona de conforto térmico

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 40: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

40 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Estratégias bioclimáticas Zonas de condicionamento de ar com isolamento térmico

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Page 41: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

41 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Zonas de condicionamento de ar para o calor

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 42: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

42 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Zonas de condicionamento de ar para o calor

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 43: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

43 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Zonas de condicionamento de ar para o frio

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 44: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Aquecimento de ambiente e água

44 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Zonas de condicionamento de ar para o frio

43

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 45: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Aquecimento Rua Aquecimento de água

45 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Zonas de condicionamento de ar para o frio

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 46: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

46 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Ventilação

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Page 47: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Várias estratégias de ventilação natural numa mesma edificação. (GHIAUS, ROULET 2005, p.146) 47 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Ventilação

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 48: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

48 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Ventilação

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 49: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Ventilação cruzada

A ventilação garante que o ar externo penetre no ambiente interno, renovando o ar ao supri-lo de oxigênio e ao reduzir a concentração de gás carbônico. Aproxima as condições de temperatura e umidade internos das condições do ambiente exterior, e atua diretamente no conforto térmico do usuário ao passar pelo seu corpo.

49 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Ventilação

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 50: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Venezianas

Cobertura

Para haver ventilação, é

necessário que o ar

presente no ambiente

saia para dar lugar ao

novo. A ventilação

cruzada implica na

renovação do ar por todo

o volume possível,

fazendo com que ele

atravesse o ambiente ao

entrar e sair por

aberturas opostas. O

fluxo de ar ocorre pela

incidência do vento e é

influenciado pela posição

das aberturas, pelas suas

dimensões, pelo tipo de

esquadrias e pelas

obstruções ao longo do percurso. 50

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Ventilação

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 51: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Através da edificação

A ventilação cruzada não se resume ao fluxo de ar por um somente um ambiente, podendo ser realizada através de mais ambientes, passando por portas e vãos.

51 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Ventilação

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 52: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Sheds

52 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Ventilação

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 53: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Efeito chaminé

O efeito chaminé é viabilizado

pela diferença de pressão

entre o ambiente externo e

interno que são conseqüência

das diferenças de temperatura

entre estes meios. Os

ambientes internos ganham

calor devido às atividades ali

realizadas (ocupação,

iluminação equipamentos,

dispositivos de aquecimento

artificial). O ar aquecido torna-

se menos denso e este sobre,

“puxando” ar frio que penetra,

geralmente por frestas e

pequenas aberturas.

53 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Ventilação

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 54: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Efeito chaminé

54 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Ventilação

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 55: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Peitoril ventilado

O peitoril ventilado é uma solução para proporcionar a

ventilação, em geral facilitando a ventilação cruzada,

quando se deseja separar as funções de iluminação

(janelas) das de ventilação (peitoril ventilado). Esta

separação permite que as janelas recebam proteções

solares que podem obstruir o vento reduzindo sua

velocidade, ou que possam permanecer fechadas em

momentos de chuva enquanto a ventilação permanece

disponível. Sua localização abaixo da janela também

facilita o efeito chaminé, como já citado. Sua forma e a

inclinação de suas aletas afetam a direção e a

intensidade do fluxo. Assim, deve-se avaliar a melhor

solução referente à proteção contra chuvas (inclinado

ou vertical), inclinação das aletas e se há extensão do

peitoril internamente para direcionar o fluxo de ar.

Como exemplo, é interessante que o peitoril ventilado

seja operável para permitir o seu fechamento quando as ventilação não é desejada. 55

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Ventilação

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 56: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Figuras 01 / 02 - Peitoril ventilado em edifício de pesquisa da UFAL, Maceió, AL

56 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Peitoril ventilado

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Ventilação

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 57: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Redutor de velocidade

Redutores de velocidade do vento são recomendados quando a ventilação é desejada mas o vento no local apresenta maior intensidade que o desejado para proporcionar conforto e renovar o ar dos ambiente internos. São localizados em uma orientação específica visando uma direção predominante de ventos de elevada intensidade. Os redutores podem ser vazados ou podem ser barreiras dispostas ao longo do entorno do edifício a fim de proporcionar uma rugosidade que desacelera, desvia e/ou reduz o vento incidente. Estas barreiras podem ser utilizadas para fins combinados, como vegetação de arbustos ou árvores em jardins e bancos para os usuários. Podem também ser barreiras em vidro quando se deseja manter a vista para um ponto ou direção específica.

57 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Ventilação

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 58: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Figura – Redutores de velocidade do vento no entorno do edifício Fonte: http://www.eletrosul.gov.br/casaeficiente/br/home/index.php

REDUTOR DE VELOCIDADE

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Ventilação

Page 59: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

59 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Resfriamento Evaporativo

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 60: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

60 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Resfriamento Evaporativo

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 61: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Resfriamento evaporativo direto

O resfriamento evaporativo direto consiste em umidificar diretamente o ar a fim de reduzir a temperatura do ar para a troca de fase a água no estado líquido para o estado gasoso, ou para vapor de água. Pode ser realizado através de fontes de água como cascatas, espelhos d’água ou até pela vegetação. Quando estes são instalados próximos às aberturas do edifício, o ar ou vento passam por eles levando o ar úmido e fresco para dentro dos ambientes. 61 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Resfriamento Evaporativo

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 62: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

62 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Resfriamento Evaporativo

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 63: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Figura – Centro Comercial Unicentro, Cali – Colômbia

O resfriamento evaporativo direto pode também ser realizado por microasperção da água diretamente no ar. Para tanto, deve-se verificar se o clima do local comporta esta estratégia, visto que é eficaz em regiões de clima seco que favorece a evaporação da água. A microasperção em especial é uma estratégia recomendada para ambientes externos e deve-se tomar cuidados extras quando aplicada em ambientes internos, como altura de instalação dos microaspersores.

63 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Resfriamento Evaporativo

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 64: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Sevilha, Expo 92

64 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Resfriamento Evaporativo

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 65: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Resfriamento evaporativo indireto

O resfriamento evaporativo indireto consiste em resfriar um componente ou superfície do edifício usando a água para reduzir a temperatura do componente ao trocar de fase líquida para gasosa. É comum em espelhos d’água sobre lajes na cobertura, ou cortinas de água sobre coberturas e fachadas, sejam em vidros ou materiais opacos. O movimento da água em estado líquido sobre o componente facilita as trocas com o ar e, portanto, facilita a evaporação e o conseqüente resfriamento do componente. Este, uma vez resfriado, irá retirar calor do ambiente interno, reduzindo a temperatura do ar interior.

65 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Resfriamento Evaporativo

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 66: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Figura– Espelho dágua na cobertura, Casa em Aldeia da Serra, SP, MMBB Arquitetos Fonte: www.vitruvius.com.br 66

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Resfriamento Evaporativo

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 67: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Pavilhão de Sevilha

67 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Resfriamento Evaporativo

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 68: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

68 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Massa térmica para resfriamento

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Page 69: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

69 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Massa térmica para resfriamento

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 70: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

A massa térmica, ou material com elevada inércia térmica é uma estratégia de resfriamento quando usada sem nenhuma fonte adicional de calor. Caracteriza-se por ter elevada capacidade térmica, ou seja, elevado poder de armazenamento de calor, o que é possível pela natureza de seu material (is) e pela sua espessura. Paredes de elevada massa térmica devem ser grossas e, como não têm fonte de calor (como o sol) sobre elas, mantêm-se mais frias que o ar.

70 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Massa térmica para resfriamento

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 71: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Academia de Ciências da California, Renzo Piano Fonte: www.calacademy.org

Também apresenta elevado desempenho no resfriamento devido à evapotranspiração das plantas que retiram parte da energia do sol para realizar seus processos biológicos de fotossíntese e transpiração. Sem a vegetação, esta energia solar seria usada para aquecer o ar externo, principalmente se a cobertura for escura ,e para aquecer o ar interno, principalmente se a cobertura não tiver isolamento.

71 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Massa térmica para resfriamento

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 72: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Tetos-jardim, ou coberturas ajardinadas, ou ainda coberturas verdes são alguns nomes dados para esta cobertura que apresenta uma camada inferior de brita sobre a laje, uma camada de terra e uma camada da cobertura vegetal. Costuma apresentar elevada inércia térmica pela sua espessura e materiais, ao combinar a laje, a brita e a terra para o plantio.

72 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Massa térmica para resfriamento

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 73: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

73 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Cartagena, Colômbia Perú

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Massa térmica para resfriamento

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 74: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

74 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor

A Ventilação/ Massa térmica para resfriamento B Massa térmica para resfriamento/ Resfriamento evaporativo C Ventilação/ Massa térmica para resfriamento/ Resfriamento evaporativo

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 75: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

75 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Umidificação

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Page 76: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

76 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Brisbane, Australia Brasilia

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Umidificação

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 77: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

77 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Paris

Uso de vegetação na fachada

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Umidificação

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 78: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

78 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

“Water Temple - Shingonshu Honpukuji” – Awaji Island, Japão “Casa Cluny’ – Singapura, Malásia

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: Umidificação

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 79: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

79

79 Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: sombreamento

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 80: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Brises têxteis/telas solares

Diversos tipos de proteções solares para sombreamento das aberturas no interior das edificações estão sendo desenvolvidos, sendo as principais funções deles filtrar o ganho solar, proteger do ofuscamento, proteger contra raios UV e permitir a entrada de luz natural. Proteções solares internas podem ser usados para aberturas nas paredes ou nas aberturas zenitais e podem ser encontrados diversos níveis de sombreamento desejáveis especialmente desenhados para cada fachada em que se encontra a abertura. Proteções solares externos podem ter diversos formatos, a tecnologia evolui no sentido da sua maior resistência às mudanças climáticas e são geralmente motorizados.

80 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: sombreamento

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 81: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Figura - brise têxtil. Fonte:www.hunterdouglascontract.com 81 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: sombreamento

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 82: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Figura: Brise horizontal Fonte: www.hunterdouglascontract.com

82 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: sombreamento

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 83: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Muxarabi/gelosias

Gelosias são fechamentos vazados formados por treliças de ripas finas, geralmente de madeira, através das quais a ventilação é permeável enquanto proporciona privacidade para dentro do ambiente. De acordo com as dimensões dos seus vãos e das suas cores, também proporcionam maior ou menor níveis de iluminação. O muxarabi refere-se à gelosia cercando um pequeno balcão, bastante comum na arquitetura islâmica que se enraizou na arquitetura mediterrânea espanhola, chegando até a arquitetura colonial brasileira. Em geral, confunde-se muxarabi com gelosia, chamando o segundo pelo nome do primeiro.

83 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: sombreamento

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 84: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Figura– Gelosias. Fonte: www.greendecor.net 84 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: sombreamento

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 85: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Fachadas ventiladas Fachadas ventiladas ou duplas fachadas são bastante usadas na Europa por fornecer níveis altos de conforto térmico. As fachadas duplas podem ser criadas em diversos materiais e o principio é a criação de um espaço intermediário entre o exterior e o interior da edificação que ao ser ventilado e não ter radiação solar direta reduz o ganho térmico na edificação. Fachadas ventiladas apresentam vidro duplo e circulação de ar no meio. O vidro externo geralmente é simples enquanto o vidro interno é geralmente duplo. Podem ser instaladas venezianas internas no meio que sejam recolhidas de forma manual ou automática. No verão os vidros externos devem ser aberto e, no inverno, deve permanecer fechados.

São possíveis diversas variações na fachada e geralmente incorporam um sistema de sombreamento para controle da luz e do calor. Fonte: www.arcstructures.com 85

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: sombreamento

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 86: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Figura – FACHADAS VENTILADAS. Encaixes na peça extrudada facilitam a montagem. O espaço entre os dois paramentos funciona como uma câmara de circulação e renovação de ar. Fonte:www.revistatechne.com.br 86

Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: sombreamento

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 87: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

87 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Amazonas “Colegio Bureche” – Santa Marta, Colômbia http://www.juanmanuelpelaez.com/

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: sombreamento

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 88: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

88 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

“Casa de Huéspedes Ilustres” – Cartagena, Colômbia http://obra.fundacionrogeliosalmona.org/

Coluni UFV São Paolo

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: sombreamento

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 89: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

89 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

“UPB Bloque de Ingeniería” – Medellín, Colômbia http://www.alejandrorestrepomontoya.com/

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: sombreamento

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 90: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

90 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

“Edificio Copan” – Sao Paolo Brisbane, Australia

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: sombreamento

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 91: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

91 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

China

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: sombreamento

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 92: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

92 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Seattle, USA

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: sombreamento

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 93: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

93 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Centro Cultural “Jean Marie Tjibaou” - Nouméa, Nova Caledônia. Arq. Renzo Piano

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: sombreamento

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 94: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

94 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Montreal Veneziana ajustável

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o calor: sombreamento

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 95: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

95 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o frio: Massa térmica com aquecimento solar

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Page 96: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Figura– Parede Trombe, Inglaterra Foto: Solange Goulart

A estratégia exige a combinação destes elementos: incidência solar dentro dos ambientes, vidros para o sol penetrar e para impedir o calor de sair e superfícies com massa para armazenar a energia do sol e transformá-la em calor. Vê-se um exemplo através de uma parede Trombe, que é uma parede com elevada massa térmica combinada a uma camada de vidro na sua face exterior.

96 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o frio: Massa térmica com aquecimento solar

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 97: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Parede trombe

97 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o frio: Massa térmica com aquecimento solar

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 98: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

98 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o frio: Massa térmica com aquecimento solar

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 99: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

99 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o frio: Massa térmica com aquecimento solar

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 100: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

100 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

NREL Laboratory

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o frio: Massa térmica com aquecimento solar

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 101: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

101 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o frio: Massa térmica com aquecimento solar

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 102: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

102 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts Aula 3: Arquitetura e Clima

106

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o frio: Aquecimento solar

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Page 103: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

103 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

O sol é usado em locais e países de climas frios como estratégia de aquecimento passivo. O sol em si não aquece o ar, mas aquece outros componentes que, após receber energia do sol (ondas curtas), as transforma em calor por ondas longas que aquece o ar. O vidro é transparente a estas ondas curtas mas, quando esta radiação atinge um componente opaco e é transformada em calor, o vidro retém este calor (ondas longas) dentro do ambiente.

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o frio: Aquecimento solar

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 104: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

Argentina

104 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o frio: Aquecimento solar

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 105: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

105 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

Fachada sul – Colorado, USA Solar decathlon University of Michigan

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o frio: Aquecimento solar

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima

Page 106: Desempenho Térmico de edificações e Clima_0.pdfFlorianópolis – “Rosa dos ventos” Probabilidades de ocorrência de vento (orientação e velocidade) Velocidade e direção

106 Desempenho térmico de edificações| Roberto Lamberts

“Casa Horas Claras ” – El Retiro, Colômbia http://www.juanmanuelpelaez.com

Estratégias bioclimáticas Estratégias para o frio: Aquecimento solar

106

Intro

du

ção – variáveis – clim

a–

bio

climato

logia

Aula 3: Arquitetura e Clima