ECV5161 - Aula 5 - proteções solares.pdf

1

PROTEÇÕES SOLARES

DEIVIS LUIS MARINOSKI, Dr.

[email protected]

ROBERTO LAMBERTS, PhD

[email protected]

Laboratório de Eficiência Energética em Edificações

www.labeee.ufsc.br

INTRODUÇÃO

As proteções solares são utilizadas quando a radiaçãodireta não é desejada dentro do ambiente.

O traçado das proteções exige o conhecimento dosmovimentos do Sol e da Terra, e de seus efeitos sob avisão do observador na terra.

Observador: pode ser um ponto, uma reta, um planocomo uma parede ou janela ou um volume, no caso deuma edificação .

2

MOVIMENTOS DA TERRAROTAÇÃO

A rotação ao redor de um eixo Norte-Sul, que passa por seus pól os,

origina o dia e a noite.

MOVIMENTOS DA TERRA

TRANSLAÇÃO AO REDOR DO SOLO movimento de translação da Terra ao redor do Sol determina a s

quatro diferentes estações do ano.

21 DEZ

21 JUN

21 MAR

21 SET

3

MOVIMENTOS DA TERRAData de início destas estações no hemisfério sul

Solstício => Época em que o Sol passa pela sua maior declinação

boreal ou austral, e durante a qual cessa de afastar-se do equ ador.

Equinócio => Ponto da órbita da Terra em que se registra uma igual

duração do dia e da noite.

Data Denominação 21 de março Equinócio de outono 21 de setembro Equinócio de primavera 21 de junho Solstício de inverno 21 de dezembro Solstício de verão

MOVIMENTOS DA TERRAProjeção estereográfica do sol sobre o plano do observador localizado em um ponto qualquer da Terra .

S

N

L

a

h

zênite

O

Nadir

Linha do horizonte

Abóbada celeste

� A localização do sol na abóbada

celeste pode ser identificada

através de dois ângulos: a altura

solar e o azimute.

� O azimute é o ângulo que a

projeção do sol faz com a

direção norte.

� Altura solar é o ângulo formado

entre o sol e o plano horizontal.

4

DIAGRAMAS SOLARES

Para traçar os diagramas

solares, considera-se a

Terra fixa e o Sol

percorrendo a trajetória

diária da abóbada celeste,

variando de caminho em

função da época do ano .

DIAGRAMAS SOLARES

Movimento aparente do Sol no hemisfério sul

Projeção estereográfica para a latitude

27o Sul. Diagrama solar para a latitude 27o Sul.

5

DIAGRAMAS SOLARES

DIAGRAMAS SOLARES

EXEMPLOS

21 junho11:30 hAltitude: 40°Azimute: 10 °

6

DIAGRAMAS SOLARES

EXEMPLOS

21 março17:15 hAltitude: 10°Azimute: 275°

DIAGRAMAS SOLARES

Diagrama solar para Belém (latitude 1°Sul)

7

DIAGRAMAS SOLARES

Diagrama solar para Salvador (latitude 13°Sul)

DIAGRAMAS SOLARES

Diagrama solar para Florianópolis (latitude 27°Sul)

8

DIAGRAMAS SOLARES

Diagrama solar para Porto Alegre (latitude 30°Sul)

GEOMETRIA SOLAR

A ALTURA SOLAR E O AZIMUTE SÃO AS INFORMAÇÕES NECES SÁRIAS

PARA PROJETAR UMA SOMBRA EM UMA DETERMINADA HORA.

EXEMPLOS

H

A

O

N

LS

O

h

a

Az

A’

Sombra de um poste no piso

9

ANÁLISE DE PROTEÇÕES SOLARES

O conhecimento do movimento aparente do sol é utilizar para o projeto de proteções solares (brises) que impeçam a entrada de raios solares no interior do ambiente durante as horas do dia e os meses do ano em que se deseja esta proteção.

O tipo de brise e suas dimensões são função da eficiência desejada. Portanto, um brise será considerado eficiente quando impedir a entrada de raios solares no período desejado.


Para projetar proteções solares, a segunda informação que deve ser conhecida é o tipo de mascaramento que cada tipo de brise proporciona. Portanto, o traçado de máscaras é a ferramenta utilizada no projeto de proteções solares.

TRAÇADO DE MÁSCARAS

10


Para facilitar o traçado de máscaras deve-se utiliz ar o transferidor de

ângulos .

Transferidor de ângulos

10o

20o

30o

40o

50o

60o

90o

80o

70o

60o

50o

40o

30o

20o

10o 10o

20o

30o

40o

50o

60o

70o 80o

70o 80o

Ângulo no plano horizontal (azimute)

Ângulo no plano vertical (altura solar)


Brise horizontal infinito

Os brises horizontais impedem a entrada dos raios solares através da abertura a partir do ângulo de altitude solar

O traçado do mascaramento proporcionado por este brise é determinado em função do ângulo ângulo αααααααα

Mascaramento proporcionado pelo brise horizontal infinito

11


Brise vertical infinito

Os brises verticais impedem a entrada dos raios solares através da abertura a partir do ângulo de azimute solar

O traçado do mascaramento proporcionado por este brise é determinado em função do ângulo ângulo ββββββββ

Mascaramento proporcionado pelo brise vertical infinito


Como em situações reais é difícil a existência de b rises que podem ser considerados infinitos

Necessidade de definição de um terceiro ângulo => ângulo ângulo γγγγγγγγ

Este ângulo limita o sombreamento produzido pelos ângulos αααα e ββββ

12


Brise horizontal finito

ângulo ângulo αααααααα limitado pelo ângulo limitado pelo ângulo γγγγγγγγ

Mascaramento proporcionado pelo brise horizontal finito


Brise vertical finito

ângulo ângulo ββββββββ limitado pelo ângulo limitado pelo ângulo γγγγγγγγ

Mascaramento proporcionado pelo brise vertical finito

13


Brises mistos

A partir do mascaramento produzido pelos quatro tip os básicos de brises:

=> mascaramento para qualquer tipo de brise com dif erentes combinações de => mascaramento para qualquer tipo de brise com dif erentes combinações de brises horizontais e verticaisbrises horizontais e verticais ..

O PROGRAMA SOL-AR

Permite traçar a máscara desejada para, posteriorme nte, partir para o projeto das proteções solares.

⇒ Desenvolvido pelo LabEEE

⇒ Ferramenta para projeto de proteções solares

⇒ Máscara de sombra sobre a carta solar dados os ângu los αααα, ββββ e γγγγ

⇒ Temperaturas do arquivo TRY (test reference year) p ara cada localidade cadastrada

⇒ Fornece a Rosa dos Ventos do TRY

14

O PROGRAMA SOL-AR

UTILIZAÇÃO DO PROGRAMA

1. Apresentação da trajetória solar

2. Definição do local atrás da latitude (Florianópolis, Fortaleza, Maceió, Natal, Porto Alegre, Recife, Rio de Janeiro, Salvador, São Luis, São Paulo, Vitória)

O PROGRAMA SOL-AR


1. Orientação

2. Ângulos de referência (escala interna ou externa)

15

O PROGRAMA SOL-AR


Temperaturas horárias

O PROGRAMA SOL-AR


Máscara para um brise horizontal com orientação norte

16

O PROGRAMA SOL-AR


Freqüência de ocorrência do vento para Florianópolis

EXEMPLOS DE APLICAÇÕES

Prateleira de luz interna com brise

soleil

17


Prateleira de luz interna com brise

soleil


Sombreamento com veneziana externa

Veneziana externa instalada

entre vidros

18


Venezianas ajustáveis para fornecer um

controle solar e de luz pela cobertura


Brises externos associados a

estrutura

19


Brises externos translúcidos


Brises externos(aço ou alumínio)

20


Brises externos moveis em estrutura

metálica


Fachadas ativas

21


Brises utilizados

como suporte para painéis FV

SITES DE FABRICANTES

http://www.hunterdouglas.com/

http://www.levolux.com/

Documents

ECV5161 - Aula 5 - proteções solares.pdf