Upload
carla-sanche
View
230
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
1/104
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
2/104
Desempenho Trmico e
Ecincia Energtica emEdicaesConforto Higrotrmico Dirigido
Concepo Arquitetnica
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
3/104
ELETROBRAS
Av. Presidente Vargas, 409 13 andar
Centro Rio de Janeiro 20071-003
Caixa Postal 1639 Tel: 21 2514 5151
www.eletrobras.com
PROCEL - Programa Nacional de Conservao de Energia Eltrica
Av. Rio Branco, 53 14, 15, 19 e 20 andares
Centro Rio de Janeiro 20090-004
www.eletrobras.com/procel
PROCEL EDIFICA - Efcincia Energtica em Edifcaes
Av. Rio Branco, 53 15 andar
Centro Rio de Janeiro 20090-004
www.eletrobras.com/procel
Fax: 21 2514 5767
Trabalho elaborado no mbito do PROCEL EDIFICA - Efcincia Energtica em Edifcaes.
F ICHA CA TA LOGR FICA
Desempenho Trmico e Efcincia Energtica em Edifcaes - Rio de Janeiro, agosto/2011
1. Cludia Barroso-Krause
TODOS OS DIREITOS RESERVADOS - proibida a reproduo total ou parcial de qualquer orma ou por qualquer meio. A
violao dos direitos de autor (Lei no 9.610/98) crime estabelecido pelo artigo 184 do Cdigo Penal.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
4/104
Trabalho elaborado no mbito do convnio ECV033/04 realizado entre ELETROBRAS PROCEL e a UFAL
E LE TROB RA S PROCE L
PresidnciaJos da Costa Carvalho Neto
Diretor de Transmisso
Jos Antnio Muniz Lopes
Secretrio Executivo do Procel
Ubirajara Rocha Meira
Departamento de Projetos de Efcincia Energtica
Fernando Pinto Dias PerroneDiviso de Efcincia Energtica em Edifcaes
Maria Teresa Marques da Silveira
Equipe Tcnica
ELETROBRAS PROCEL
Diviso de Efcincia Energtica em Edifcaes
Clovis Jose da Silva
Edison Alves Portela JuniorElisete Alvarenga da Cunha
Esteania Neiva de Mello
Frederico Guilherme Cardoso Souto Maior de Castro
Joao Queiroz Krause
Lucas de Albuquerque Pessoa Ferreira
Lucas Mortimer Macedo
Luciana Campos Batista
Mariana dos Santos Oliveira
Vinicius Ribeiro Cardoso
Colaboradores
George Alves Soares
Jos Luiz G. Miglievich Leduc
Myrthes Marcele dos Santos
Patricia Zooli Dorna
Rebeca Obadia Pontes
Solange Nogueira Puente Santos
Viviane Gomes Almeida
Diagramao / Programao Visual
Anne Kelly Senhor Costa
Aline Gouvea Soares
Kelli Cristine V. Mondaini
UFAL
Edio
Leonardo Bittencourt
Autor
Cludia Barroso-Krause
Colaborador
Fathiane Martins
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
5/104
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
6/104
S U M R I OINTRODUO .................................................................................................................................. 7
1 O CONFORTO, AS FONTES DE DESCONFORTO E O USURIO ............................................. 91.1 O novo cenrio de nossos projetos arquitetnicos: as intervenes humanas e o microclima ................. ......... 9
1.2 O homem e suas necessidades ambientais ..........................................................................................................................14
2 O HOMEM, SUAS NECESSIDADES HIGROTRMICAS, A EDIFICAO ..............................17
2.1 Trocas higrotrmicas entre o homem e o seu entorno livre ...........................................................................................18
2.2 As trocas trmicas entre o homem, a edicao e seu entorno ....................................................................................23
3 TROCAS POR RADIAO ENTRE A CONSTRUO E O ENTORNO .................................... 25
3.1 Arquitetura e trocas por radiao.............................................................................................................................................31
4 TROCAS POR CONDUO ENTRE A CONSTRUO E O ENTORNO ..................................45
4.1 Conduo e resistncia passagem de calor ......................................................................................................................47
4. 2 O conceito de massa trmica ....................................................................................................................................................49
4.3 Arquitetura e trocas por conduo ..........................................................................................................................................51
5 TROCAS POR CONVECO .......................................................................................................55
5.1 Trocas por conveco entre a construo e seu entorno ................................................................................................58
5.2 Arquitetura e trocas por conveco ........................................................................................................................................62
5.3 Cobertura e ventilao .................................................................................................................................................................67
5.4 Ventilao e umidicao ...........................................................................................................................................................70
5.5 Outras situaes de conforto higrotrmico no projeto ...................................................................................................72
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
7/104
6 O DIAGNSTICO DO MICROCLIMA: OS INSTRUMENTOS DE PROGNSTICO PARA O
PROJETO ......................................................................................................................................... 77
6.1 O Diagrama bioclimtico de Givoni.........................................................................................................................................79
6.2 O diagnstico do microclima. ....................................................................................................................................................84
6.3 Diagrama solar ................................................................................................................................................................................86
7 RESUMO DAS PRINCIPAIS DIRETRIZES DE PROJETO ..........................................................93
GLOSSRIO ....................................................................................................................................95
BIBLIOGRAFIA CONSULTADA E DE APOIO ..............................................................................103
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
8/104
INTRODUOEste guia tcnico prope, em linguagem simples, as inormaes bsicas para o incio da abordagem bio-
climtica do projeto sujeito climatizao mista com opo prioritria pela no climatizao. Apresenta, alm
do texto principal, um glossrio simples, que explica os principais conceitos utilizados (sublinhados no texto)
e instrumentos teis para acompanhar o desenvolvimento da concepo do projeto.
Ela no pretende resolver os problemas ligados ao bioclimatismo e a conservao de energia em ediicaes
em clima tropical brasileiro, nem apresentar em detalhes todo o resumo do conhecimento disponvel sobre
o assunto, mas apresentar noes bsicas que, compreendidas pelos arquitetos, possam ser incorporadas
ao processo de concepo arquitetnica, permitindo a otimizao do projeto ace ao seu entorno climtico
e s necessidades de seus uturos ocupantes.
A pesquisa em qualidade das construes em clima tropical mido vai muito mais longe e tem sido objeto
de pesquisa intensa. Nossos centros universitr ios - de Norte a Sul do pas - e institutos de pesquisas tecno-
lgicas vm procurando integrar e adequar os princpios sicos da transmisso de calor e as necessidades
de carter ambiental dos diversos tipos de usurios s nossas diversidades climticas, culturais e s nossas
leis de uso do solo. Muitas das inormaes aqui transmitidas vm dessa massa multidisc iplinar de pesqui-
sadores. Outras, de uma gerao anterior, cujo pioneirismo deve ser reconhecido.
Especiicamente a pesquisa em conorto higrotrmico nas ediicaes tem procurado tomar uma nova
atitude rente arquitetura. Ela procura deinir uma abordagem do projeto da construo desde seu incio
em ligao ntima com o lugar, seu entorno, o clima e os hbitos construtivos loca is. Ela procura preservar
a liberdade de escolha, sem dissoci-la de sua responsabilidade ambiental. Viemos nos dar conta que omos
um pouco longe demais, ao ter coniana cega no uso de equipamentos para resolver a posteriori aspectos
do conorto ambiental no interior das ediicaes.
A arquitetura do sculo XX se caracter izar talvez (ao menos do ponto de vista histr ico) por ter dado exa-
gerada importncia tecnologia. Esta dependncia atual em relao ao controle mecnico do ambiente
interior, em detrimento da explorao dos enmenos climticos naturais para satisao de nossas exi-
gncias de conorto.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
9/104
Embora tenha havido um grande acmulo de conhecimento, o acesso a essa inormao j disponvel
constitui hoje um dos grandes problemas em todas as reas, inclusive a da construo. medida que os
enmenos envolvidos tornam-se mais complexos, e a gama de materiais e tcnicas possveis se aperei-oam, nos derontamos, na prtica, com a diiculdade de acesso a esse saber.
Assim, em geral, arquitetos, construtores e, sobretudo auto-construtores, deixam de lado estas inorma-
es, mesmo disponveis, por se apresentarem sob orma tcnica, complexa e astidiosa, donde surgem os
erros, ou no mnimo riscos considerveis na concepo do projeto arquitetnico. Com isso, a qualidade do
ambiente resultante acaba sempre dierente - e em geral bem inerior - do esperado.
Para o proissional j em campo permanece certa diiculdade na matria. Quando sem tempo para reciclar,
com hbitos j enraizados, acaba com diiculdades para inclui r, desde os primrdios do projeto, os concei-
tos necessrios a uma boa insero de sua arquitetura no meio. No entanto, este talvez o momento mais
importante da concepo onde h mais liberdade de escolha (implantao, partidos, materiais, etc.), a qual
engessar para sempre (ou at uma reorma) a ediicao.
Esta apostila procura, dentro deste quadro, uma primeira aproximao para o arquiteto em relao aosconceitos da Fsica da Construo, no sub-tema da higrotermia, sempre inserida dentro do universo proje -
tual. Neste contexto, alguns enmenos complexos oram omitidos, como eusividade e diusividade, por
exemplo, podendo, uma vez compreendidos os enmenos bsicos, serem buscados na procura por novas
e mais eicientes alternativas construtivas.
Que no se espere obter daqui valores precisos do comportamento higrotrmico do projeto aps sua cons-
truo. Estes dados sero sempre resultados de um trabalho especializado, de um nvel de detalhamento
muito superior. Mas, espera-se que as inormaes sejam teis para orient-los na iniciao da abordagem
bioclimtica do projeto.
Como ltima lembrana, nestes tempos de legislao brasileira de eicincia energtica em ediicaes
em vias de implementao, quanto mais se conseguir chegar compreenso das teorias apresentadas nas
apostilas, tanto maior ser a liberdade de escolha do partido, da volumetria, dos materiais, etc., enim do
projeto arquitetnico global, sem perda da qualidade para o ambiente resultante interno e externo, ou a
atura de eletricidade associada.
Cludia Barroso-Krause
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
10/104
1 O CONFORTO, AS FONTES DE DESCONFORTO E O
USURIO1.1 O novo cenrio de nossos projetos arquitetnicos: as intervenes hu-manas e o microclima
Os grandes centros urbanos assistiram, recentemente, a uma variao importante no seu microclima, em
uno da mudana de ritmo da atividade humana.
Milhares de deslocamentos dirios dos automveis, a rerigerao (ou o aquecimento) e a iluminao in-
tensiva dos edicios e dos locais pblicos, e mesmo a presena dos milhares de seres humanos constituem
hoje, onte de calor e de tipos diversos de poluio (rudos, poeiras, hidrocarbonetos e vrios produtos das
combustes) que determinam o microclima urbano.
Se a estes atores se associam situaes geogricas especiais, assistimos, tanto em So Paulo como em
Atenas e na cidade do Mxico - situadas em uma depresso e ora do alcance dos ventos de alta velocidade
- a um acmulo de alguns dos subprodutos das atividades humanas, gerando um adensamento de gases
e uma situao de poluio muito orte.
Figura 1: Fachada de escritri o, Papeete, Tahiti . Figura 2: Vista So Conrado, Rio de Janeiro.
Fonte: Arquivo pessoal, 2003. Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
11/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S10
Construes em paredo como observado em Acapulco, no Mxico, ou em Copacabana, no Rio de Janeiro,
impedem tanto o acesso dos ventos locais aos quarteires internos, quanto do Sol s ruas estreitas e aos
andares mais baixos das ediicaes, prejudicando a qualidade do ar em climas midos, quer rios, querquentes.
Figura 3: Efeito barreira provocado pelo urbanismo. Figura 4: Disponibilidade de Recursos naturais e ocupao
Fonte: Arquivo pessoal, 2003. urbana.
Fonte: Arquivo pessoal, 2009.
Ou seja, ao concentrar suas atividades em um s lugar - a cidade - o homem modiica seu microclima:acontecem temperaturas mdias mais elevadas, modiicao do regime de chuvas e o aumento da nebu-
losidade, devido poluio do ar. As chuvas, sendo rapidamente evacuadas para o sistema de esgoto, pelo
excesso de solo impermevel, no tm tempo de rerescar o solo e o ar, salvo perto dos parques e jardins.
Bairros inteiros passam a sorer com o calor no vero e na meia-estao.
Figura 5: Centro da cidade, Rio. Figura 6: Vista da cidade, Belm.
Fonte: Arquivo pessoal, 2004. Fonte: Arquivo pessoal, 2003.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
12/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 11
Estes bairros, mais quentes, acabam atraindo as massas de ar, e, quando estas esto carregadas de partculas
poluentes, tornam-se bairros quentes e poludos.
Figura 7: Esquema de massas de ar. Figura 8: Exemplo de camada de poluio
Fonte: www.sorocaba.unesp.br/.../malu/ sobre cidades, China
polusoroc2.JPG , 2005 Fonte: pt.wikipedia.org/wiki/
Ficheiro:Pollution_over..., 2005
As antigas regras de bem morar modiicam-se. Pela insegurana das grandes e mdias cidades, como pro-
teo ao rudo urbano ou chuva, cercar-se de divisrias apenas insinuantes de propriedade, ou dormir
de janelas semi-abertas, deixam de ser recorrentes.
Figura 9: Fachada casario Belm, Par. Figura 10: condicionad or Split em fachada externa.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005. Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
13/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S12
Levados por imitaes e modismos, terrenos tm sua cobertura vegetal retirada e construes passam a
ser projetadas em uno de modelos nem sempre adaptados a gesto provvel de seu usurio e entorno.
Figuras 11 e 12: Construes no Morro do Batan, Rio de Janeiro, RJ.
Fonte: Arquivo pessoal, 2008.
Esta mudana de hbitos impede a livre circulao de ar no interior das construes; e os muros, cada vez
mais altos e impenetrveis, aastam os ventos de todo o terreno.
Mas no s o meio urbano que sore.
As zonas rurais por vezes, quando da troca da rea de plantio ou da implantao de bricas, padecem de
ilosoias agrcolas trabalhando com a tcnica de terreno arrasado, mais simples de execuo.
Se limpa, planiica-se, aterra-se o terreno e em seguida se d incio, com mais conorto ao projeto de
implantao.
Figura 13: Esquema de efeito diferenciado de absoro da
radiao solar.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
14/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 13
Com a retirada da camada rtil do solo e da variedade lorestal existente, o microclima se modiica. Partes
importantes da auna e da lora desaparecem e permitem a ocorrncia de eroso e do empobrecimento
progressivo do solo.
Figura 14: Efeito do desmatamento sobre temperatura de superfcie de solo.
Fonte: www.greenpeace.org.br, 2002.
Perde-se o amortecimento da vegetao em relao ao das chuvas, da correnteza dos rios, dos ventos,
da radiao solar. A amplitude de temperatura aumenta.
A qualidade da gua dos mananciais comprometida, o que ser, segundo alguns, o desaio maior do
prximo sculo.
O microclima se degrada e as solues regionais, tradicionais, de projeto deixam de responder aos anseios
de seus usurios.
Figura 15: Efeito de assoreamento em rio,
Belm, PA.
Fonte: Arquivo pessoal, 2004.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
15/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S14
1.2 O homem e suas necessidades ambientais
Sentir-se conortvel talvez a primeira sensao procurada pelo ser vivo. Qualquer beb1 conortvel ressona
ou brinca tranquilo. medida que esse equilbrio fsiolgico-ambiental vai se rompendo, d sinais claros deagitao e descontentamento. Cada um de ns incapaz de descrever, quando conortvel, os limites ou as
caractersticas desta sensao. Entretanto, ao rompimento deste estado, conseguimos descrever se tratar de
um rudo, do excesso ou alta de calor, da ausncia ou excesso de luz que nos incomoda.
Figura 16: Situaes de Conforto.
Fonte: http://notasaocafe.files.wordpress.com/2008/05/po-
lar_bears_16052008_1.jpg, 2005.
1 Escolhido aqui como testemunha ainda no inuenciado por presses psicolgicas.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
16/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 15
Figura 17: Situaes diferenciadas de Conforto2.
Fonte: Arquivo pessoal, 2009.
Depreendemos da que s existe um conorto ambiental, global e indeinvel. Porm, existem vrias ontessicas e psicolgicas independentes, mas capazes de se somarem, de desconorto.
Portanto, enquanto arquitetos, o que nos deve preocupar na realidade no o conorto, mas o desconorto.
a possibilidade de sua ocorrncia que devemos bem conhecer, para melhor determinarmos suas causas.
Desta orma, poderemos, no projeto nosso de cada dia, projetar mecanismos para evitar ou minorar suas
consequncias sobre o usurio.
O estudo de conorto ambiental dividido usualmente em trs grandes grupos: conorto trmico, lumnico
e acstico, embora sejam apenas algumas das acetas2 de um nico conceito que envolve o homem e suas
necessidades ambientais.
Conhecendo as bases conceituais destes conortos, capacitamo-nos ao projeto arquitetnico responsvel
para com o usurio e o seu entorno.
2 Como arquitetos, outros confortos igualmente importantes nos so cobrados como respiratrio, ergonmico, tctil, visual,
etc. Que devem interagir no momento das decises projetuais.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
17/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S16
Alguns dos recursos apresentados nesta apostila de conorto higrotrmico interagem com outras neces-
sidades que os ambientes possuem, os quais pela sua importncia ou por estarem includos em outros
enoques, estaro desenvolvidos em outros guias tcnicos desta coleo.
Assim, por exemplo, a ventilao natural, que o grande recurso de resriamento passivo, dependendo de seu
uso, ser tratada aqui em linhas gerais, sendo detalhado em um guia tcnico especico sobre esse assunto.
O acesso luz do cu, que permite a iluminao de melhor qualidade e custo zero, possui seus prprios
requisitos de projeto.
O conorto acstico vem, por vezes, de encontro a alguns princpios de conorto trmico, na medida em
que o mesmo ar que traz o arreecimento do calor pode, dependendo do que esteja ocorrendo em sua
origem, trazer a onda sonora que gerar o desconorto acstico.
A aplicao ortuita de alguns princpios como a permeabilidade da construo poder propagar sons. Se
orem considerados por quem os emitem como desejveis ou agradveis ensaios musicais, ou animados
debates, por exemplo podem ser compreendidos como rudo pela vizinhana.
Figura 18: Parede externa com elemento
vazado, Lauro de Freitas, Bahia.
Fonte: Arquivo pessoal, 2004.
A leitura atenta do conjunto dos guias tcnicos e da relao dos undamentos ali contidos com as decises
de projeto capacitar o arquiteto, ace diversidade de escolhas que vai desde a implantao da ediicao
at a deinio dos materiais sua disposio, para optar pela melhor escolha global.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
18/104
2 O HOMEM, SUAS NECESSIDADES HIGROTRMICAS, A
EDIFICAOO homem o que chamamos um animal homeotrmico, ou seja, sua energia vital conseguida atravs de
enmenos trmicos em um processo fsiolgico chamado metabolismo.
Para cada indivduo, o metabolismo, a partir de um valor bsico de sobrevivncia, variar em uno do tipo
de atividade exercida, da idade e do estado de sade.
A energia til necessria atividade muscular e biolgica - entretanto apenas 20% da metabolizada.
Os restantes 80% - reserva para uma emergncia - so transormados em calor e devem ser eliminados
para que sua temperatura interna de equilbrio em torno de 36,7C - seja mantida constante. A sada da
temperatura de equilbr io de patamares que so muitos estreitos gera danos mais ou menos permanentes
ao corpo humano, sendo imperativa sua manuteno.
Os recursos de que o corpo humano se utiliza para manter esta temperatura neste patamar giram em torno
da sua capacidade de reter ou dissipar o calor e a umidade: o suor, o arrepio, a reduo do trabalho sico,
o vestir e o despir, a busca pela sombra ou pelo Sol, so recursos mais ou menos involuntrios que buscam
este equilbrio.
E sempre que o organismo, atravs de seu sistema termo-regulador, necessita trabalhar muito para man-
ter este equilbrio ocorre a adiga e a consequente queda de rendimento das atividades. Em um primeiro
estgio e em longo prazo h algum tipo de dano sico (tontura, desmaio, etc.).
o que pode acontecer, por exemplo, ao se jogar partidas seguidas de vlei de praia no vero, ou durante
as corridas eitas em horrios de muito calor, etc.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
19/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S18
Figura 19: Conforto externo.
Fonte: Arquivo pessoal, 2008.
Alis, este exemplo permite ilustrar a dierena entre os aspectos isiolgicos do conorto higrotrmico
e a percepo do mesmo, que pode ser retardada ou anulada ace a uma situao psicolgica avorvel.
Imaginem que dois jogadores de vlei, com sade e nveis tcnicos dierenciados, se encontram numa
partida onde o mais raco, por sorte, se superpe ao mais orte.
A percepo do desconorto trmico ser menos intensa ou mais retardada - condies psicolgicas pre-
valecendo para o que est, inesperadamente, ganhando. Porm, ser provavelmente este quem primeiro
sentir os danos sicos, como tontura ou mesmo desmaio condies isiolgicas prevalecendo - e quem
sentir esses danos de orma mais intensa, a depender de quanto tempo continuar jogando.
Resumindo, o conorto higrotrmico obtido sempre que se consegue manter um equilbrio entre as
necessidades do corpo em cada atividade e a oerta climtica do entorno, de orma que a temperatura deequilbrio interna permanea constante e em torno de 36,7C, o que undamental para o pleno exerccio
de todas as atividades humanas.
2.1 Trocas higrotrmicas entre o homem e o seu entorno livre
O conorto higrotrmico pode ser obtido atravs da obteno de um equilbrio dinmico entre as necessi-
dades do corpo e a oerta do seu entorno.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
20/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 19
Se pensarmos inicialmente nas relaes do homem com o meio natural, poderemos destacar algumas
possibilidades de obteno deste equilbrio atravs da ocorrncia de trocas trmicas 3, ilustradas na igura
a seguir:
Figura 20: Esquema bsico de trocas trmicas entre o homem e
entorno.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
Legenda da igura:
M Metabolismo, ou a produo de calor interno do corpo. Pode ser incrementada pela ingesto de ali-mentos e lquidos.
R trocas por radiao. Entre o Sol e o corpo, entre o corpo e a abbada celeste, entre o corpo e os demais
corpos (paredes, tetos, mveis etc.)
C trocas por conduo, contato. Entre o corpo e toda super cie em que ele toca.
Cv trocas por conveco. Entre o corpo e o ar que est em seu contato direto.
E trocas por evaporao/sudao. Eliminao do calor pela troca pulmonar, na expirao, e atravs da
pele, pelos poros.
As trocas higrotrmicas, ilustradas na igura acima, ocorrem todo o tempo e podem mudar de sentido deperda (ilustradas em azul) para ganho (ilustradas em vermelho) de calor segundo haja mudana de local,
de momento (dia/noite), de vesturio (em uno da resistncia trmica da vestimenta) ou de atividade
(taxa metablica).
3 O glossrio detalha de forma mais detalhada estas trocas.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
21/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S20
Em uno do nvel de atividade desenvolvida e da vestimenta requerida pela atividade (terno e gravata
para advogados, macaco para determinados operrios, roupa de ginstica, etc.) essas respostas se tornam
mais ou menos importantes para a obteno desse equilbrio:
Figura 21, 22: Atividades desenvolvidas x vestimenta requerida. Restaurantes em Capetown, na Africa do Sul, e no Mer-
cado de Ver-o-Peso, Belm.
Fonte: Arquivo pessoal, 2006 e 2009.
Figuras 23 e 24: Atividades desenvolvidas x vestimenta requerida.
Fontes: http://www.stf.jus.br/arquivo/cms/bancoImagemFotoAudiencia/bancoImagemFotoAudiencia_AP_107130.jpg,
2002 e http://vidaemcristo.files.wordpress.com/2008/07/poster-cirurgia.jpg, 2009.
Na realidade, de orma mais completa, podemos airmar que o bom aproveitamento da ativi-
dade humana no lazer ou no trabalho est relacionado (com pesos distintos e variveis)ao peril de cada indivduo.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
22/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 21
Chamaremos aqui de peril a uma descrio em termos de compleio sica (quanto idade, tamanho,
sexo, sade, raa etc.), vestimenta, atividade, e, de mais dicil mensurao, dos atores culturais, sociais e
psicolgicos.
O undamental para que estejamos em sensao de conorto higrotrmico, que o somatrio dessas trocas
seja nulo, proporcionando a chamada sensao de neutralidade trmica. Ou seja, que tenhamos toda a
energia necessria atividade em exerccio, que o calor produzido em excesso possa ser eliminado e que
no percamos aquele necessrio manuteno do equilbrio interno4.
Assim, o rendimento de qualquer atividade possui um vnculo estreito com as condies higrotrmicas doseu entorno. E os parmetros mais signiicativos para essas condies so:
- o metabolismo, que varia do basal ao relacionado atividade exercida;
- a vestimenta, pela alterao da rea de pele exposta s trocas e resistncia suplementar s trocas entre
a supercie da pele e o entorno;
- a temperatura do ar ambiente, pelo eeito convectivo;
- as temperaturas de supercie dos corpos slidos no entorno do corpo, porque intervm nas trocas radiativas;
- a umidade relativa do ar circundante, acilitando ou diicultando a evaporao;
- velocidade do ar prxima ao corpo, pelo seu papel nas trocas convectivas; entre outros;
Como oi dito, o corpo humano capaz de se auto-ajustar dentro de certos limites. Para conhecer um pouco
mais o alcance desse ajuste ace s caractersticas de seu entorno, diversas pesquisas oram realizadas com
inmeras pessoas em dierentes situaes de entorno climtico. A bibliograia que acompanha este guia
tcnico traz algumas das ontes mais conhecidas sobre este tema.
4 Ou seja, para garantir as condies de sade do organismo, necessitamos que a equao M R C Cv - E = 0 se mantenha
ao longo do tempo.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
23/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S22
De orma geral, compreendendo a contribuio tanto dos valores de umidade quanto os de temperatura
para a obteno do conorto trmico, os estudos mais detalhados oram impressos sobre um diagrama
psicromtrico.
Os mais signiicativos oram transormados em gricos de ajuda ao diagnstico de conorto higrotrmico
chamados diagramas bioclimticos5. Eles interpretam os valores instantneos de umidade e temperatura
do ar em uno de parmetros de conorto, gerando zonas comuns de reao do corpo e subsequente-
mente de estratgias de interveno.
O mais utilizado para apoio ao projeto de arquitetura o realizado pela equipe do Pro. Givoni a partir de
seus estudos descritos no livro Homem, arquitetura e clima (1976).
Figura 25 e 26: Diagrama original de Givoni e as situaes vividas fora do polgono de conforto.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
Legenda do diagrama:
N, N zona de conorto e zona de conorto ainda aceitvel ;
AC resriamento atravs de mtodos ativos (condicionamento de ar);
EC, EC resriamento atravs da evaporao;
W necessidade de umidiicao suplementar;
5 Como os de Olgyay e Givoni, ver bibliograa.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
24/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 23
D desumidiicao necessria;
H, H limite do aquecimento por mtodos passivos;
V, V resriamento atravs de ventilao.
M, M uso de materiais com massa trmica no envoltrio construtivo.
O diagrama bioclimtico utiliza as respostas dadas por vrios usurios a dierentes situaes de tempera-
tura do ar e umidade para determinar zonas de resposta sobre o diagrama. Uma determinada combinao
entre umidade e temperatura, que a maioria das pessoas aceita sem maior problema, denominada zona
de conorto.
Fora de seus limites (representados na igura pelo polgono verde ou azul), esto valores associados a situ-
aes de desconorto higrotrmico, caracterizadas por reaes sicas imediatas (secura na boca, suor, rio
nos ossos, ou rio mido) ou em mdio prazo (adiga, desateno, retesamento muscular). Em geral, esses
valores so incompatveis com a qualidade esperada do ambiente para a tarea prevista.
Alguns desses valores, incompatveis com o bem-estar humano, podem ser amenizados ou resolvidos
segundo algumas tcnicas especicas, as chamadas estratgias bioclimticas.
Alguns climas oerecem a possibilidade de uso de algumas estratgias, mas no de outras (em uno de
pouca ocorrncia de ventos, perodos ou regies onde o Sol no chega a prover o calor necessrio, valores
muito elevados de umidade, etc.).
O objetivo do uso do diagrama acilitar a escolha da estratgia mais adequada s necessidades daquele
usurio alvo do projeto.
O captulo 6 detalha de maneira mais objetiva seu uso como apoio s escolhas projetuais das ediicaes.
2.2 As trocas trmicas entre o homem, a edicao e seu entornoGerar uma arquitetura adequada a determinado clima signifca elaborar espaos que propiciem a seus
usurios, nos respectivos tempos de uso, condies internas microclimticas compatveis ao uncionamento
de cada metabolismo nas diversas atividades ali exercidas.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
25/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S24
Quando construmos uma ediicao, criamos uma interace entre o homem e o seu entorno imediato,
e na realidade estamos estabelecendo um novo ritmo e uma nova relao entre as trocas que ocorriam
anteriormente.
Nesta nova relao os enmenos de troca trmica so os mesmos, mas a intensidade e locais de ocorrncia
podem variar bastante segundo a deciso de projeto:
Principais trocas higrotrmicas entre o homem e a construo:
Figura 27: Principais trocas higrotrmicas entre o homem e a
construo.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
Legenda da igura:
R trocas por radiao: entre o Sol e a construo, entre a abbada celeste e a construo, entre o corpo e
as paredes, entre as aces internas da envoltria.
C trocas por conduo: contato entre o corpo e toda supercie em que ele toca, atravs das paredes.
Cv trocas por conveco: entre o corpo e o ar que est em seu contato direto, entre o ar e os componentes
da ediicao (externa e internamente).
A qualidade e intensidade das trocas entre o entorno e o usurio se modiicam, pois as trocas se daro em
vrias etapas, envolvendo todo o processo projetual, da deciso de implantao e volumetria especii-
cao dos materiais.
Embora os enmenos de radiao, conduo e conveco ocorram ao mesmo tempo, para melhor com-
preenso de cada um, iremos trat-los, inicialmente, de orma separada.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
26/104
3 TROCAS POR RADIAO ENTRE A CONSTRUO E O
ENTORNOAs trocas por radiao acontecem entre dois corpos que no se tocam e que apresentam temperaturas
distintas. O uxo de calor ocorre do mais quente para o menos quente, em uno das propriedades ticas
dos dois elementos (ver glossrio), at que ambos estejam na mesma temperatura.
Figura 28: Troca trmica por radiao.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
Elas acontecem apenas enquanto esta dierena de temperatura existe e nas regies dos corpos que se veem.
Quando projetamos, por exemplo, uma achada, estamos colocando um anteparo entre o homem e o Sol
(durante o dia) e a calota celeste (o tempo todo). Esta situao induz a uma troca por radiao em duas
etapas entre o Sol e o homem:
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
27/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S26
Figura 29: Principais trocas trmicas na construo.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
- entre o Sol e a parte externa da achada;
- em outro momento entre a ace interna da achada e o usurio6.
O resultado da primeira troca trmica - aquecimento ou resriamento da ace externa da achada - se dar
em uno do balano entre o ganho (do Sol ou de outro elemento com maior temperatura sua volta) ace
perda (para a calota celeste ou outro elemento com menor temperatura sua volta) que possa ocorrer.
Poder haver a ocorrncia simultnea de duas trocas signiicativas vinculadas radiao solar e radiao
inravermelha (chamada radiao trmica, ou calor).
O ganho e perda mencionados ocorrero em uno da capacidade dos elementos externos de emitirem
e absorverem o calor por radiao, as chamadas propriedades ticas. Pesquisas so conhecidas e disponi-bilizadas em diversos livros para a maioria dos materiais de construo.
Em princpio, a capacidade de absorver e emitir calor (a chamada radiao inravermelha) mais ou me-
nos a mesma para a maior par te dos materiais de construo, em torno de 90% da radiao envolvida (ou
gerando ndices em torno de 0.90).
J a capacidade de um elemento absorver a radiao solar uno de sua camada mais externa - varia
enormemente de um material construtivo a outro.
6 A troca por conduo se encarregar de fazer a ligao entre as duas faces da parede.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
28/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 27
A tabela, abaixo, ilustra a variao da capacidade de absoro solar e de emisso e absoro da radiao
situada na aixa do inravermelho (calor), em uno do material escolhido:
Tabela 1: Tabela de propriedades frente radiao das super fcies (acabamentos, tintas, vidros).
Fonte: Corbella e Yannas, 2003.
Algumas ponderaes projetuais preliminares saem apenas da leitura da tabela acima:
Uma supercie pintada de preto osco representa uma capacidade de absoro 75% maior (0,95-0,20)
do que a da radiao solar incidente em determinado local, em relao mesma supercie com um re-
vestimento com tinta branca leo. Esse j seria um indicativo de escolha de projeto, pois uma laje comimpermeabilizao escura um excelente elemento para aquecer os ambientes, pelo ato de possuir um
elevado coeiciente de absoro da radiao solar (a = 0,90).
MATERIALABSORO PARA ARADIAO SOLAR
ABSORO EEMISSIVIDADE
E INFRAVERMELHA
ENTRE 10C E 40CTELHA OU TIJOLO DE BARRO VERMELHO 0,7 0,9
TELHA DE BARRO AMARELO, BEGE 0,4 0,5
TELHA DE FIBROCIMENTO NOVA 0,5 0,95
TELHA DE FIBROCIMENTO SUJA 0,7 0,95
CHAPA NOVA DE ALUMNIO
GALVANIZADO
0,5 0,25
CHAPA SUJA DE FERRO GALVANIZADO 0,8 0,28
VIDRO DE JANELA 3MM 0,05 0,87[1]7
VIDRO DE JANELA 8 MM 0,27 0,65
TINTA BRANCA 0,3 0,9
TINTA MARROM ESCURA, PRETA 0,95 0,9
REVESTIMENTO TIPO CAIAO 0,3 0,9
REVESTIMENTO TIPO BRANCO DE
CHUMBO
0,2 0,89
REVESTIMENTO TIPO ASFALTO, BETUME 0,93 0,93
LAJOTAS E AZULEJOS ESCUROS 0,8 0,9
GRAMA 0,67
[1] DO MATERIAL VIDRO QUANDO AQUECIDO, NO CONFUNDIR COM SUA CAPACIDADE DE TRANSMISSO NA FAIXA DO SOLAR.
7Em funo da temperatura do cu. Ver glossrio
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
29/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S28
Figura 30 e 31: Exemplos de influncia do piso sobre o acesso radiao solar.Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
As supercies metlicas relexivas devem ser olhadas com cuidado, pois se orem projetadas para locais com
ao da maresia ou outro poluente atmosrico, podem oxidar perder o brilho - e passar a absorver mais
radiao solar do que uma superc ie comum com pintura clara, alm de que, sendo metl icas, conduziro
o calor melhor e mais rpido.
A maior parte dos materiais de construo, sendo opaca, relete a parcela que no absorvem. Assim, a esco-
lha de um elemento de piso na trajetria dos raios do sol ace a uma achada merece ser eita ponderando
a parcela que ser absorvida com a que ser reletida e incidir sobre a mesma.
Alguns materiais mais ou menos translcidos, como o vidro, so capazes de deixar a radiao solar atravess-
los, permitindo que alcance piso e paredes, mas impedem, por sua constituio, o sentido contrrio, de
volta calota, da radiao na aixa do inravermelho, gerada pela absoro da radiao solar, retendo o
calor no ambiente.
o princpio do to amoso eeito-estua. Utilizado nos aquecedores solares para aquecer outro luido a
gua - igualmente interessante para aquecer gratuitamente o ar interno.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
30/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 29
Figura 32 e 33: Esquema de transferncia de calor pelo vidro.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
Interessante estratgia para climas rios, pois evitam ou reduzem o aquecimento por meios de ontes
energticas como gs, ou eletricidade.
Tambm pode ser uma onte interessante de aquecimento mesmo para climas quentes quando em presena
de uma estao ria trabalhando com a geomtrica solar, (ver captulo mais a rente) para ambientes
onde o usurio esteja com um baixo ndice de resistncia de roupa (clo), como banheiros, vestirio, podendo
inclusive ser uma onte gratuita de iluminao diurna.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
31/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S30
Figura 34, 35 e 36: Exemplo de insolao em banheiros.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
Porm talvez no to boa escolha para usurios plenamente vestidos em horrio de insolao, em clima
tropical quente, visto a ao da radiao ser independente do valor da temperatura de ar, mesmo em
ambientes rerigerados como no exemplo dos edicios da Caixa Econmica Federal em Belm, Par ou no
Rio de Janeiro:
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
32/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 31
Figura 37: CEF Belm. Figura 38: BNDES Rio de Janeiro.Fonte: Arquivo pessoal, 2005. Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
3.1 Arquitetura e trocas por radiao
Os principais locais de trocas por radiao nas edifcaes variam em uno do entorno, da implantao,
volumetria e da localizao das ontes de calor no interior de cada projeto (caldeiras, mquinas de produo,
lareiras, oges, etc.).
Ao ar livre se localizam nas supercies exteriores da construo, coberturas e achadas, por absoro da
radiao solar durante o dia, e emisso para a abbada celeste tanto de dia quanto de noite8, como nas
otos anteriores.
8 ver exemplo de conveco no glossrio.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
33/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S32
Figura 39: Arquitetura e entorno.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
Em geral, em uno da contnua exposio trajetria solar, lajes planas recebem uma carga trmica muito
maior do que telhados inclinados ou achadas.
Figura 40 e 41: Efeito do projeto de telhados sobre o acesso radiao solar.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
Entretanto, em uno do entorno construdo e da dierena de gabarito, esta assertiva merece ser veriicada,
como se observa nestas otos do centro do Rio de Janeiro:
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
34/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 33
Figura 42 e 43: Radiao solar e gabarito.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
O local de maior incidncia das trocas por radiao no interior das ediicaes varia segundo 3 tipos de
ontes signiicativas:
em uno do resultado da troca ocorrida na ace externa, nas supercies internas do envelope construtivoopaco, sobretudo tetos;
nas supercies internas expostas radiao solar direta, por absoro da mesma em pisos e paredes e de
sua re-emisso, quando possvel, atravs de aberturas no envidraadas; da energia gerada para a abbada
celeste, como nestes casos de quarto na Noruega, no saguo do Museu So Jos Liberto, no Par ou no
hotel da Costa de Saupe, na Bahia;
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
35/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S34
Figura 44: Noruega. Figura 45: Par, Brasil. Figura 46: Costa de Saupe, Brasil.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005. Fonte: Arquivo pessoal, 2005. Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
por absoro e emisso de calor gerado por mquinas trmicas nas supercies internas da construo,
paredes, teto e piso, e entre aquelas e o corpo humano, segundo a temperatura que se encontrem.
Estas ltimas se inserem no grupo das aplicaes de projeto inconscientes dos eeitos trmicos da radiao
solar e de outras ontes de calor, utilizadas desde tempos imemoriais.
A rea de estar junto ao oyer (palavra rancesa que traduzia o local do ogo e terminou signiicando lar),
a grande cozinha, o aquecimento do andar superior atravs da exposio da chamin da lareira, como
nas casas populares de Portugal, o segundo est beira da boca do ogo, o uso do tijolo quente ao p da
cama no inverno.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
36/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 35
Figuras 47: restaurante atual com lareira e Senhora aquecendo
ao p do fogo.
Fonte: carto postal, http://www.pousadamariza.com.br, 2005.
Mas como unciona o aquecimento do ambiente por uma lareira, por exemplo? A onte de calor encontra-se
aprisionada dentro de um compartimento, que se bem projetado, s permite as trocas por radiao pela
abertura projetada.
Assim, embora o calor das brasas ou do ogo da madeira irradie tanto para o prprio corpo da lareira quanto
para o espao rente da boca, para este ltimo que sero dirigidas as ondas das brasas em si e aquelas
emitidas pela parte posterior da lareira, aquecidas, visveis ao ambiente. Ao entrar em contato com corpos
slidos: cadeiras, mesas e pessoas, estas ondas eletromagnticas absorvidas provocaro eeitos trmicos
(esquentam).
36
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
37/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S36
Figura 48: Esquema de transferncias
por radiao(R).
Fonte: Arquivo pessoal, 2002.
Se por acaso a lareira or mal eita, a parede poder deixar passar, por conduo - conceito trabalhado a seguirnesta apostila (ver seta verde na igura acima) - o luxo de calor provocado pelo excesso de temperatura da
supercie interna da lareira e aquecer suas supercies externas de echamento.
Entretanto, possvel o uso deliberado dessa uga por conduo do calor gerado dentro do corpo da lareira
de orma a propagar para outros ambientes o calor oriundo da exausto da queima, j em vias de ser descar-
tado. Sistema bastante utilizado nas habitaes populares do norte de Portugal, por exemplo, pressupe a
existncia da chamin no interior da ediicao, e no como costumeiramente se v, integrada achada.
A exposio de parte da obra do arquiteto inlands Alvar Aalto, na Bienal do ano de 2005, trouxe um elegante
exemplo de troca por radiao - aps a absoro do calor e da elevao da temperatura por conduo - das
peas em pedra que ornamentam o exterior da chamin:
Figura 49: Chamin Projeto de Alvar Aalto.
Fonte: Foto exposio Bienal So Paulo, 2005.
37
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
38/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 37
importante ressaltar que a radiao no esquenta o ar diretamente, pois se trata de uma onda eletro-
magntica que s se converter em trmica quando absorvida por um corpo slido. Desse modo, o ar se
aquece indiretamente pela troca por conveco9 (conceito detalhado mais rente e na apostila ventila-
o da mesma coleo) provocada pelo aumento de temperatura das supercies atingidas pela radiao,
emitida em sua direo pela lareira.
Outro exemplo de aplicao do uso consciente da radiao na arquitetura o teto radiante (ou piso ra-
diante), usado em locais r ios.
Figura 50 e 51: Tipos de aquecimento.
Fonte: http:// http://www.socalor.com/, 2009.
Trata-se da incluso na constituio destes elementos de um sistema ativo de aquecimento (uma resistncia
eltrica ou tubulao de gua quente embutida no teto ou piso10).
Os componentes do teto/piso aquecidos emitem - por radiao - para o ambiente adjacente, podendo
ser conseguidas, em uno do projeto, dierenas de 6 a 7C acima da temperatura local do ar ambiente.
A importncia dessa tcnica a possibilidade de mudana de patamar de sensao. Se, para uma tempe-
ratura do ar de 17C, se obtm uma temperatura resultante de 23 a 24C, o desconorto trmico relativoao rio (ressentido em geral at 18C) deixa de existir.
10 Hoje em dia quase abolida para locais de uso prolongado em funo da alterao provocada na circulao perifrica
das pernas.
9 Ver Glossrio
38
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
39/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S38
Finalmente, importante risar dois pontos:
1) no projeto bioclimtico e para o conorto trmico, a troca por radiao constitui talvez o mais poderoso
instrumento para controle das condies higrotrmicas internas desejadas das ediicaes, extremamente
necessrias para a obteno do conorto ambiental por meios passivos ou o mais baixo consumo de energia
nos casos onde or necessrio utilizar condicionamento de ar ativo11 (ar condicionado ou caleao). Dada
sua importncia nesta troca, o uso dos elementos externos translcidos deve ser pensado com cuidado e
visando um objetivo previamente determinado.
No exemplo do supermercado em Itaipava, na serra do Rio de Janeiro (oto rente), os elementos projeta-dos permitem o acesso luz natural 12, Porm, pela espessura envolvida, diicultam a perda da temperatura
do ar condicionado com o meio exterior. Isto oi possvel atravs da escolha do uso de tijolos de vidros na
achada ao invs de simples panos de vidro (ver trocas por conduo, mais a rente) ou evitam a entrada
da radiao solar direta atravs da correta orientao e projeto dos lanternins, neste caso abaixo tambm
utilizados para exausto do ar quente gerado:
11 Lembrando que o princpio da climatizao ativa o de obter o conforto ao uso mnimo de energia. No se trata de sa-
cricar as condies de conforto higrotrmico, mas assegur-las racionalmente.12 Ver apostila de iluminao correspondente.
39
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
40/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 39
Figura 52, 53 e 54: Aberturas em supermercado,
Itaipava, RJ.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
2) O controle pelo arquiteto da geometria da ediicao e das relaes com seu entorno e a trajetria solar
undamental, pois a troca por radiao instantnea, ou seja, se inicia ace a presena de uma matria
mais quente vista - o Sol, por exemplo - e se extingue com a presena de qualquer anteparo que impea a
troca, ou a viso mtua, como rvores e beirais at onde a geometria proteja da incidncia dos raios solares.
40
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
41/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S40
Entretanto, seu valor residual (o aquecimento das supercies) pode ser signiicativo e duradouro. Desta
orma, o sombreamento integrado construo, como ilustram as iguras 55 e 56, dos brises e venezianas
dos quartos no projeto dos irmos Roberto, em Copacabana, Rio de Janeiro, permitem o acesso ao Sol
matinal necessrio em clima mido para a salubridade dos ambientes. Foram projetados para gerarem
sombra a partir das 10horas, sem prejuzo do acesso ventilao.
Figura 55 e 56: Tipos de tratamento de fachadas, Rio de Janeiro.
Fonte: Arquivo pessoal, 2004.
Neste outro projeto, de uma ediicao em Itaipava, a 800 m de altitude na latitude 21 S, observa-se a
utilizao de parte do telhado como onte de aquecimento e de iluminao natural. Porm, em uno das
condies climticas locais, impede-se o acesso direto radiao solar entre 12 e 14 horas do solstcio de
vero, para prevenir um sobreaquecimento no ambiente interior.
41
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
42/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 41
Figura 57, 58, 59 e 60: Uso da cobertura como fonte de
iluminao, Itaipava, RJ.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
42
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
43/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S42
Para tal bastou uma consulta ao diagrama solar da regio, que determinou os ngulos para serem traba-
lhados em planta e cor te no projeto por um sombreamento do pavimento superior:
Finalmente, supercies externas achadas ou lajes de cobertura com maior diiculdade de serem tratadas
com sombreamento integrado, como beirais e brises, podem s -lo atravs do uso de elementos vegetais13.
Este elemento, alm do sombreamento que agrega super cie, utiliza a radiao solar incidente para seus
prprios processos metablicos otossntese, evapotranspirao, etc. - o que reduz signiicativamente a
parcela da radiao solar incidente sobre a ediicao.
Figura 61: Revestimento de empena lateral, Paris (latitude 43 N).Fonte: Arquivo pessoal, 2004.
Em locais de climas rios que possuem perodos de calor, a utilizao de espcies de olhas caducas que
perdem as olhas no inverno permite atender tanto necessidade de captao solar do inverno, quanto
sua proteo no vero.
13 Que pode requerer desde um substrato e um clculo de sobrepeso, para lajes, ou, para superfcies verticais, apenasnecessitar o mesmo tratamento que outros revestimentos, como placas de pastilha, ou seja, colocao sobre superfcies
sem patologia pr existente, como ssuras.
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 43
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
44/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 43
Figura 62, 63,64: Prdio residencial multifamiliar no Rio de
Janeiro.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S44
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
45/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S44
Figura 65: Telhado verde em casa da Urca, Rio de Janeiro.
Fonte: www.ecohouse.com.br, 2005.
Alm da contribuio reduo das cargas trmicas da cobertura, as supercies revestidas de material
vegetal chamadas naturadas propiciam uma reduo da supercie impermevel das cidades, ajudando
a modelar as temperaturas super iciais, contribuindo reduo de sobreaquecimento dos bairros, em uma
contribuio signiicativa pelos princpios da sustentabilidade - qualidade ambiental global.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
46/104
4 TROCAS POR CONDUO ENTRE A CONSTRUO E O
ENTORNOAs trocas trmicas por conduo so responsveis pelo trnsito do calor no interior dos elementos construti-
vos dos ambientes. Isto porque so elas que propiciam a propagao do calor atravs de um corpo homogneo
ou entre camadas distintas de um corpo em temperaturas dierentes.
Figura 66: Trocas trmicas: destaque para trocas por
conduo.
Fonte: Arquivo pessoal, 2003.
O luxo de calor variar em uno: da dierena de temperatura; da densidade do material (o ar enclausu-
rado melhor isolante que a matria) ; de sua condutividade (que depende de sua natureza sico-qumica,
onde materiais amoros so menos sujeitos conduo que os cristalinos); e de sua taxa de umidade ( jque a gua melhor condutora de calor do que o ar).
Assim, materiais comumente utilizados nos projetos de construo apresentam comportamentos bastante
distintos na transmisso de calor por conduo em uno de suas propriedades sicas e de abricao,
como exempliicado nos valores de condutividade da tabela a seguir:
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S46
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
47/104
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S46
Tabela 2: Valores de condutividade.
Fonte: Corbella e Yannas e do fabri-
cante da telha Onduline, 2003.
Ponderando sobre os valores da tabela anterior, veriicamos que quanto maior or o valor da tabela, para
uma mesma espessura e mesma dierena de temperatura, tanto maior ser sua capacidade de deixar
entrar ou sair a energia trmica absorvida pelas super cies, inluindo na temperatura inal dos ambientes.
No vero, uma relexo a ser eita tanto em termos de ganho de calor por ocorrncia de incidncia solar
na ace externa, por exemplo quanto em termos da perda, para ambientes climatizados, que estarocertamente com valores de temperatura muito abaixo dos das supercies externas, aquecidas pelo calor
exterior e pela radiao solar eventualmente incidente.
MATERIALCONDUTIVIDADE
W/M.KAR A PRESSO NORMAL E A 20C 0,024
GUA A 4C 2,26
AO CARBONO 43
ALUMNIO ALSI 204
CONCRETO 124 1,37
CONCRETO CELULAR 0,4
MADEIRA EM PAINEL AGLOMERADO
SECA0,14
TIJOLO COMUM MACIO 0,69TIJOLO COMUM FURADO 0,67
TELHA DE FIBROCIMENTO 0,95
TELHA DE FIBRA VEGETAL TIPO
ONDULINE0,46
VIDRO PLANO COMUM 1,114
CORTIA SECA EM PLACAS 0,051
POLIESTIRENO EXPANDIDO 0,036
14 No confundindo aqui com a sua capacidade de transmisso da radiao solar direta
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 47
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
48/104
4.1 Conduo e resistncia passagem de calor
Enquanto que na qualifcao dos materiais para uso nas trocas radiativas, as caractersticas da camada
externa so signifcativas, nas trocas por conduo, todo o conjunto tem seu peso, e echamentos (paredes,pisos e tetos) com dimenses dierentes e/ou compostas apresentam valores dierenciados de condutncia,
em uno das espessuras empregadas.
A resistncia trmica de uma parede ser, portanto, o resultado da razo entre a espessura a ser utilizada
pela capacidade de conduo (condutividade) do material utilizado.
Ex.: uma parede executada apenas em tijolo macio, com 10 cm de espessura, ter uma resistncia pas-
sagem de calor, por conduo, de 0,15 m.K/W (a rmula da resistncia sendo R = e/ , ou seja, neste caso
0,10/0,69).
Quando tratarmos de paredes compostas por vr ias camadas ser necessr io eetuar a somas das resistn-
cias de cada uma para uma avaliao adequada.
Figura 67 e 68: Exemplo de valores de espessura e condutividade de materiais como tijolo e compensado.
Fonte: Arquivo pessoal, 2002.
Assim, se revestirmos aquela parede de tijolos internamente com uma chapa de 2 cm de compensado de
madeira (0,02/0,14 = 0,14 m.K/W), o resultado icar:
R PAREDE COM REVESTIMENTO = R TIJOLO + R COMPENSADO
R PAREDE COM REVESTIMENTO = 0,15+0,14 = 0,29 m.K/W
Ou seja, pelas caractersticas deste tipo de madeira, o acrscimo interno de 2 cm de compensado a uma
parede de 10 cm de tijolo macio dobra a resistncia passagem de calor atravs desta parede. Artic io j
conhecido dos habitantes das regies rias ou de ambientes climatizados artiicialmente.
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S48
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
49/104
Esta a magia da leitura das tabelas. Atravs delas, possvel conjugar a eicincia com outros valores pr-
prios a cada projeto, como disponibilidade, oramento, pertinncia ao estilo desejado, sem que se perca a
eicincia trmica que se pretende.
As janelas devem ser escolhidas com a mesma cautela. A transmisso de calor15 em uma janela se az pelo
tipo da esquadria (madeira, alumnio ou PVC possuem valores bastante dierenciados de conduo); pelas
restas deixadas pela sua execuo; e pela rea envidraada.
Assim, dobrar o nmero de vidros de uma janela e colocar uma camada de ar entre eles a deciso eco-
nmica16
acertada e requisito legal em muitos pases para evitar a perda de calor atravs de um vidrosimples quando condicionamos um ambiente, resriando ou aquecendo.
O ar possui uma condutividade trmica baixa e pode ser considerado, quando enclausurado em cmaras
com at 5 cm de espessura, por exemplo17 , como um componente interessante para reduzir a eventual
troca de calor por conduo.
Figura 69 e 70: Esquema de transmisso de calor face a projeto de esquadrias.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
Assim, se utilizarmos os valores da tabela anterior para comparar a eicincia de um segundo vidro nas
esquadrias ixas ou mveis, apenas considerando as transerncias pela rea envidraada echada, verii-
caremos que uma esquadria com um vidro simples de 3 ou 4 mm de espessura, ter uma baixa resistncia
passagem de calor, da ordem de apenas 0,003 mK/W18
.
15 No confundir com a transmisso da radiao solar direta, aqui trata-se apenas das trocas por conduo.
17 Para maiores detalhes ver ABNT NBR 15220-2:2005.
16 Do ponto de vista da gesto da fatura de energia da edicao.
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 49
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
50/104
No entanto, os catlogos de abricantes de esquadrias metlicas, com bom desenho e vidro duplo, nos
apresentam valores de resistncia de ordem de 2,2 mK/W.
Um excelente substituto para vidros duplos em panos ixos o ti jolo de vidro. Recentemente redescobertopelo mercado, apresenta-se para uso em pisos e em paredes internas e externas. Possui inmeras ormas
e cores e apresenta uma resistncia trmica da ordem de 2,8 a 3,0 mK/W.
Figura 71, 72 e 73: Tijolos de vidro.
Fonte: catlogo de fabricantes, 2005.
Um excelente exemplo de uso do tijolo de vidro pode ser observado no aeroporto de Paris:
Figura 74 e 75: Uso do
tijolo de vidro no Aero-porto de Paris.
Fonte: Arquivo pessoal,
2003.
4. 2 O conceito de massa trmica
Como visto anteriormente, as trocas de calor por conduo, ao contrrio das por radiao, no se interrom-
pem ao simples cessar da presena da onte de calor.
Veriica-se com requncia nas ediicaes submetidas a orte insolao, ambientes internos que perma-
necem quentes muitas horas depois do pr do Sol.18 R= e/ ; 0,003/1,1
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S50
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
51/104
Esse carter transiente uno da maior ou menor capacidade de absoro, armazenamento e transmisso
do luxo trmico de cada elemento construtivo constituinte da parede, aos que lhe so contguos.
a chamada capacidade trmica, uno de sua densidade, natureza qumica, calor especico, projeto de
construo e mesmo da umidade que exista no momento da troca em seu interior.
Figura 76: Diversos tipos de fechamento.
Fonte: catlogos diversos, 2005.
Em princpio, quanto maior a densidade e a espessura utilizada, por exemplo, maior ser a capacidade trmica.
Quanto maior a capacidade trmica de um material, maior a sua capacidade de armazenamento antes de
transmitir o luxo de calor trmico para os elementos adjacentes.
Assim como a escolha dos revestimentos externos, a escolha dos materiais constituintes de paredes externas
e coberturas muito importante para as trocas radiativas, pois aeta o desempenho de uma ediicao e a
oscilao horria de sua temperatura interna.
Considerando que as construes podem estar submetidas externamente a uma variao signiicativa de
temperatura, em uno da exposio radiao solar ou da variao da temperatura exterior ao longo do
dia; esta deciso arquitetnica que determinar se o luxo de calor atingir as aces internas dos echa-
mentos de um ambiente no momento em que este estar sendo usado ou no.
Um material de grande capacidade trmica - como o concreto - pode atrasar a passagem do luxo de calor
de um ponto a outro, alterando o resultado inal desta transerncia. Do mesmo modo, outro, de baixa
capacidade trmica, como o vidro ou o ao, transerir, quase que imediatamente, as condies de tem-
peratura a ace externa para a interna.
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 51
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
52/104
Figura 77: Esquema simplificado de
fluxo de calor em funo de espessura
de paredes.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
O mesmo raciocnio se aplica no outro sentido. Se um ambiente tiver arti icialmente sua temperatura redu-
zida ou elevada em relao temperatura externa, a diiculdade de uga deste ambiente trmico mantido
pelo sistema estar diretamente relacionada s caractersticas das paredes19, teto e piso envolventes.
4.3 Arquitetura e trocas por conduo
Vamos dar um exemplo objetivo da importncia da conduo no conorto dos ambientes:
Imaginando uma sala sem janelas onde seja necessrio condicionar ar tiicialmente o ar (o auditrio da UFRJ
na Praia Vermelha, ou sala de espera de embarque no aeroporto de Belm, por exemplo), e mant-lo a 18C
para que a temperatura resultante (considerando o calor dos corpos dos ocupantes, dos computadores,
das impressoras, da iluminao, etc.) ique em torno dos 20-21C.
Figura 78: Auditrio UFRJ. Figura 79: Aeroporto de Belm.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005. Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
19 A legislao dos pases a mais tempo preocupados com o custo energtico do condicionamento articial do ar re-
frigerao ou calefao possuem normas que obrigam ao uso de vidros duplos e paredes com constituintes isolantes,
aqueles com valores de condutividade inferiores a 0,05 W/mK.
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S52
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
53/104
Olhando especiicamente um instante inicial, em que o Sol aparece e o ar exterior est a 37C:
Figura 80: Condio onde a
parede encontra-se exposta
radiao solar.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
No instante seguinte o que acontece:
A parede externa, em uno do revestimento externo escolhido absorve a radiao solar incidente, sore
um incremento de temperatura, e chega, digamos, a 40C.
Tendo de um lado 40C e de outro 18C, inicia-se um luxo de calor por conduo - de ora para dentro
que s ir parar quando as duas supercies limites da parede estiverem em uma temperatura de equilbrio.
Imaginando, por hiptese, que os raios solares deixem de chegar (Fig.81), que no haja mais trocas da pa-
rede externa com o exterior e que no haja mais nenhuma outra onte interna de troca, este valor ser nomomento de equilbrio (40 + 18) /2, ou 29C nas duas aces da parede20.
Figura 81: Condio onde
a parede encontra-se pro-
tegida da radiao solar.
Fonte: Arquivo pessoal,
2005.
A ace interna da parede iria emitir para todas as demais a 18C anteriormente - incrementando as trocas
com os usurios e o ar do ambiente.
A nova temperatura resultante de equilbrio, dentro do ambiente, ser uma mdia entre a temperatura do
ar anterior e a das paredes circundantes, agora a 29C., Em um clculo simplista, esse valor seria 23,5C, ou
superior.
20 A temperatura resultante seria obtida atravs da frmula , sendo Tar, a temperatura do ar interno; Si a superfcie de
cada parede envolvida, incluindo teto e piso e Tpi sua temperatura.
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 53
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
54/104
O termostato do aparelho de condicionamento de ar, registrando este novo valor, indica ao sistema de
rerigerao a necessidade de produzir um novo aporte de ar a uma temperatura ainda mais baixa do que
18C, o que gerar:
Um consumo maior de energia;
Um provvel desconorto no usurio provocado pelo insulamento de ar a uma velocidade e temperatura
muito mais baixa que a do corpo, como vem sendo observado nos centros urbanos em projetos de reorma
ou condicionamento de ar com o uso inadequado de sistemas split.
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
55/104
5 TROCAS POR CONVECODefnindo as trocas apresentadas at agora e considerando dois componentes da edifcao ou de seu en-
torno em temperaturas dierentes, a troca por radiao pde ser compreendida como a que acontece quando
estes se vem, mas no se tocam, e as por conduo que necessitam de uma supercie de contato para azer
a transerncia de calor. Neste contexto didtico, as trocas por conveco se assemelhariam troca anterior,
mas com a particularidade de que uma das supercies se movimenta e uida.
Constituem o recurso mais prximo ao ser humano, pois intervm diretamente na capacidade do ser humano
de evacuar o calor pela evaporao nos poros. Elas Cv na igura abaixo - servem tambm para dissipar o
calor e a umidade acumulados nas supercies internas da ediicao paredes, pisos e teto.
Figura 82: Trocas trmicas na construo: destaque para
trocas por conveco Cv.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
Atravs de um meio luido o ar em movimento, so promovidas trocas trmicas por conduo entre
diversas zonas gasosas do ambiente, o ar que nos circunda, a pele de nosso corpo, e os elementos slidos
em contato paredes, tetos, pisos, mveis, etc. criando um processo de equilbrio trmico.
Essas trocas ocorrem naturalmente sempre que h uma dierena de temperatura entre um slido e um
gs, ou uma dierena de presso entre dois pontos gasosos distintos.
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S56
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
56/104
Em climas quente-midos, quando o corpo perde pouco calor por radiao e por conduo (porque as
temperaturas das supercies do ambiente tambm esto elevadas) e se reresca pouco atravs da trans-
pirao, devido alta umidade relativa do ar, as correntes de ar controladas podem agir de orma bastante
positiva para obtermos conorto higrotrmico no vero.
Em ediicaes bem projetadas, desde o projeto de urbanismo at a arquitetura de interior e de esquadrias,
possvel conjugar as necessidades permanentes dos usurios, daquelas sazonais, to caractersticas da
diversidade climtica de nosso pas.
Figura 83, 84 e 85: Diferentes formas projetuais de captao de ar em fachadas: Buenos Aires, Salvador, Rio de Janeiro.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005, 2006.
Alm disso, internamente, so as trocas de ar que garantem a manuteno da qualidade do ar que respiramos.
Se a taxa de renovao de ar de um ambiente insuiciente para o tipo de atividade que ali se desenvolve,
o usurio ser prejudicado, a respirao torna-se menos ativa, h o aparecimento de uma adiga prematura
e o risco de contaminao aumenta21.
Segundo a atividade exercida, admitem-se taxas dierentes de renovao mnima de ar novo para man-
termos a qualidade do ar interno. Essas taxas so atores determinantes no projeto dimenses, tipos e
posio - das aberturas nas ediicaes. A apostila sobre ventilao detalha todas estas relaes do projeto
com a movimentao de ar.21 Diversos parmetros agem sobre a qualidade do ar e o homem extremamente sensvel s menores variaes de sua
composio. Por exemplo, a proporo de CO2 no ar fresco em torno de 0,03% em volume. Logo que esta proporoatinge 0,15%, o ar j considerado viciado, a partir de 0,4%, acontecem as dores de cabea e os problemas de concentra-
o.
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 57
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
57/104
Embora varie em uno da vestimenta, da atividade de condies metablicas e da temperatura circun-
dante, h alguns valores de velocidades do ar consideradas como mximas conortveis22.
O vento pode trazer sensao de rescor, mas tambm de desconorto, medida que se torna mais orte
do que nossa necessidade de eliminao de suor. A Tabela 3 apresenta alguns valores sugeridos por Fer-
nandez (2005):
Tabela 3: Valores mximos de velocidade do ar, segundo diversos autores, para pessoas vestidas.
Fonte: Fernandez, 2005.
Embora no ambiente construdo as trocas trmicas por conveco estejam relacionadas ao ar, possvel atroca com gua ou outro luido, em geral sobre coberturas e paredes.
Figura 86: Parede com umidificao, res-
taurante Rio de Janeiro.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
VELOCIDADE MXIMA
TOLERADA M/SSITUAO DO USURIO ATIVIDADE
5 SENTADO OU EM P, IMVEL.
10ESTADO DE POUCA MOBILIDADE CONVERSANDO EM P, DANDO PEQUENOS
PASSOS.
15 ANDANDO.
25 ANDANDO RPIDO OU CORRENDO.
>25 DESCONFORTO EM QUALQUER ATIVIDADE.
22 A sensao de arrepio, por exemplo, uma reao do organismo perda de calor acima da desejada.
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S58
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
58/104
5.1 Trocas por conveco entre a construo e seu entorno
Na Natureza, os principais responsveis pelas trocas por conveco so os ventos.
Embora um estudo mais aproundado dos ventos e de seu manuseio esteja descrito no guia tcnico sobre
ventilao, possvel adiantar algumas ponderaes teis para o projeto:
No exterior, medida que o ar se aquece, ele ica mais leve (ou menos denso) e sobe, cedendo espao para
outra massa de ar mais rio (e mais denso), o princpio do termossio.
O ar quente que sobe cria uma rea que chamada de depresso (suco), e o ar rio que desce gera umaora de presso sobre a terra, como mostra o esquema da igura abaixo:
Figura 87: O princpio do termossifo.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
O vento possui movimento preponderantemente horizontal (esquema abaixo) com duas caractersticas
essenciais: turbulncia e velocidade:
- a turbulncia, que se caracteriza por um movimento desordenado do vento em vrias direes, provocado
pela rugosidade em grande escala (prdios), maior perto do solo e diminui com a altitude;
- a velocidade do vento aumenta medida que a altitude (altura) aumenta, at tornar-se estvel a partir
de 400 m (z = 400 m).
Em zona muito urbanizada (com muitos obstculos) , o vento no disponibilizado com a intensidade que
se mede na estao meteorolgica, mas sim geralmente com valores reduzidos, e eventualmente at em
direo contrria, como mostra o esquema a seguir:
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 59
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
59/104
Figura 88: Esquema
de deslocamento do
vento face ao entor-
no construdo.
Fonte: Arquivo pes-
soal, 2005.
Alguns estudos sugerem indicativos da reduo que a urbanizao pode trazer para a velocidade do vento
disponibilizado nas estaes meteorolgicas.
Tabela 4: Percentuais potenciais de aproveitamento do vento em funo da rugosidade do local.
Fonte: Van Straaten, 2005.
Com as maiores dierenas de velocidade e direo se dando at 100m do solo, a criao de edicios de
grande altura merece um estudo mais aproundado dos ventos locais, do entorno construdo e a construir,
tanto em termos de estabilidade quanto na deciso do tipo de esquadrias. Projetadas considerando estas
restries, elas podero eetivamente permanecer abertas pelos usurios, sem gerar correntes de ar muito
superiores s do limite de conorto deles.
Figura 89: Cidade de Belm.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
TIPO DE ENTORNO % DE APROVEITAMENTO
PLANCIE, ZONA RURAL DE PLANTIO, LAGOS, ETC.. 100
SUBRBIO DE CASAS, URBANISMO DE POUCO PORTE 66
CENTRO DE CIDADE, REAS DENSAMENTE CONSTRUDAS 33
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S60
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
60/104
Outro ator de turbulncia que ocorre com o aumento da altura das ediicaes, se d pelo incremento do
movimento aleatrio provocado quando do encontro deste movimento com a subida do ar por conveco
(pela dierena de temperatura entre a rea da empena junto ao trreo e ao teto).
De uma maneira genrica, quanto mais alta a ediicao, mais aastada ser a zona de turbulncia da achada
oposta direo dos ventos dominantes; esta situao pode ser atenuada pela alternncia das posies
relativas em planta, o que vai aumentar as zonas de presso (que iro succionar as turbulncias).
F i g u r a 9 0 : E s q u e m a
ilustrativo de zonas de
turbulncia.
Fonte: Arquivo pessoal,
2005.
A adoo do uso de pilotis, por direcionar o luxo ao nvel do solo, aasta a zona de turbulncia da achada
posterior do edicio, como ilustrado no esquema acima e na oto do prdio da FAU-UFRJ abaixo.
Figura 91 e 92: Prdio da FAU/UFRJ.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 61
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
61/104
O projeto de loteamento tambm dependente da direo e velocidade de ventos.
Quando da implantao de diversos lotes para unidades residenciais independentes, a deciso do desenho
dos lotes se alinhados ou no ser determinante para a penetrao dos ventos rontais.
Figura 93: Belm.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
Embora clculos precisos sobre o eeito dos ventos sobre as ediicaes sejam diceis de serem antecipa-
dos com preciso, experimentos em tneis de ventos levam alguns Arquivo pessoal ao estabelecimento
de relaes de projeto recorrentes.
Tratam em geral de aastamentos mais promissores em relao volumetr ia prevista de implantao: ga-
barito e plantas das uturas ediicaes versus localizao no lote...
O chamado eeito de barreira ventilao (causado pela obstruo rontal ao vento da achada mais ampla
das construes da primeira ila) transcrito do livro de Hertz (1998), abaixo. Algumas relaes entre aas-tamento de linhas de ediicaes com a altura mdia das ediicaes da primeira linha a receber o vento
rontal (A), proporcionam uma maior porosidade das construes a sotavento.
Figura 95: Proposta de
afastamento de edifi-
caes face a altura da
primeira linha.
Fonte: Hertz, 1998.
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S62
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
62/104
5.2 Arquitetura e trocas por conveco
No interior das construes o mesmo enmeno acontece: o ar aquecido pela entrada de Sol, pelo calor das
pessoas e mquinas existentes tende a se estratifcar, ou seja, a subir rumo ao orro, ou a um eventual andar
de cima, apresentando um perfl estvel.
Uma vez sem ter para onde se deslocar, cria uma camada quente estacionria, que ir aquecer o teto, pro-
vocando trocas por radiao complementares:
Figura 96: Esquema de es-
tratificao de ar quente no
interior das edificaes.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
Em paralelo, o monxido de carbono das expiraes e a maior parte dos demais gases23 produzidos pela
rotina de uso das ediicaes tambm tender a ascender, comprometendo a qualidade do ar do ambiente.
A nica orma de trazer qualidade a estes ambientes atravs da renovao do ar.
Esta renovao poder ser eita de 3 ormas:
Mecnica, atravs da instalao de exaustores;
Pela dierena de presso do ar entre as achadas.
Por termossio, atravs do projeto interior e da cobertura.
Este ltimo caso exempliicado neste exemplo na ilha de Moorea, na Polinsia Francesa, onde por necessi-
dade de custo de transporte, as telhas de ao termicamente inadequadas ao clima - so as mais utilizadas
na arquitetura moderna local, portanto, no projeto devem ter seus eeitos nocivos trmicos reduzidos;23 A mudana da fonte de aquecimento de gua quente de gs manufaturado vindo de GLP (mais pesado que o ar), para
gs natural, mais leve que o ar, requer uma mudana na concepo por exemplo de banheiros e cozinhas, gerando a
necessidade de aberturas para exausto tanto do gs de queima quanto dos eventuais vazamentos.
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 63
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
63/104
Figura 97: Cobertura ventilada em
Papeete,Tahiti.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
Aberturas e muros so os instrumentos que administram este tipo de renovao, em uno da oertada
pelo entorno natural ou construdo.
Em clima tropical mido e em condio urbana, torna-se muito importante que se tenha o pleno apro-
veitamento das aberturas para a ventilao mesmo em situao de chuvas para garantir o melhoraproveitamento possvel, j que a ventilao cruzada no matria cil de se obter em ediicaes com
ambientes diversos.
S haver renovao de ar de qualidade se existir eetivamente uma supercie de entrada (identiicada
na igura rente com o smbolo +) e outra de sada (-) em cada ambiente, ou conjunto de ambientes,
garantindo a permeabilidade da construo; e desde que a onte desse ar novo no esteja poluda. A
existncia de zonas de turbulncia na achada posterior das ediicaes pode prejudicar essa renovao.
Figura 98: Esquema de possibilidades de ventilao.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S64
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
64/104
Algumas consideraes inais: as trocas por conveco acilitam rapidamente o equilbrio das temperaturas
externa e interna, o que introduz o aspecto de horrio de troca s consideraes projetuais.
Em uno de um dierencial importante de temperatura externa-interna, com o conorto higrotrmico j
assegurado no interior, a ventilao cruzada pode deixar de ser interessante se no houver possibilidade
de controlar o luxo de ar, como ocorre quando do uso de cobogs.
Assim, um bom projeto de esquadria e a posio de aberturas devem permitir ao usurio resriar ou aquecer
seu ambiente em caso de queda de temperatura, em caso de chuvas ou noite, mantendo a obscuridade
e a renovao de ar mnima ao pleno desenvolvimento de suas atividades.
possvel observar nesta oto de prdio residencial dos Irmos Roberto como a retirada do excelente projeto
de persiana externa em alguns dormitrios termina por gerar a necessidade de condicionamento de ar nos
dormitrios pela inviabilidade da alternativa obscuridade+ventilao, que as cortinas internas no atendem.
Figura 99: Fachada edifcio Rio de Janeiro, projeto
Irmos Roberto, RJ.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
A correta escolha do tipo, componentes mveis e posio no ambiente projetado que determinar o
melhor aproveitamento dos ventos incidentes e garantiro a permeabilidade da ediicao.
muito importante que no se conunda aberturas destinadas renovao de ar com as destinadas ilu-
minao. As aberturas para ventilao dos ambientes sero sempre no mximo de mesma supercie que
aquelas projetadas para iluminao do ambiente.
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 65
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
65/104
Elas podem em uno da deciso de projeto - ou da pouca importncia dada aumentar ou reduzir o luxo
de ar e redirecion-lo para longe do usurio, o que pode ser uma vantagem ou desvantagem em uno
da atividade, do peril do usurio e do clima envolvido.
Figura 100: Diversos tipos de esquadrias e sua permeabilidade ao vento.Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
A mesma lgica deve ser aplicada quando da deciso projetual sobre o tipo de echamento do lote. ela que
determinar a qualidade - velocidade, zona de turbulncia, direo - do acesso ventilao para a ediicao.
Fechamentos como muros de alvenaria, arbustos, cobogs, gradis, possuem dierentes nveis de permea-
bilidade e modiicam a qualidade do acesso aos ventos pela ediicao.
Figura 101: Diversos tipos de fechamentos de lote.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S66
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
66/104
A mtrica dessas distncias varia em uno de um nmero grande de atores, entre eles, a permeabilidade
do echamento em si, a velocidade do vento e a rugosidade do terreno. Alguns Arquivo pessoales, aps
ensaios em tneis de vento ensaiam algumas propores relativamente recorrentes, como a citada por
Hertz (1998), abaixo:
Figura 102: Frmula sugerida de distncia de muro edificao.
Fonte: Hertz, 2005.
Em tempos de verticalizao urbana, a ao destes echamentos pode ser encontrada no momento da
deciso sobre o tipo de guarda-corpos das ediicaes. A necessidade de aproveitamento do vento ou de
sua proteo ajuda a determinar a porosidade do projeto.
Nas otos a seguir, a ediicao de South Beach na Flrida, EUA, aproveita o vento rontal, enquanto que o
hotel em Papeete, na Polinsia Francesa, por estar ace ao oceano, opta por reduzir o impacto dos ventosmartimos sobre as aberturas das varandas dos quartos.
Figura 103 Parapeito vazado, South Beach, EUA. Figura 104: Varandas escalonadas, Papeete, P.F.
Fonte: Arquivo pessoal, 2004. Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
D E S E M P E N H O T R M I C O E E F I C I N C I A E N E R G T I C A E M E D I F I C A E S 67
7/31/2019 Guia Desempenho Termico1
67/104
5.3 Cobertura e ventilao
A ventilao dos telhados em clima quente mido soluo vernacula, como pode ser observado neste
armazm em Boa Vista, s margens do Amazonas.
Figura 105: Detalhe de cobertura em venda em Boa Vista, AM.
Fonte: Arquivo pessoal, 2005.
Um dos usos mais consensuais das trocas por conveco o do resriamento da super cie interna dascoberturas. Salvo em condies bastante especicas, a cobertura responsvel, devido sua geometria,
pela maior onte de desconorto higrotrmico de origem radiativa.
A temperatura de supercie externa de uma cobertura pode, em uno do material utilizado (metlico,
ibrocimento etc.) e de sua inclinao (lajes planas com revestimento asltico, por exemplo), atingir va-
lores superiores a 70C. Parte desses valores passar, por conduo, para a ace inerior da cobertura e por
radiao para o usurio.
Nesse caso, a opo por uma ventilao permanente, especica para a cobertura, pode avorecer trocas por
conveco do ar externo - que estar no mximo a 38C, em condies excepcionais com a ace inerior
da cobertura, prxima de 70C, provocando uma reduo no calor transmitido para o interior da ediicao.
, alis, o que torna naturalmente to atraente o telhado eito com telha colonial sem verniz ou pintura. E