Curso de Arquitetura e Urbanismo

Conforto Ambiental – Clima4º semestre C.H.Semanal 2ha C.H.Semestral 40ha Limite Faltas 10ha

P r o f . D r . M a n u e l F r a n c i s c o N a v a r r o M o r e n ofevereiro 2010 V.1.0

março 2011 V. 2.0agosto 2011 V. 3.0agosto 2012 V. 4.0

setembro 2013 V. 5.0agosto 2015 V. 6.0

PLANO DE ENSINO

CURSO: Arquitetura e Urbanismo

SÉRIE: 4º semestre - TURNO: Diurno e Noturno.

DISCIPLINA: Conforto Ambiental - Clima – mfnm

CARGA HORÁRIA: SEMANAL: 2 h/a - SEMESTRAL: 40 h/a (limite de faltas 25% =10 h/a)

I - EMENTA

Estudar o Conforto Ambiental na Arquitetura e no Urbanismo como resultante do controle e dosagem

das Variáveis e Energias que caracterizam cada Clima.

II - OBJETIVOS GERAIS

Conhecimentos (saber): Conhecer as Variáveis Climáticas e as Necessidades Humanas de Conforto

Higrotérmico. Saber como a Arquitetura e o Urbanismo interagem modificando o Clima.

Habilidades (saber fazer): Adequar as Cidades e as Edificações às variáveis Climáticas, que são:

Radiação Solar, Ventos, Umidade e Temperaturas.

III - OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Competências (capacidade de colocar em prática): Definir critérios de projetos Arquitetônicos e

Urbanísticos para os quatro principais climas: Quente-Úmido, Quente-Seco, Frio e Tropical de Altitude.

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IV - CONTEÚDO PROGRAMÁTICO

1. Variáveis Climáticas: Radiação Solar, Ventos, Umidades e Temperaturas.

2. Gráficos Climáticos: análise e interpretação dos quatro climas.

3. Para cada clima considerar cada uma das variáveis climáticas, definindo e aplicando Princípios e

Técnicas a adotar em projetos de trechos Urbanos nos aspectos: Orientação no Relevo, Arruamento,

Loteamento, Superfícies e Vegetação.

4. Propriedades climáticas urbanas e Caracterização de Loteamento.

5. Para cada clima considerar cada uma das variáveis climáticas, definindo e aplicando Princípios e

Técnicas a adotar em projetos Arquitetônicos nos aspectos: Implantação no lote, Orientação dos

cômodos, Cobertura, Vedações, Pisos e Aberturas.

6. Propriedades climáticas das construções e Caracterização de Edifícios.

V - ESTRATÉGIA DE TRABALHO

Aulas expositivas com recursos audiovisuais

Debates e seminários sobre textos conceituais.

Trabalhos visando aplicar os conhecimentos ministrados.

VI - AVALIAÇÃO

Seminários e trabalhos individuais

Relatórios de visitas e análise.

Provas teóricas

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VII – BIBLIOGRAFIA

BÁSICA (3 livros após 2006)

FROTA, Anésia e SCHIFFER, Sueli. Manual de conforto térmico, São Paulo, Studio Nobel, 8ªed., 2009.

LAMBERTS, Roberto; DUTRA, Luciano; PEREIRA, Fernando. Eficiência Energética na Arquitetura. São

Paulo: PW / Procel. Disponível em pdf (acesso em ago2013):

http://www.labeee.ufsc.br/publicacoes/livros

ROMERO, Marta Adriana Bustos. Arquitetura bioclimática do espaço público. Brasília, UNB

(Universidade de Brasília), 2006.

COMPLEMENTAR (5livros)

ROMERO, Marta Adriana Bustos. Princípios bioclimáticos para o desenho urbano., São Paulo,

ProEditores, 2000.

OLGYAY, Victor. Arquitectura y clima (Design whith Climate). Barcelona: G.Gili, 1998.

GOULART, Solange, e outros. Dados Climáticos para Projeto e Avaliação Energética para 14 Cidades

Brasileiras. Florianópolis, NPC/UFSC. 1998. Disponível em pdf (acesso em ago2013):

http://www.labeee.ufsc.br/publicacoes/livros

KOENIGSBERGER, O. e outros. Viviendas Y Edificios en Zonas Cálidas Y Tropicales. Madrid:

Paraninfo, 1977

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Variáveis Climáticas: Radiação Solar

A Radiação Solar recebida na camada externa da atmosfera abrange Ondas

Eletromagnéticas de 0,29 μm até 2,3 μm (micrômetros).

a. Ultravioleta (0,29 μm a 0,38 μm): é bactericida, produz branqueamento e

efeitos fotoquímicos.

b. Luz Visível (0,38 μm a 0,76 μm): violeta, azul, verde, amarelo esverdeado,

amarelo, laranja e vermelho).

c. Infravermelho curto (0,76 μm a 2,3 μm): calor radiante capaz de atravessar

materiais transparentes.

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Trocas Térmicas

Corpos que estejam a temperaturas diferentes trocam calor, os mais

quentes perdendo e os menos quentes ganhando.

Trocas Térmicas Secas são as trocas térmicas que envolvem variações de

temperaturas:

Condução: ocorrem através do contato entre dois materiais.

Convecção: o calor é transmitido de um material para outro através do

movimento de um fluido transportador (gás ou líquido).

Radiação: ocorre entre dois corpos sem contato, independe do material

entre eles, podendo ocorrer no vácuo, através de ondas eletromagnéticas.

A B

A B

A B

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Garrafa Térmica: exemplo de como bloquear

as trocas térmicas secas.

A garrafa térmica é constituída por uma

ampola dupla de vidro.

Condução é impedida porque o vácuo elimina

o contato entre as duas paredes de vidro.

Convecção é evitada pela ausência de fluidos

entre os dois vidros.

Radiação é impedida pelo espelhamento das

superfícies internas dos vidros.

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Trocas Térmicas Úmidas

são as trocas térmicas que ocorrem pela mudança de estado físico da água:

Vaporização ou Evaporação: mudança do estado líquido para o estado

gasoso.

Condensação ou Liquefação: mudança de estado gasoso do vapor d água

para o estado líquido.

Fusão: de solido para liquido.

Solidificação: de liquido para solido.

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Efeito Estufa:

A Radiação Solar tem comprimento de onda médio de 0,5 μm (ondas

curtas), consegue atravessar o vidro e aquecer os materiais opacos. Estes

emitem Infra Vermelho Longo de 10 μm (ondas longas), as quais não

atravessam os vidros.

I.V.Curto I.V.Longo

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Variáveis Climáticas: Ventos

Ventos são correntes de Convecção no ar que tendem a igualar o

aquecimento diferenciado das diversas zonas da atmosfera.

Frio

Mais denso

Alta Pressão

Quente

Menos denso

Baixa Pressão

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Variáveis Climáticas: Ventos

Circulação Mundial dos Ventos

Ventos de Oeste

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Variáveis Climáticas: Ventos

Alterações dos Ventos

A. Brisas Marinhas

Crédito: Física, de Alberto Gaspar. São Paulo, Ática, 2000, p. 225.

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Variáveis Climáticas: Ventos

Alterações dos Ventos

B. Brisas do Vale

C. Efeito Orográfico

Face Úmida Face Seca

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Variáveis Climáticas: Umidades

Higrometria

Variáveis Climáticas: Umidades

Higrometria: TBS, TBU, PO e UR

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Variáveis Climáticas: Umidades

Precipitações

A chuva, neve ou granizo, ocorrem pelo resfriamento do vapor d água

contido no ar. Esse resfriamento tem várias causas, sendo as principais:

a) Precipitações Convectivas: ocorre pela elevação das massas de ar

em regiões de baixa pressão, por exemplo na faixa do Equador.

b) Precipitações Frontais: ocorre pela chegada de uma frente fria, por

exemplo, na cidade de São Paulo.

c) Precipitações Orogênicas: ocorre pela subida da massa de ar ao

passar por uma elevação, por exemplo, as chuvas na encosta da Serra

do Mar.

Variáveis Climáticas: Umidades

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Variáveis Climáticas: Umidades

Pluviosidade: A quantidade de chuva normalmente é medida em

milímetros (mm). Os milímetros (mm) correspondem à altura que a água

teria se não escoasse, não evaporasse e não infiltrasse.

A pluviosidade mundial anual pode ser considerada :

acima de 2000mm muito alta (Clima Úmidos),

1000mm normal e

abaixo de 200mm muito baixa (Clima Desértico).

Exercício: Quantos m3 de água saem pelas calhas de uma laje de 12m por

8m durante uma chuva de 50mm? Mostre todas as contas.

Variáveis Climáticas: Umidades

pluviômetro

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Variáveis Climáticas: Umidades - Pluviosidades

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Variáveis Climáticas: Gráficos: Fonte: http://previsaonumerica.cptec.inpe.br/

Precipitações mm/h

Temperatura superficial ºC

Umidade relativa %

Ventos superficiais m/s

Pressão ao nível do mar Pa

Céu Encoberto (Nuvens) %

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Variáveis Humanas

1. Mecanismos Termorreguladores

a. Para o Calor: são acionados para ajudar o corpo humano a perder calor.

Vaso dilatação periférica: os vasos sanguíneos dilatam-se, a temperatura da pele aumenta,

facilitando a perda de calor por convecção.

Transpiração: se o ar não estiver saturado (UR 100%) o suor ao passar de líquido para

vapor retira calor do corpo.

Redução do Metabolismo: ajuda o organismo a diminuir a produção de calor interno.

Espalhar-se: aumento da área exposta.

b. Para o Frio: são acionados para ajudar o corpo humano a ganhar calor.

Vaso constrição periférica: os vasos sanguíneos contraem-se, a temperatura da pele

diminui dificultando a perda de calor por convecção.

Arrepiar dos pelos: ajudam a manter uma camada de ar junto à pele, que funciona como

isolante, dificultando a perda de calor por convecção.

Aumento do Metabolismo: ajuda o organismo a produzir mais calor interno; se o frio for

muito intenso o aumento do metabolismo chega a provocar o tiritar das juntas.

Encolher-se: Assumir posição fetal (esfera), para reduzir a área de contato.

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Variáveis Humanas

2. Atividade Física: o corpo produz continuamente calor. A produção total de calor

metabólico pode ser dividida em:

Metabolismo basal que é a produção contínua de calor para manter os processos

vegetativos.Exemplo: durante o sono (basal) = 80W

Metabolismo muscular que é a produção de calor dos músculos durante a produção de

trabalho controlado e consciente.

Exemplos: sentado digitando, lendo, escrevendo = 130 a 160W

andando, levantamentos moderados = 220 a 290W

nadando, correndo = 440 a 580W

subindo escada =1100 a 1280W

Quanto maior a atividade, maior será a quantidade de calor produzido pelo metabolismo e

liberado para o ambiente.

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Variáveis Humanas

3. Vestimenta: a roupa ao manter uma camada de ar parado, junto ao corpo, forma uma

barreira que dificulta as trocas por convecção e radiação.

Esta variável é medida em “clo”, do inglês clothing, 1clo é igual a 0,155 m2 ºC/W..

Exemplos:

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Equipamentos para Medir Energias Kit conforto utilizado em 1998.

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Variáveis Climáticas: Índices térmicos de Conforto

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Classificação Bioclimática

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Metodo para a Classificação BioclimaticaCarta Psicrométrica adaptada a partir da sugerida por GIVONI, BARUCH. Comfort, climate analysis and

building design guidelines. In: Energy and Buildings. nº 18, 1992

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Classificação Bioclimática

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Classificação Bioclimática

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Classificação Bioclimática

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Classificação Bioclimática

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Classificação Bioclimática

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Classificação Bioclimática

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Climas: H.Q. ArquiteturaXClima. pg 1 e 2

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Climas: H.Q. ArquiteturaXClima. pg 3 e 4.

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Climas: H.Q. ArquiteturaXClima. pg 5 e 6.

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Climas:

Trabalho opcional: Arquitetura e Clima

Fazer pranchas A3 (420mmX297mm) analisando as relações do Urbanismo e das

Edificações com cada um dos Climas (QU, QS, FR, e TA).

Prancha 1. Princípios e Conceitos para o Projeto Urbano.

Relacionar as 4 variáveis Climáticas: Insolação, Ventos, Umidades e Dados Bioclimaticos

com: Orientação no Relevo, Arruamento, Lotes, Superfícies e Vegetação.

Prancha 2. Princípios e Conceitos para o Projeto de Edificação.

Relacionar as 4 variáveis Climáticas: Insolação, Ventos, Umidades e Dados Bioclimaticos

com: Implantação e Volumetria no lote, Orientação dos Ambientes, Cobertura,

Vedações, Pisos e Aberturas.

Consultar: Aulas ministradas, Bibliografia da disciplina e

a História em Quadrinhos - Arquitetura X Clima.

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Climas: exemplos de cidades com os principais climas.

Quente e Úmido 1. Manacapuru-Brasil lat .03º18’S

Quente e Seco 2. Wadi Halfa-Sudão lat. 21º49’N

Frio 3. Ushuaia-Argentina lat. 54º47’S

Tropical de Altitude 4. Maúa-Moçambique lat. 13º51’S

A tabela a seguir mostra as variáveis mais importantes em cada Clima.

Clima Radiação do Sol Ventos Umidades

Quente e Úmido Principal

Quente e Seco Principal

Frio Principal

Trop.Alt. (Quente Úmido) Principal

Trop.Alt. (Frio Seco) Principal

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Quente e Úmido 1. Manacapuru-Brasil lat .03º18’S

UR% (média ) jn=90; fv=90; mr=90; ab=90; mi=90; jn=80; jl=80; ag=75; st=70; ot=70; nv=75; dz=80

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Quente e Seco 2. Wadi Halfa – Sudão lat. 21º49’N

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Frio 3. Ushuaia-Argentina lat. 54º47’S

UR% (média ) jn=80; fv=75; mr=75; ab=75; mi=70; jn=65; jl=60; ag=65; st=65; ot=70; nv=75; dz=75

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Tropical de Altitude 4. Maúa-Moçambique lat. 13º51’S

UR% (média ) jn=80; fv=80; mr=80; ab=75; mi=70; jn=65; jl=50; ag=50; st=60; ot=70; nv=80; dz=80

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-

Quente e Úmido:

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Quente e Seco:

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Frio:

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Frio:

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Tropical de Altitude:

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ClimasEdifício Os Bandeirantes

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Edifício Os Bandeirantes

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Edifício Os Bandeirantes

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Centro de Proteção Ambiental de Balbina. AM, 1988. Arquiteto Severiano Porto

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Palácio da Justiça

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unidade habitacional em edifício no deserto

Croquis de Oscar Niemeyer PLANO DA CIDADE DE NEGEV – ISRAEL – 1964

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unidade habitacional em edifício no deserto

Oscar Niemeyer

PLANO DA CIDADE DE NEGEV-ISRAEL – 1964

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National Commercial Bank [Jeddah] · Gordon Bunshaft · 1983

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Commerzbank [Frankfurt] · Norman Foster · 1991/97

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Princípios e Conceitos para o Projeto Urbano

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Princípios e Conceitos para o Projeto Urbano

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Princípios e Conceitos para o Projeto Arquitetônico

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Princípios e Conceitos para o Projeto Arquitetônico

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Princípios e Conceitos para o Projeto Arquitetônico

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Princípios e Conceitos para o Projeto Arquitetônico

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Princípios e Conceitos para o Projeto Arquitetônico

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Linguagem Gráfica: Princípios e Conceitos para o Projeto Urbano

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Linguagem Gráfica: Princípios e Conceitos para o Projeto Arquitetônico

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Climas

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