UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ - UFPI
Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação - PRPPG
Núcleo de Referência em Ciências Ambientais do Trópico Ecotonal do Nordeste -TROPEN
Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente - PGDMA
Programa Regional de Pós-Graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente -PRODEMA
Curso de Mestrado em Desenvolvimento e Meio Ambiente
DESEMPENHO TÉRMICO DE EDIFICAÇÕES MULTIPAVIMENTOS:
ANÁLISE DO USO DE FACHADAS DE VIDRO DIRETAMENTE EXPOSTAS À
RADIAÇÃO SOLAR NA CIDADE DE TERESINA-PI
Francisco Alberto Costa Santos
Teresina-PI
julho de 2010
FRANCISCO ALBERTO COSTA SANTOS
DESEMPENHO TÉRMICO DE EDIFICAÇÕES MULTIPAVIMENTOS:
ANÁLISE DO USO DE FACHADAS DE VIDRO DIRETAMENTE EXPOSTAS À
RADIAÇÃO SOLAR NA CIDADE DE TERESINA-PI
Dissertação apresentada ao Programa Regional de
Pós Graduação em Desenvolvimento e Meio
Ambiente da Universidade Federal do Piauí
(PRODEMA/UFPI/TROPEN), como requisito à
obtenção do título de Mestre em
Desenvolvimento e Meio Ambiente. Área de
Interesse: Ambiente e Paisagem Urbana;
Arquitetura e Construção com Terra. Linha de
Pesquisa: Biodiversidade e Utilização Sustentável
dos Recursos Naturais.
Orientadora: Profª. Drª. Wilza Gomes Reis Lopes
Co-Orientador: Prof. Dr. Gérson Albuquerque de
Araújo Neto
Co-Orientadora: Profª. Drª. Ana Lúcia Ribeiro Camilo
da Silveira
Teresina-PI
julho de 2010
FRANCISCO ALBERTO COSTA SANTOS
DESEMPENHO TÉRMICO DE EDIFICAÇÕES MULTIPAVIMENTOS:
ANÁLISE DO USO DE FACHADAS DE VIDRO DIRETAMENTE EXPOSTAS À
RADIAÇÃO SOLAR NA CIDADE DE TERESINA-PI
Dissertação apresentada ao Programa Regional de
Pós Graduação em Desenvolvimento e Meio
Ambiente da Universidade Federal do Piauí
(PRODEMA/UFPI/TROPEN), como requisito à
obtenção do título de Mestre em
Desenvolvimento e Meio Ambiente. Área de
Interesse: Ambiente e Paisagem Urbana;
Arquitetura e Construção com Terra. Linha de
Pesquisa: Biodiversidade e Utilização Sustentável
dos Recursos Naturais.
______________________________________
Profª. Drª. Wilza Gomes Reis Lopes (Orientadora)
Universidade Federal do Piauí (PRODEMA)
______________________________________ Prof. Dr. Gérson Albuquerque de Araújo Neto (Co-Orientador)
Universidade Federal do Piauí (PRODEMA)
______________________________________ Profª. Drª. Ana Lúcia Ribeiro Camilo da Silveira (Co-Orientadora)
Universidade Federal do Piauí (UFPI)
______________________________________
Prof. Dr. José Machado Moita Neto
Universidade Federal do Piauí (PRODEMA)
_______________________________________
Prof. Dr. George Santos Marinho
Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
Teresina, julho de 2010
S237d Santos, Francisco Alberto Costa
Desempenho térmico de edificações multipavimentos: análise do uso de
fachadas de vidros diretamente expostas à radiação solar na cidade de
Teresina-PI / Francisco Alberto Costa Santos. – 2010.
135 f.: il.
Dissertação (Mestrado em Desenvolvimento e Meio Ambiente) –
Universidade Federal do Piauí - UFPI/ PRODEMA/TROPEN, Teresina, 2010.
Orientação: Profª. Drª Wilza Gomes Reis Lopes.
1.Arquitetura e meio ambiente 2.Edificações - Desempenho térmico 3
Fachadas de vidro 4. Conforto térmico I. Título.
CDD: 720.47
Dedico esta Dissertação à minha família, principalmente à minha mulher Elza pelo amor e
apoio incondicional, às minhas filhas Anna Cristina, Elza Carolina e Roberta, pelo constante
estímulo e, aos meus netos Thiago, Isabella, Gilmar, Renata, Camila, Maria Clara e Felipe, como
partes importantes dessa árvore da vida
Homenagem a:
João Santos
Dulce Santos
Maria do Rosário
Felix Mendonça
Petronila Elza e
Neuza Koury
In memoriam
AGRADECIMENTOS
Ao Grande Arquiteto do Universo, Senhor de todas as possibilidades;
A minha orientadora, Profª. Drª Wilza Gomes Reis Lopes, sempre presente nas horas de
muitas dúvidas, me guiando nesse processo de criação.
Aos meus co-orientadores, Prof. Dr. Gérson Albuquerque de Araújo Neto, por sua revisão
precisa e eficaz, à Profª. Drª. Ana Lúcia Ribeiro Camilo da Silveira, por sua imprescindível
contribuição na área de conforto térmico;
Ao Prof. Dr. George Santos Marinho da Universidade Federal do Rio Grande do Norte -
UFRN e ao Prof. Dr. José Machado Moita Neto da Universidade Federal do Piauí - UFPI, pela
valiosa colaboração no processo de construção desta pesquisa;
Ao Prof. Dr. João Batista Lopes, por sua importante contribuição na interpretação dos
gráficos estatísticos;
Ao Prof. Dr. José Ribeiro dos Santos Júnior do Mestrado de Química da UFPI, por
disponibilizar os equipamentos de medição, sem os quais não seria possível o trabalho de campo;
A todos os professores do Tropen, pelo alto nível de ensino e postura ética;
Aos funcionários do Tropen, Maridete de Alcobaça Brito e ao João Batista de Souza
Araújo, sempre solícitos e atenciosos;
Aos colegas do Mestrado em Desenvolvimento e Meio Ambiente, heterogêneos em suas
áreas de conhecimento, mas uníssonos na amizade;
Ao engenheiro Marcio Machado Vale do Instituto Nacional de Seguridade Social - INSS e
ao empresário Marco Antônio de Carvalho Pinto do Pintos Magazine, por permitirem o acesso
aos ambientes onde foram realizadas as pesquisas de campo, base deste trabalho;
Ao Prof. Msc. Adolfo Lino de Araújo do Núcleo de Engenharia de Sistemas do CT-UFPI,
pelo apoio técnico.
Ao Prof. Marcos da Silva Freitas, amigo sempre solícito nas questões relacionadas aos
programas computacionais.
A todos que direta ou indiretamente contribuíram para a realização desta Dissertação,
MEU MUITO OBRIGADO.
RESUMO
O desempenho térmico de uma edificação se refere ao processo físico de transferência de energia
entre o edifício e seu entorno. Dentre os elementos de sua envoltória, os vidros representam um
dos materiais com maior possibilidade de ganho térmico para o interior dos ambientes, através da
incidência da radiação solar direta, difusa e a refletida pelo entorno Este trabalho pretende
analisar o desempenho térmico de edifícios multipavimentos com fachadas de vidro diretamente
expostas à radiação solar em Teresina, capital do Estado do Piauí. A cidade está localizada a
05°05’ de Latitude Sul e a 42°49’ de Longitude Oeste, apresenta clima tropical caracterizado por
duas estações bem definidas: de janeiro a junho, quente-úmido e, de julho a dezembro, quente-
seco, com temperatura média anual de 26,5° C e média de umidade relativa de 70,0%. Neste
trabalho é analisada a relação entre o parâmetro WWR (Window Wall Ratio, razão entre área de
janela e área de fachada) e a variação de temperatura interna através de medições in loco e, por
meio de simulações computacionais, determinar a carga térmica dos ambientes com WWR entre
100 e 40% com intervalos de 20 pontos percentuais e para as várias orientações de fachadas A
tipologia das edificações segue os padrões internacionais, evidenciando uma preocupação maior
com aspectos estéticos e formais, desprezando as características climáticas e os parâmetros de
conforto para as regiões de clima quente. Essas edificações adotam grandes áreas envidraçadas
sem quaisquer tipos de proteção, não apresentando adequação ao clima e latitude da cidade. Com
base nos resultados das medições de temperatura e de umidade relativa do ar foi identificado que
nos horários de ocupação, os ambientes não apresentaram em nenhum momento, temperatura
menor ou igual a 29 °C, de acordo com os padrões de conforto para cidades de clima quente.
Com os resultados das simulações computacionais foi possível identificar através das cargas
térmicas, as fachadas sul e norte como as melhores orientações e a fachada oeste a orientação
mais desfavorável. Para as janelas com WWR=40%, para todas as orientações, observou-se o
menor ganho interno de calor. Fica evidente a necessidade de se ponderar o percentual de WWR
e a escolha correta da orientação das fachadas para o melhor desempenho e conforto térmico das
edificações multipavimentos em Teresina.
Palavras-chave: Desempenho térmico; área de janela; conforto térmico; simulação
computacional.
ABSTRACT
The thermal performance of a building refers to the physical process of energy transfer between
the building and its surroundings.. Among the elements of your envelope, the windows represent
one of the materials most likely to gain heat to the interior environments, through the incidence
of solar radiation, direct, diffused and reflected by the surroundings This study aims to examine
the thermal performance of multiple flooring buildings with glass facades directly exposed to
solar radiation in Teresina, capital of Piaui State. The city is located 05 ° 05 'South Latitude and
42 ° 49' West Longitude, has a tropical climate characterized by two well defined seasons:
January to June, hot-humid and, from July to December, hot-dry, with average annual
temperature of 26.5 ° C and average relative humidity of 70.0%. In this paper we analyze the
relationship between the parameter WWR (Window Wall Ratio, ratio of window area and front
area) and the variation of internal temperature by measuring the spot and through computer
simulations to determine the heat load environments with WWR of 100 and 40% with intervals
of 20 percentage points and for various orientations of the facades. The types of buildings,
following international standards showing a greater concern with formal and aesthetic aspects,
ignoring the climatic characteristics and parameters of comfort for warm climates. These
buildings have adopted large glass areas without any kind of protection, with no significant
adaptation to climate and latitude of the city. Based on the results of measurements of
temperature and relative humidity was found that in the times of occupation, the environments
did not present at any time, temperature less than or equal to 29 ° C, according to the standards
of comfort to the cities of hot climate With the results of the simulations were identified through
the thermal loads, the south and north facades as the best guidelines and the west front the most
unfavorable direction. For windows with WWR=40% for all orientations, there is less heat gain.
It is evident the need for considering the percentage of WWR and choosing the correct
orientation of the facades for the best performance and thermal comfort of multiple flooring
buildings in Teresina.
Keywords: Thermal performance; window area; thermal comfort; computer simulation.
SUMÁRIO
RESUMO..............................................................................................................................
.. 8
ABSTRACT..........................................................................................................................
.
9
Lista de Figuras...................................................................................................................... 13
Lista de Tabelas..................................................................................................................... 19
Lista de Siglas........................................................................................................................
20
Lista de equações................................................................................................................... 22
CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO........................................................................................
24
1.1 OBJETIVOS.................................................................................................................
28
1.1.1 Objetivo geral............................................................................................................... 28
1.1.2 Objetivos específicos....................................................................................................
28
1.2. Estrutura do Trabalho..................................................................................................... 28
CAPÍTULO 2 – DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL, ENERGIA E
DESEMPENHO TÉRMICO DAS EDIFICAÇÕES........................................................
30
2.1 Desenvolvimento Sustentável.......................................................................................... 30
2.2 Consumo e Recursos Naturais......................................................................................... 32
2.3 Energia: Considerações sobre a matriz energética brasileira........................................... 35
2.3.1 Energia elétrica.............................................................................................................
39
2.4 Desempenho térmico e conforto ambiental: Aspectos gerais.......................................... 44
2.4.1 Desempenho Térmico................................................................................................... 44
2.4.1 Conforto Ambiental...................................................................................................... 45
2.5 Parâmetros Climáticos..................................................................................................... 57
2.5.1 Tempo e Clima..............................................................................................................
57
2.5.2 Regiões e Climas...........................................................................................................
58
2.5.3 Radiação Solar..............................................................................................................
60
2.5.4 Temperatura, calor, vento e umidade...........................................................................
63
2.5.5 Dados das condições climáticas de Teresina................................................................
65
2.5.6 Parâmetros de Conforto para Teresina......................................................................... 67
2.6 Parâmetros Arquitetônicos..............................................................................................
70
2.6.1 Trocas Térmicas............................................................................................................ 71
CAPÍTULO 3 – METODOLOGIA................................................................................... 76
3.1 Medições de variáveis climáticas..................................................................................... 76
3.2 Simulações de temperatura e fluxo térmico..................................................................... 82
3.2.1 Arquitrop 3.0................................................................................................................ 86
3.2.2 Radiasol........................................................................................................................ 86
3.2.3 Sol-Ar 6.1.1.................................................................................................................. 86
3.2.4 Texto Comfort V 3.2.................................................................................................... 87
3.2.5 Analysis Bio v. 2.1.5.................................................................................................... 87
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÃO........................................................... 89
4.1 Resultados das medições de temperatura e umidade relativa do ar................................ 89
4.1.1 Resultados das medições realizadas no período quente-úmido................................... 89
4.1.2 Resultados das medições realizadas no período quente-seco...................................... 92
4.1.3 Resultado comparativo das medições realizadas nos períodos quente-úmido e
quente-seco............................................................................................................................
97
4.2 Simulações computacionais............................................................................................. 98
4.2.1 Resultados das simulações computacionais.................................................................. 103
CAPÍTULO 5 – CONCLUSÕES...................................................................................... 105
REFERÊNCIAS................................................................................................................. 107
APÈNDICES....................................................................................................................... 113
Apêndice I............................................................................................................................ 114
Apêndice II........................................................................................................................... 119
Apêndice III.......................................................................................................................... 124
Apêndice IV.......................................................................................................................... 129
Apêndice V........................................................................................................................... 134
Apêndice VI.......................................................................................................................... 135
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 Oferta Interna de Energia - Estrutura de Participação das Fontes
Renováveis e Não Renováveis. Brasil, Países da OCDE e Mundo
em 2006 e 2007
38
Figura 2.2 Consumo de energia elétrica por região em 2007
41
Figura 2.3 Consumo final energético por setor (Mtep) nos anos de 2006 e 2007
41
Figura 2.4 Oferta Interna de Energia. Consumo Final e Perdas. Brasil 1997
a 2007
42
Figura 2.5 Oferta Interna de Energia: Consumo por Setor e Consumo Final
43
Figura 2.6 Carta bioclimática para Teresina com indicação das zonas
50
Figura 2.7 Zoneamento bioclimático brasileiro
53
Figura 2.8 Localização das células com dados medidos
54
Figura 2.9 Mapa Climatológico Simplificado do Brasil
59
Figura 2.10 Ângulos de altitude solar, azimute solar e incidência
61
Figura 2.11 Gráfico dos comprimentos de onda da luz solar
62
Figura 2.12 Gráfico da radiação solar diária (kWh/m²) para o mês de março
em Teresina
62
Figura 2.13 Gráfico da radiação solar diária (kWh/m²) para o mês de outubro em
Teresina
63
Figura 3.1 Situação das edificações 1 e 2
77
Figura 3.2 Fachada nordeste e vista interna do ambiente pesquisado do
Prédio do INSS (E100), com WWR=100%.
77
Figura 3.3 Fachada nordeste e vista interna do ambiente pesquisado do
prédio Pintos Magazine (E80), com WWR de 80%.
78
Figura 3.4 Planta baixa do terceiro pavimento do prédio do INSS
(WWR=100%), com indicação das salas pesquisadas, 310 e 314.
79
Figura 3.5 Planta baixa do terceiro pavimento do prédio PINTOS
MAGAZINE (WWR=80%), com indicação das salas
pesquisadas, 01e 02.
79
Figura 3.6 Registradores Testo, modelo 175 H2
80
Figura 3.7 Registradores Testo, modelo 175 H1
80
Figura 3.8 Adaptador para os Registradores Testo 175 H2 e 177 H1
80
Figura 3.9 Esquema de distribuição dos equipamentos
82
Figura 3.10 Planta baixa esquemática dos ambientes simulados
84
Figura 3.11 Corte esquemático dos ambientes simulados
84
Figura 3.12 Carta solar com indicação do ambiente simulado para os
azimutes de 45° e 90°.
84
Figura 3.13 Carta solar com indicação do ambiente simulado para os
azimutes de 180° e 270°.
85
Figura 3.14 Carta solar com indicação do ambiente simulado para o azimute
de 0°
85
Figura 4.1 Gráfico de Temp. e UR da sala 310. Prédio do INNS (E100).
Período quente úmido, dias 29, 30 e 31de maio e 2009.
89
Figura 4.2 Gráfico de Temp. e UR da sala 314. Prédio do INNS (E100).
Período quente-úmido, dias 29, 30 e 31 de maio de 2009.
90
Figura 4.3 Gráfico de Temp. e UR da sala 01. Prédio do PINTOS
MAGAZINE (E80). Período quente-úmido, dias 12, 13 e 14 de
junho de 2009.
91
Figura 4.4 Gráfico de Temp. e UR da sala 02. Prédio do PINTOS
MAGAZINE (E80). Período quente-úmido, dias 12, 13 e 14 de
junho de 2009.
92
Figura 4.5 Gráfico de Temp. e UR da sala 310. Prédio do INNS (E100).
Período quente-seco, dias 11, 12 e 13 de setembro de 2009.
93
Figura 4.6 Gráfico de Temp. e UR da sala 314. Prédio do INNS (E100).
Período quente-seco, dias 11, 12 e 13 de setembro de 2009.
94
Figura 4.7 Gráfico de Temp. e UR da sala 01. Prédio do PINTOS
MAGAZINE (E80), Período quente-seco, dias 23, 24 e 25 de
setembro de 2009.
95
Figura 4.8 Gráfico de Temp. e UR da sala 02. Prédio do PINTOS
MAGAZINE (E80), Período quente-seco, dias 23, 24 e 25 de
setembro de 2009.
96
Figura 4.9 Simulação de temperatura para WWR=100%. Fachada 45° - 15
Mar. e 15 de Out.
101
Figura 4.10 Simulação de temperatura para WWR=80%. Fachada 45° - 15
Mar. e 15 de Out.
101
Figura 4.11 Simulação de temperatura para WWR=60%. Fachada 45° - 15
Mar. e 15 de Out.
102
Figura 4.12 Simulação de temperatura para WWR=40%. Fachada 45° - 15
Mar. e 15 de Out.
102
Figura I.1 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=100%.
Fachada 45° - 15 Mar.
114
Figura I.2 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=100%.
Fachada 45° - 15 Out.
114
Figura I.3 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=100%.
Fachada 90° - 15 Mar.
115
Figura I.4 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=100%.
Fachada 90° - 15 Out.
115
Figura I.5 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=100%.
Fachada 180° - 15 Mar.
116
Figura I.6 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=100%.
Fachada 180° - 15 Out.
116
Figura I.7 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=100%.
Fachada 270° - 15 Mar.
116
Figura I.8 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=100%.
Fachada 270° - 15 Out.
117
Figura I.9 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=100%.
Fachada 0° - 15 Mar.
117
Figura I.10 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=100%.
Fachada 0° - 15 Out.
118
Figura II.1 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=80%.
Fachada 45° - 15 Mar.
119
Figura II.2 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=80%.
Fachada 45° - 15 Out.
119
Figura II.3 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=80%.
Fachada 90° - 15 Mar.
120
Figura II.4 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=80%.
Fachada 90° - 15 Out.
120
Figura II.5 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=80%.
Fachada 180° - 15 Mar.
121
Figura II.6 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=80%.
Fachada 180° - 15 Out.
121
Figura II.7 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=80%.
Fachada 270° - 15 Mar.
122
Figura II.8 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=80%.
Fachada 270° - 15 Out.
122
Figura II.9 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=80%.
Fachada 0° - 15 Mar.
123
Figura II.10 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=80%.
Fachada 0° - 15 Out.
123
Figura III.1 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=60%.
Fachada 45° - 15 Mar.
124
Figura III.2 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=60%.
Fachada 45° - 15 Out.
124
Figura III.3 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=60%.
Fachada 90° - 15 Mar.
125
Figura III.4 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=60%.
Fachada 90° - 15 Out.
125
Figura III.5 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=60%.
Fachada 180° - 15 Mar.
126
Figura III.6 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=60%.
Fachada 180° - 15 Out.
126
Figura III.7 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=60%.
Fachada 270° - 15 Mar.
127
Figura III.8 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=60%.
Fachada 270° - 15 Out.
127
Figura III.9 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=60%.
Fachada 0° - 15 Mar.
128
Figura III.10 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=60%.
Fachada 0° - 15 Out.
128
Figura IV.1 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=40%.
Fachada 45° - 15 Mar.
129
Figura IV.2 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=40%.
Fachada 45° - 15 Out.
129
Figura IV.3
Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=40%.
Fachada 90° - 15 Mar.
130
Figura IV.4 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=40%.
Fachada 90° - 15 Out.
130
Figura IV.5 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=40%.
Fachada 180° - 15 Mar.
131
Figura IV.6 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=40%.
Fachada 180° - 15 Out.
131
Figura IV.7 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=40%.
Fachada 270° - 15 Mar.
132
Figura IV.8 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=40%.
Fachada 270° - 15 Out.
132
Figura IV.9 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=40%.
Fachada 0° - 15 Mar.
133
Figura IV.10 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=40%.
Fachada 0° - 15 Out.
133
Figura V.1 Avaliação bioclimática para Teresina – Período quente-úmido -
15 de março.
134
Figura VI.1 Avaliação bioclimática para Teresina – Período quente-seco - 15
de outubro.
135
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 Consumo mundial de energia por setor em 2006 em Mtep 38
Tabela 2.2 Estimativa do número de novos consumidores ligados à rede
elétrica pelo Programa Luz Para Todos nas grandes regiões –
Brasil 2004-2008
43
Tabela 2.3 Normais Climatológicas de Teresina. Período: 1961 A 1990 66
Tabela 2.4 Estratégias bioclimáticas para Teresina. Período quente-úmido –
15 de março
68
Tabela 2.5 Estratégias bioclimáticas para Teresina. Período quente-seco –
15 de outubro
68
Tabela 2.6 Estratégias de conforto para Teresina, em percentagem das horas
do mês, para 12 meses
69
Tabela 2.7 Estratégias bioclimáticas para Teresina 70
Tabela 3.1 Normais Climatológicas de Teresina – 15 de março e 15 de
outubro. Período: 1961 a 1990
83
Tabela 4.1 Valores mínimos e máximos de temperatura e de umidade relativa
do ar para as edificações com WWR= 100% (E100) e WWR=80%
(E80)
97
Tabela 4.2 Fluxo térmico máximo (W) e horário de ocorrência no período
quente-úmido (15 de março)
98
Tabela 4.3 Fluxo térmico máximo (W) e horário de ocorrência no período
quente-seco (15 de outubro)
99
Tabela 4.4 Equações para determinar o fluxo térmico máximo (W) nos
intervalos de WWR empregados nas simulações nos períodos
quente-úmido (15 de março) e quente-seco (15 de outubro)
100
LISTA DE SIGLAS
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica (Brasil)
BBL Barril/dia
BEN Balanço Energético Nacional (Brasil
BBCC Building Bioclimatic Chart
BP Building Performance
CMMAD Comissão Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento
CE Cost Efficiency
ECV Departamento de Engenharia Civil
EE Energy Efficiency
EMBRAPA Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
ENCAC Encontro Nacional de Conforto no Ambiente Construído
EPE Empresa de Pesquisa Energética
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
ICE Índice de Conforto Equatorial
IEQ Indoor environmental Quality
IEG International Energy Agency
INEE Instituto Nacional de Eficiência Energética
INSS Instituto Nacional do Seguro Social
IPT Instituto Paulista de Tecnologia
LabEEE Laboratório de Eficiência Energética em Edificações
OECD Organization for Economic Co-operation and Development
OIE Oferta Interna de Energia
PMV Predicted Mean Vote
PPD Predicted Percentage of Dissatisfied
PROCEL Programa Nacional de Conservação de Energia
TRY Test Reference Year
UFPI Universidade Federal do Piauí
UFRGS Universidade Federal do Rio Grande do Sul
UFRN Universidade Federal do Rio Grande do Norte
UFSC Universidade Federal de Santa Catarina
WWR Window Wall Ratio
LISTA DE EQUAÇÕES
Equação 4.1
y úmido= 4,75x + 92, 5 R
2 = 0, 9256
Equação 4.2
y seco = 5,75x + 160 R
2 = 0, 9888
Equação 4.3
y úmido = 18,75x + 87, 5 R
2 = 0, 9991
Equação 4.4
y seco = 26, 375x + 72, 5 R
2 = 0, 9997
Equação 4.5
y úmido = 25,75x + 85 R
2 = 0, 9994
Equação 4.6
y seco = 40,5x + 65 R
2 = 0, 9986
Equação 4.7
y úmido = 3,75x + 75 R
2 = 1
Equação 4.8
y seco = 9,25x + 77,5 R
2 = 0, 9993
Equação 4.9
y úmido = 25, 125x + 110 R
2 = 0, 9987
Equação 4.10
y seco = 40x + 125 R
2 = 0, 9961
23
24
1. INTRODUÇÃO
O desenvolvimento sustentável e a busca de eficiência energética compartilham duas
necessidades: a primeira diz respeito às inovações tecnológicas e a segunda, a mudanças nos
padrões de consumo.
A partir das necessidades e novos hábitos de consumo da sociedade contemporânea têm
surgido no mercado novos aparelhos eletrônicos e eletrodomésticos que, aliados ao
desperdício e a falta de eficiência dos equipamentos, acarretam o maior consumo de energia,
contribuindo para a crise no setor energético. Para Lucon e Goldemberg (2009, p. 121), as
bases para reorganização deste setor são “a eficiência, a maior participação das fontes
renováveis e a descentralização da produção de energia”.
Nesse sentido Corbella e Yannas (2003) afirmam que um número reduzido de edifícios
contemporâneos são capazes de prover conforto térmico e visual para seus usuários, sem uma
forte dependência dos sistemas convencionais de energia.
Para Lamberts, Dutra e Pereira (2004), o consumo de energia no Brasil praticamente
triplicou nos últimos 18 anos, com maior índice ocorrendo no setor residencial. Meiriño
(2004, p.2) explica que o setor de edificações residenciais e comerciais consome 43% da
energia elétrica no Brasil e afirma que:
[...] 20 a 30% da energia consumida seriam suficientes para o funcionamento
da edificação; 30 a 50% da energia consumida são desperdiçados por falta de
controles adequados da instalação, por falta de manutenção e também por
mau uso; 25 a 45% da energia são consumidos indevidamente por má
orientação da edificação e por desenho inadequado de suas fachadas,
principalmente.
Segundo Santos, (2002, p. 82), “um mesmo projeto de edificação em locais diferentes
pode provocar aumento de até 80% da demanda de energia quando se compara Belém e Porto
Alegre, por exemplo: Isso ocorre porque a insolação e as temperaturas médias anuais diferem
muito entre si”.
O arquiteto deve procurar soluções específicas para cada região, evitando soluções
pretensamente universalistas e, espírito de imitação.
Em paredes com utilização de vidro observa-se que a condução de calor será muito
rápida e ainda mais, com a radiação incidindo diretamente no cômodo ocorrerá um aumento
da temperatura no interior e, aumente ainda mais pelo efeito estufa (CORBELLA; YANNAS,
2003).
25
No caso da utilização passiva dessa radiação solar, a postura é projetual, com ações e
estratégias específicas para cada latitude, considerando orientação das aberturas e necessidade
de sombreamento principalmente quando o envelope da edificação privilegia o uso de grandes
áreas envidraçadas, objetivando sempre o conforto térmico, eficiência energética e redução de
custos.
Segundo Gonçalves e Duarte, (2006, p. 54), visando alcançar o bom desempenho
ambiental e eficiência energética das edificações, “no projeto devem ser consideradas
estratégias de ventilação natural, reflexão da radiação solar direta, sombreamento,
resfriamento evaporativo, isolamento térmico, inércia térmica e aquecimento passivo”.
Entende-se que para qualquer vertente tecnológica, as soluções de projeto relacionam os
mesmos conhecimentos da física aplicada: transferência de calor, mecânica dos fluidos, física
eletromecânica e óptica. É necessário que se aliem os recursos locais com a tecnologia
apropriada para cada situação de projeto.
Deve-se abordar a edificação multipavimentos como uma concentração social em
espaços contíguos e que não pode ser pensada apenas de forma antropocêntrica. Uma
edificação não ocorre de forma isolada do meio ambiente, das relações sociais urbanas, mas
faz parte de uma rede de fenômenos interligados e interdependentes. O desperdício energético
é uma “depleção do capital natural,” seu uso desordenado produz um déficit que se reflete
em custo social, abalando o equilíbrio ecológico e as relações no ambiente urbano (DALY,
2002).
Muitas vezes avalia-se somente o custo de implantação da construção desprezando-se o
benefício ou o ônus de longo prazo. Arquitetos e construtores contam com referencial teórico
disponível que engloba uma série de medidas que possibilitariam a redução das cargas
térmicas nas edificações.
Algumas medidas adotadas para minimizar o fluxo térmico, segundo Batista (2006), são
a proteção contra radiação solar, orientação das superfícies externas e emprego de iluminação
natural. Dessa forma, projetos podem focar eficiência energética sem prejuízo formal.
A postura projetual do arquiteto passa a contribuir para a sustentabilidade no momento
que se posiciona com as questões ambientais e escassez de recursos.
Contudo, a estabilização dos níveis de consumo per capita pressupõe uma mudança de
atitude, de valores, que contraria aquela prevalecente ligada à lógica do processo de
acumulação de capital em vigor desde a ascensão do capitalismo e, que se caracteriza pela
criação incessante de novas necessidades de consumo que implicam no crescimento contínuo
e ilimitado do uso de recursos naturais (ROMEIRO, 2003).
26
Essas necessidades quando se relacionam à edificação, traduz-se em novos
equipamentos eletroeletrônicos, maior área de condicionamento térmico, necessidade de
transporte vertical – mais de um elevador por edificação e nem sempre o aproveitamento de
luz e ventilação natural.
O desempenho térmico de edificações multipavimentos não pode ser tratado
isoladamente, pois no contexto geral está relacionada com a utilização de recursos naturais,
cujo valor de uso baseia-se na utilidade desse bem pelos indivíduos em suas recíprocas trocas.
Como grande parte dos ativos ambientais está sujeito à degradação devido à exploração
pelo homem, implicando vultosos investimentos, análise da capacidade de suporte e custos de
preservação, torna-se necessário buscar métodos que possibilitem avaliá-los em termos
econômicos (MOTA, 2006).
O discurso ambiental só veio a se incorporar às preocupações energéticas na última
década, como forma de contribuição no atendimento às metas estabelecidas no Protocolo de
Kyoto sobre mudanças climáticas.
Nesse momento surgem as primeiras iniciativas no âmbito da economia e uso racional
de energia elétrica, política que atingiu em cheio as edificações até então, e na maioria dos
casos, desprovidas de soluções que privilegiasse a eficiência energética (MEIRIÑO 2004).
Num primeiro momento é razoável compreender o quanto fica difícil para o profissional
aceitar que seu projeto possa ter falhado por falta de uma visão interdisciplinar. Essa prática
interdisciplinar depende do trânsito entre as diferentes formas de adquirir conhecimento e de
uma vivência que grande parte das escolas tradicionais não oferece (MALHEIROS; PHILIPPI
Jr., 2000).
Para Sattler (2007), o conhecimento nas universidades também é fragmentado entre os
vários departamentos com suas próprias especificidades, não existindo trocas entre si e quase
nenhuma cooperação interdepartamental. Nessas circunstâncias, os alunos seguem esse
mesmo modelo e, uma vez profissionais, irão reproduzi-lo em suas áreas de atuação.
O paradigma atualmente vigente que caracteriza as edificações multipavimentos na
maioria das cidades de clima tropical, caso de Teresina, apresenta falhas técnicas ao adotar
postura inadequada a esta latitude, como já explicado anteriormente.
A idéia é um “novo paradigma” cuja vertente seja a de um projeto capaz de responder
de forma positiva aos desafios ambientais da sociedade e possa atrair a adesão de um número
crescente de arquitetos, seguindo uma nova postura projetual, abandonando o paradigma
original problemático cuja concepção formal é desprovida de preocupação com as
características e peculiaridades de cada região.
27
Assim, do ponto de vista do desempenho térmico, o projeto arquitetônico deve se
adequar ainda a cada situação climática e latitude.
A cidade de Teresina, capital do Piauí, estado da região Nordeste, está próxima à linha
do Equador, a 5°5’ de latitude sul e a 42°49’ de longitude oeste, com altitude média de 70 m.
Apresenta clima tropical caracterizados por duas estações bem definidas: de janeiro a junho
quente úmido e de julho a dezembro quente seco.
Devido à sua localização e associado à baixa latitude, recebe forte radiação solar e que
se traduz em altas temperaturas com média anual de 26,5 °C e umidade relativa média anual
de 70% (SILVEIRA, 2007).
Como explicar que amostras representativas de edificações multipavimentos em
Teresina, adotam vidro em grandes aberturas e até fachadas inteiras? Essa prática representa
um problema grave se considerado as características climáticas da região.
A tipologia das edificações segue os padrões internacionais, evidenciando uma
preocupação maior com aspectos estéticos e formais, desprezando as características climáticas
e os parâmetros de conforto para regiões de clima quente. Essas edificações adotam grandes
áreas envidraçadas sem quaisquer tipos de proteção, não apresentando adequação ao clima e
latitude da cidade.
O desempenho térmico de uma edificação se refere ao processo físico de transferência
de energia entre o edifício e seu entorno e está relacionado a vários fatores: - WWR (Window
Wall Ratio, razão entre área de janela e área de fachada ), orientação da edificação, desenho
adequado de suas fachadas, ventilação natural e cor dos revestimentos, são variáveis que
devem ser associadas ao projeto arquitetônico.
Dentre os elementos de sua envoltória, os vidros representam um dos materiais com
maior possibilidade de ganho de calor para o interior dos ambientes, através da incidência da
radiação solar (não só a direta, mas também a difusa e a refletida pelo entorno).
Desta forma, o objetivo geral é analisar o desempenho térmico de edifícios
multipavimentos com fachadas de vidro diretamente expostas à radiação solar, em Teresina,
Piauí.
28
1.1 OBJETIVOS
1.1.1 Objetivo geral
▪ Analisar o desempenho térmico de edifícios multipavimentos com fachadas de vidro
diretamente expostas à radiação solar em Teresina-Pi.
1.1.2 Objetivos específicos
▪ Verificar a relação entre o emprego de vidro nas fachadas e a variação da temperatura
interna, através de medições in loco e simulações computacionais;
▪ Comparar as edificações pesquisadas, com recomendações disponíveis de desempenho
térmico e conforto, considerando as características do trópico semi-árido - Zona Bioclimática
7.
1.2 Estrutura do Trabalho
O presente trabalho está estruturado em cinco capítulos, sendo que o primeiro
corresponde à Introdução, onde estão colocados o problema, a justificativa, objetivos e
descrição da dissertação
No capítulo 2 – Desenvolvimento sustentável, energia e desempenho térmico das
edificações – é feita uma abordagem no campo das ciências e saberes, destacando conceitos
sobre desenvolvimento sustentável e a importância da interdisciplinaridade na construção de
uma racionalidade ambiental. É focada, ainda, a relação entre conforto e eficiência energética
e suas relações com o envelope da edificação e as normas vigentes da ABNT que trata das
aberturas para ventilação e sombreamento e estratégias de condicionamento térmico passivo.
No capítulo 3 - Metodologia - são apresentados os procedimentos metodológicos
utilizados durante o desenvolvimento da pesquisa.
No capítulo 4 – Resultados e Discussão - é feita a apresentação e discussão dos
resultados dos monitoramentos realizados.
Por fim, no Capítulo 5 – Conclusões – são apresentadas as conclusões da pesquisa,
comentários e recomendações técnicas.
29
30
CAPÍTULO 2 - DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL, ENERGIA E
DESEMPENHO TÉRMICO DAS EDIFICAÇÕES
Neste capítulo serão abordados aspectos relacionados à eficiência energética,
desenvolvimento sustentável e interdisciplinaridade. Vários autores foram consultados e
experiências semelhantes foram abordadas a fim de complementar a base teórica necessária
ao desenvolvimento da pesquisa.
Foram discutidos ainda, os procedimentos referentes ao desempenho térmico e conforto
ambiental, tendo como base as Normas Brasileiras pertinentes e os parâmetros que tratam dos
critérios de sustentabilidade das edificações multipavimentos na cidade de Teresina.
2.1 Desenvolvimento sustentável
O termo sustentabilidade emerge no contexto da globalização como a marca de um
limite e o sinal que reorienta o processo civilizatório da humanidade. Mais amplamente
utilizado com referência à sustentabilidade ambiental, na Conferência das Nações Unidas
sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento – Rio 92, este conceito foi ampliado tendo sido
incluídos a sustentabilidade social, econômica, financeira e institucional, consolidando-se
com a realização da Conferência das Nações Unidas sobre os Assentamentos Humanos-
Habitat II, em 1996 (SANTOS; ULTRAMARI; DUTRA, 2004).
Em esquema analítico convencional, sob a ótica de Romeiro (2003), o que seria uma
economia da sustentabilidade é visto como um problema, em última instância, de alocação
intertemporal de recursos entre consumo e investimento por agentes econômicos racionais,
cujas motivações são fundamentalmente maximizadoras de utilidade.
As cidades como sistemas abertos, segundo Santos, Ultramari e Dutra (2003), têm uma
profunda e complexa dependência de recursos externos e, isso sem dúvida dificulta a
obtenção da sustentabilidade urbana sofrendo ainda com a contradição imposta por aspectos
intrínsecos a esse espaço; auto-suficiência em consumo, disposição de resíduos sólidos e
líquidos, disponibilidade de moradias adequadas e transportes públicos eficientes.
O problema da economia política da sustentabilidade é visto como problema de
distribuição intertemporal de recursos naturais finitos, o que pressupõe a definição de limites
para seu uso.
Com a Revolução Industrial, a capacidade da humanidade de intervir na natureza dá um
novo salto colossal e que continua a aumentar sem cessar. Baseada no uso intensivo de
31
grandes reservas de combustíveis fósseis, a Revolução Industrial abriu caminho para uma
expansão inédita da escala das atividades humanas, que pressiona fortemente a base de
recursos naturais do planeta.
Os estágios de desenvolvimento do homem primitivo até o homem tecnológico dos dias
atuais podem ser correlacionados com a energia consumida. Goldemberg (2003) comenta a
evolução de uso de energia, desde o homem primitivo sem uso de fogo, do homem caçador da
Europa que, há aproximadamente cem mil anos atrás queimava madeira para obter calor e
cozinhar e o homem industrial na Inglaterra em 1875, que dispunha da máquina a vapor.
A quase totalidade da energia, até o fim da Idade Média, provinha do uso da madeira
sob a forma de lenha, provocando a destruição de quase toda a floresta que recobria a Europa.
A explosão populacional dos últimos dois séculos provocou um aumento de consumo de
energia per capita, 100 vezes em relação ao consumo do homem primitivo.
Para Goldemberg (2003, p. 172), “isso só foi possível através do aumento do uso do
carvão como fonte de calor e potência, no século dezenove; do uso de motores a explosão
interna, que levaram ao uso maciço de petróleo e seus derivados; e do uso da eletricidade
gerada inicialmente em usinas hidrelétricas e, depois em usinas termoelétricas”.
Segundo Romeiro (2003) é necessário que se criem condições sócio-econômicas,
institucionais e culturais de estímulo ao progresso tecnológico poupador de recursos naturais e
ao mesmo tempo uma mudança dos padrões de consumo para que não ocorra um crescimento
contínuo e ilimitado do uso dos recursos naturais per capita.
A estabilização desses níveis de consumo pressupõe uma mudança de atitude e de
valores contrários à prevalecente lógica ligada ao processo de acumulação do capital vigente.
Seria em última análise, uma mudança de uma “civilização do ter” para uma “civilização do
ser” (ROMEIRO, 2003).
O desenvolvimento sustentável é um termo que surgiu com o nome de
ecodesenvolvimento no início da década de 1970, existindo uma controvérsia sobre as
relações entre crescimento econômico e meio ambiente. Essa postura se apresentava
exacerbada no meio científico, principalmente e após a publicação do relatório do Clube de
Roma que pregava o crescimento econômico zero como forma de evitar a catástrofe ambiental
(ROMEIRO, 2003).
Ele emerge desse contexto como proposição conciliadora em que se reconhece que o
progresso técnico efetivamente relativiza os limites ambientais mas não os elimina e que o
crescimento econômico é condição necessária mas não suficiente para eliminação da pobreza
e disparidades sociais.
32
Já na Conferência das Nações Unidas sobre o Ambiente Humano, em 1972 em
Estocolmo, a qual deu origem ao Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente –
PNUMA, chegou-se à conclusão de que era preciso redefinir o próprio conceito de
desenvolvimento devido à complexidade das questões envolvidas (NOVAES, 2003).
Na 38ª Assembléia Geral das Nações Unidas em 1983, foi criada a Comissão Mundial
sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - CMMAD, com o objetivo de avaliar os resultados
da Conferência de Estocolmo realizada em 1972. A partir dessa comissão foi gerado um
documento, base para a Cúpula da Terra e que passou a ser conhecido como “Relatório
Brundtland” (FELDMANN, 2003)
Em 1987, a Comissão Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento, presidida
pela Primeira-Ministra da Noruega Gro Harlem Brundtland, adotou o conceito de
Desenvolvimento Sustentável em seu relatório sob o título original Our Common Future
(Nosso Futuro Comum), como aquele “que atende às necessidades do presente, sem
comprometer a capacidade de as gerações futuras atenderem também às suas” (MOUSINHO,
2003, p. 357).
Este conceito foi definitivamente incorporado como um princípio durante a Conferência
das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento – Eco-92, no Rio de Janeiro.
A Declaração de Política da Cúpula Mundial sobre Desenvolvimento Sustentável,
realizada em Johanesburgo em 2002, traz a afirmação de que o Desenvolvimento Sustentável
é constituído sobre três pilares e que são interdependentes e mutuamente sustentadores –
desenvolvimento econômico, desenvolvimento social e proteção ambiental. É um paradigma
que deixa claro a complexidade e o inter-relacionamento de questões críticas como:
degradação ambiental, desperdício, pobreza, decadência urbana, crescimento populacional e
demais questões relativas a igualdade de gêneros, saúde, conflito e violência aos direitos
humanos (MOUSINHO, 2003).
2.2 Consumo e recursos naturais
A construção de uma racionalidade ambiental, segundo Leff (2001), implica a formação
de um novo saber e a integração interdisciplinar do conhecimento para explicar o
comportamento de sistemas socioambientais complexos. O saber ambiental abre uma
perspectiva ao progresso do conhecimento questionando os dogmas ideológicos e
problematizando os paradigmas científicos, base de construção da civilização moderna. Dessa
forma, o saber ambiental propicia a transformação do campo do conhecimento gerando novos
33
objetos interdisciplinares de conhecimento, novos campos de aplicação e novos processos
sociais de objetivação onde se constrói a racionalidade ambiental.
Segundo Cidade (2001), nas ciências sociais, insatisfações com os limites explicativos
de sistemas dominantes têm suscitado a emergência de teorias pós-modernas.
A visão da realidade sob novas formas nos leva a considerar que a rigidez da ciência
moderna dominante representa um sério obstáculo a um conhecimento profundo e verdadeiro
do mundo social e natural. A ciência moderna, ao mesmo tempo em que provocou uma
indiscutível expansão dos horizontes do conhecimento, vem apresentando sinais de crise.
Com a emergência da questão ambiental na atualidade e que se apresenta com variadas
conotações políticas e normativas aparentemente dissociadas da prática científica, permitiu
um aumento da visibilidade de limitações do conhecimento estabelecido (CIDADE, 2001).
Entre outras propostas, “alguns desses movimentos questionam a racionalidade
econômica como guia de decisões que podem vir a afetar gerações futuras. Outros buscam
valorizar a natureza, com base não em sua separação tradicional como objeto, mas em sua
universalização” (CIDADE, 2001.p. 100).
Essa abordagem trata das questões suscitadas pelo discurso ambiental da atualidade com
a temática sociedade-natureza, que traz a contribuição desse campo de conhecimento no foco
das atenções.
Quanto mais se estudam os problemas de nossa época, mais se é levado a perceber que
eles não podem se entendidos isoladamente, pois são problemas sistêmicos. A escassez de
recursos e a degradação do meio ambiente combinam-se com populações em rápida expansão,
o que leva ao colapso das comunidades locais, à violência étnica e tribal, que se tornou a
característica mais importante da era pós-guerra fria (CAPRA, 1996).
O conhecimento de que é necessária uma profunda mudança de percepção e de
pensamento para garantir a nossa sobrevivência, ainda não atingiu a maioria dos líderes das
nossas corporações nem os administradores e nem os professores de nossas grandes
universidades.
As dramáticas mudanças de pensamento que ocorreram na física, no princípio do século
XX (relatividade e física quântica), têm sido amplamente discutidas por físicos e filósofos
durante mais de 50 anos. Mudanças de paradigmas, de acordo com Kuhn1 (apud Chalmers,
1993), ocorrem sob a forma de rupturas descontínuas e revolucionárias denominadas
mudanças de paradigmas (CHALMERS, 1993).
1 Thomas Samuel Kuhn (1922-1996). Filósofo americano publica em 1962 o livro Estrutura da Revolução
Científica, onde apresenta a concepção de “paradigma”.
34
O paradigma que está agora retrocedendo dominou a nossa cultura por várias centenas
de anos, durante os quais modelou nossa moderna sociedade ocidental e influenciou
significativamente o restante do mundo. É o modelo econômico dissociado da finitude dos
recursos naturais e que considera o meio ambiente como mera externalidades.
Segundo a teoria neoclássica, o homo economicus, através da racionalidade do
consumidor, busca “satisfazer seus desejos ao máximo com o mínimo de esforço e obter a
maior quantidade do que é desejável a expensas do mínimo indesejável, ou seja, maximizar o
prazer” (COHEN, 2003, p. 246).
No Capítulo 4 da Agenda 21, sobre Mudança dos Padrões de Consumo, são citadas a
pobreza e a degradação do meio ambiente como estreitamente relacionadas:
Enquanto a pobreza tem como resultado determinados tipos de pressão
ambiental, as principais causas da deterioração ininterrupta do meio
ambiente mundial são os padrões insustentáveis de consumo e produção,
especialmente nos países industrializados. Motivo de séria preocupação, tais
padrões de consumo e produção provocam o agravamento da pobreza e dos
desequilíbrios (AGENDA 21, 1994, p.14).
Há o questionamento de alguns economistas sobre os conceitos tradicionais de
crescimento econômico, ressaltando a importância de que se persigam objetivos econômicos
que levem plenamente em conta o valor dos recursos naturais e, para que se formulem
políticas nacionais coerentes é preciso ampliar o conhecimento acerca do papel do consumo
relacionado ao crescimento econômico e à dinâmica demográfica (AGENDA 21, 1994).
Nem sempre está claro para cada habitante deste planeta, o papel que exerce na sua
condição de consumidor e no poder político que lhe é conferido. Esse consumidor afluente
encontra-se atordoado pela gama de opções de consumo à sua disposição sem se dar conta das
suas repercussões no meio ambiente pelo consumo desenfreado (FELDMANN, 2003).
Um padrão insustentável de consumo é causa principal da deterioração do meio
ambiente e gestor do processo de desigualdade social e pobreza.
Os importantes aumentos de renda gerados pela expansão do comércio internacional no
século XIX alimentaram a difusão dos novos padrões de consumo criados pela Revolução
Industrial, universalizando dessa forma não uma tecnologia industrial, mas novos padrões de
consumo, oriundos dos países que lideraram o processo de industrialização (FURTADO,
1998).
Nas regiões marginalizadas dos países em desenvolvimento, a penetração do progresso
técnico se circunscreve inicialmente aos padrões de consumo limitando seus efeitos à
modernização dos estilos de vida de certos segmentos da população. Segmentos
35
modernizados da sociedade acabam se tornando estruturas bloqueadoras da dinâmica sócio-
econômica, como o latifúndio e corporativismo, gerando um desperdício do potencial de
poupança através de formas abusivas de consumo, drenando os recursos para o exterior e
promovendo a desigualdade social.
Para Cohen (2003), a pós-modernidade propõe que o indivíduo se recoloque como um
cidadão do mundo, a partir de seus fragmentos: raça, sexo, sexualidade, idade entre outras.
Isso facilita a descontextualização e elimina a continuidade ligada à noção de nacionalidade.
O consumo exige condicionamentos automáticos enquanto a nacionalidade implica
comprometimento político e generosidade na postura social. Essa sociedade de consumo
começou a ser contestada também nos países de centro, mais por razões éticas e ideológicas,
devido à sua incapacidade de resolver problemas de exclusão social e altíssimos custos
ecológicos e psicológicos da urbanização acelerada.
Uma análise dos padrões de consumo de uma sociedade se reporta necessariamente ao
nível de bem-estar dos indivíduos que dela fazem parte. No entanto essa relação não é trivial,
para isso, é necessário avaliar quais necessidades a serem definidas como necessidades
objetivas para a vida humana e seu bem-estar, em vez de apenas prever a demanda como se
fosse um resultado da lógica do crescimento (COHEN, 2003).
2.3 Energia: considerações sobre a matriz energética brasileira
A energia, em quaisquer países, é o fator determinante para o desenvolvimento sócio-
econômico, é inerente às ações humanas e, se processa através de apoio mecânico, térmico e
elétrico. Variáveis, tais como: facilidade de acesso da população aos serviços básicos de infra-
estrutura como saneamento, transporte, saúde e energia, definem o grau de desenvolvimento
de um país (ANEEL, 2008).
As decisões do Brasil na área de energia dependem dos rumos que norteiam o
desenvolvimento econômico e não simplesmente ser calcada em meros modelos (LUCON;
GOLDENBERG, 2007).
Em 1973, ocorre o primeiro choque do petróleo. Na ocasião, o valor do barril passou de US$ 2
para US$ 10 a preços da época. O Brasil teve de buscar alternativas para a importação desta
commodity em larga escala, face ao cenário de oferta abundante e preços baixos terem ficado no
passado (LUCAS, 2009).
No segundo choque do petróleo em 1979, quando o valor do barril chegou a US$ 35, é
quando o Governo intensifica as pesquisas alternativas com a busca do óleo offshore –
36
reservas contidas em mar aberto e incentiva o programa do álcool. Mais tarde o Proálcool se
tornaria o embrião das pesquisas em bicombustíveis ((ROSA, 2009; LUCAS, 2009).
Na segunda metade da década de 1980 com a queda do preço do barril de petróleo, a
energia passa ao segundo plano no cenário político brasileiro.
Segundo Rosa (2009), na década de 1990 a doutrina neoliberal dominante se opôs ao
papel do Estado na energia, reduzindo-o à dimensão econômica de mercado.
“Em 1995, a Emenda Constitucional n.º 9 tornou flexível o monopólio da Petrobras e
permitiu a atuação de grupos privados em toda a cadeia do segmento econômico” (LUCAS,
2009, p. 39).
As privatizações passam a assegurar a expansão da energia elétrica, que na ótica da
economia globalizada apresenta-se como um bom negócio, atraindo grandes empresas
transnacionais cabendo ao Estado o papel regulador para dirimir conflitos de interesse.
“A desregulamentação da energia foi apenas uma parte do processo de liberalização da
economia sob a globalização financeira cujo resultado contingente ou necessário foi a crise
econômica mundial de 2008 (ROSA, 2009, p. 11 ).
A competição internacional segundo Mielnik (2009), na busca por recursos e o perfil
das necessidades energéticas, dão ao Brasil uma vantagem pelas condições favoráveis de
acesso a alternativas que respondem aos desafios fundamentais dos próximos 20 anos,
especialmente em matéria de segurança energética e a sustentabilidade.
Aumentar a participação dessas alternativas na matriz energética até 2030 deverá
ampliar as condições de oferta. O cenário de referência do Plano Nacional de Energia 2030
prevê que a demanda de energia naquele ano será de 402,8 milhões de toneladas equivalente
de petróleo (TEP), crescendo a uma taxa anual de 3 % entre 2007 e 2030 (MIELNIK, 2009).
O Balanço Energético Nacional 2008, ano base 2007, apresenta os principais
indicadores e análises sobre os destaques de energia em 2007 e comparações com o ano
anterior, para as principais fontes energéticas: hidro, petróleo, gás natural, energia elétrica,
carvão mineral, lenha e produtos da cana (BEN, 2008).
O grande destaque da matriz energética brasileira em 2007 foram os produtos derivados
da cana-de-açúcar, com uma produção total de 388,7 mil bbl (barril/dia), representando um
incremento de 27% se comparado com a produção de 2006 (BEN, 2008).
Segundo Tolmasquim, Guerreiro e Gorini (2007), a competitividade da cana-de-açúcar
com fins energéticos é o principal fator de expansão de produção do etanol. No cenário
macroeconômico e aproveitando esse potencial brasileiro, o excedente de produção passa a
37
ser um bem exportável com significado relevante para a balança interna (TOLMASQUIM;
GUERREIRO; GORINI, 2007).
De acordo com dados contidos no relatório do BEN em 2008, o bagaço de cana, antes
descartado como resíduo, hoje é utilizado como fonte de energia de biomassa principalmente
nos setores energético-produção de álcool, eletricidade e produção de açúcar, apresentando
um incremento, em 2007, de 11% em relação a 2006 (BEN, 2008).
Com o aumento do consumo do etanol como combustível automotivo, evidencia-se uma
redução no consumo de gasolina, aliviando a pressão sobre a demanda e o refino de petróleo
(TOLMASQUIM; GUERREIRO; GORINI, 2007).
Segundo Goldenberg e Lucon (2007), já em 2004, os produtos energéticos resultantes
da cana-de-açúcar, contribuíram com 13,5% da matriz energética.
Ainda como fonte de energia, a lenha representa 29% do consumo doméstico e na
produção de carvão vegetal apresentou um crescimento no mesmo período, de 13,2%
(GOLDENGERG; LUCON, 2007).
Um dos principais indicadores do desenvolvimento econômico e do nível de qualidade
de vida de qualquer sociedade é o consumo de energia. Esse parâmetro se reflete no ritmo das
atividades industrial, comercial e de serviços, bem como na capacidade da população para
adquirir bens e serviços tecnologicamente mais avançados. Com a aquisição de automóveis há
uma demanda por combustíveis e, com o consumo de bens duráveis-eletrodomésticos e
eletroeletrônicos, passa a exigir acesso à rede elétrica e ato contínuo, exerce uma pressão
sobre o consumo de energia elétrica (ANEEL, 2008).
A economia mundial viveu entre 2003 e 2007 um ciclo de expressiva expansão, reflexo
da variação crescente do PIB, que em 2003 foi de 3,6% atingindo 4,9% em 2007.
No mesmo período, a variação acumulada do consumo de energia foi de 13%, passando
de 9.828 milhões de toneladas equivalentes de petróleo (tep) em 2003 para 11.099 milhões de
tep em 2007 (ANEEL, 2008).
Em termos de utilização de fontes renováveis de energia em relação ao resto do mundo,
o Brasil, comparativamente, apresenta vantagens. Em 2007, 45,9% da OIE (Oferta Interna de
Energia) do Brasil, foi proveniente de fontes renováveis, enquanto a média mundial foi de
12,9% e nos países da OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development)
foi de apenas 6,7% (valores de 2006), conforme informações da IEG (International Energy
Agency), dados de referência contidos no Relatório do Balanço Energético Nacional relativo
ao ano de 2007 (BEN, 2008).
38
Na Figura 2.1 é representada a composição da matriz energética brasileira e mundial, e a
comparação da participação de fontes renováveis.
Figura 2.1: Oferta Interna de Energia - Estrutura de Participação das Fontes Renováveis e Não
Renováveis. Brasil, Países da OCDE e Mundo em 2006 e 2007. Fonte: BEN, 2008.
Segundo a Agência Nacional de Energia Elétrica (2008), quando considerado o volume
total de energia fornecido, qualquer que seja a fonte, o grupo formado por residências,
agricultura, comércio e serviço, público se constitui no maior consumidor responsável pela
absorção de 2.937 milhões de toneladas equivalentes de petróleo (tep) em 2006, vindo a
seguir, transportes com 2.226 milhões de tep, e indústria, com 2.180 milhões de tep, como
mostra a Tabela 2.1 (ANEEL, 2008.
Outras fontes descritas na Tabela 2.1 incluem: Geotermia, eólica, solar, biomassa,
dentre outras.
Tabela 2.1 Consumo mundial de energia por setor em 2006 em Mtep. Fonte: ANEEL, 2008
39
2.3.1 Energia Elétrica
As necessidades energéticas do Brasil, nas próximas duas décadas, resultarão da
evolução da atividade econômica, do nível de renda da população, e das políticas de
sustentabilidade a serem implementadas para oferta de energia.
A geração de energia elétrica no Brasil, analisado por Lucon e Goldemberg (2007),
Shaffer, Szklo e Machado (2007), apresenta um crescimento médio anual da ordem de 4,2%
compreendendo o período de 1980 a 2002.
Para Antunes Sobrinho (2008), Lucon e Goldemberg (2007), aproximadamente 433
usinas hidrelétricas estão em operação no Brasil. Entre estas usinas, 25 unidades têm potência
instalada superior a 1.000 MW cada, e são responsáveis por mais de 70% da capacidade
elétrica instalada total, isso representa uma capacidade total de aproximadamente 100.000
MW no final de 2007 (SHAFFER; SZKLO; MACHADO, 2007; LUCON; GOLDEMBERG,
2007).
Tendo como base o cenário macroeconômico de referência, a previsão é que em 2030 o
consumo de energia elétrica no Brasil supere o patamar de 1080 TWh o que equivale a uma
expansão de 4% ao ano no período considerado (TOLMASQUIM; GUERREIRO; GORINI,
2007).
Aprioristicamente, exclui-se do horizonte do estudo uma parcela de 30% do
potencial hidroelétrico nacional à guisa de impactos ambientais. Nessas
condições, avalia-se que a participação da energia hidráulica na oferta de
eletricidade, da ordem de 90% em 2005, cairia para pouco mais de 70% em
2030. Já a geração térmica convencional (nuclear, a gás natural e carvão
mineral) expandiria sua participação de 7% para 15% (TOLMASQUIM;
GUERREIRO; GORINI, 2007, p 59).
Na visão de Antunes Sobrinho (2008), esse mix de hidrelétricas e térmicas é importante,
pois, em hidrologias favoráveis, as hidrelétricas reduzem os custos operacionais das térmicas
e, nas desfavoráveis, as térmicas contribuem para a segurança operativa do sistema. Ressalta
ainda que essa complementaridade resulte na expansão da geração ao mínimo custo para o
consumidor.
Convém ressaltar, que, na exposição de Tolmasquim, Guerreiro e Gorini (2007), o
problema não reside somente na economia, mas nos obstáculos das questões ambientais.
Para atender o crescimento da demanda anual de eletricidade no Brasil, que se situa em
torno de 5.000 MW, é necessário que a expansão atenda o critério de mínimo custo e
maximize o uso de fontes renováveis e baixo impacto ambiental e de fontes que aproveitem as
40
diversidades hidrológicas entre regiões do Brasil e de países vizinhos (ANTUNES
SOBRINHO, 2008).
Para Antunes Sobrinho (2008), com esse conjunto de medidas o Brasil manteria a
geração de hidroeletricidade cuja matriz energética estaria num patamar que o qualificaria
como a mais limpa do planeta, em termos de emissão de gases do efeito estufa e de resíduos
do processo de produção (ANTUNES SOBRINHO, 2008).
O suprimento de energia elétrica em qualquer país representa um fator indispensável ao
bem-estar social e vetor do crescimento econômico. Segundo a ANEEL, (2008), o Brasil, é
ainda muito deficitário nesses quesitos em várias regiões. Atribui-se esse déficit tanto pela
falta de acesso como pela precariedade do atendimento.
Somam-se a essas dificuldades, a grande extensão do território nacional e da
distribuição geográfica dos recursos. Essas peculiaridades regionais tornam-se grandes
desafios ao planejamento da oferta e gerenciamento da demanda (ANEEL, 2008).
O Brasil é um país com quase 184 milhões de habitantes, segundo estimativas do
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), e se destaca como a quinta nação mais
populosa do mundo. Em 2008, cerca de 95% da população tinha acesso à rede elétrica.
Segundo dados divulgados no mês de setembro pela Agência Nacional de Energia Elétrica
(ANEEL), o país conta com mais de 61,5 milhões de unidades consumidoras em 99% dos
municípios brasileiros, destas, a grande maioria, cerca de 85%, é residencial (ANEEL, 2008).
O Nordeste, Centro-Oeste e Norte historicamente concentram a maior parte da
população sem acesso à rede. O atendimento foi comprometido por fatores como grande
número de habitantes com baixo poder aquisitivo (no Nordeste principalmente), baixa
densidade demográfica na região Centro-Oeste e, no caso da região Norte, baixa densidade
demográfica e pequena geração de renda, aliada às características geográficas. Estas últimas,
por sinal, comprometeram a extensão das redes de transmissão e distribuição. A região Norte
apresenta o maior potencial para aproveitamentos hidrelétricos do país (Figura 2.2), (ANEEL,
2008).
41
Figura 2.2. Consumo de energia elétrica por região em 2007. Fonte: ANEEL 2008
Em 2007, o setor industrial continuou a ser o maior consumidor, imediatamente seguido
por transportes e residências, como pode ser observado na Figura 2.3 (ANEEL, 2008).
Figura 2.3. Consumo final energético por setor (Mtep) nos anos de 2006 e 2007. Fonte: ANEEL 2008.
A energia que atende às necessidades da sociedade em geral, movimentando a indústria,
o transporte, o comércio e demais setores econômicos do país recebe a denominação de
Consumo Final no Balanço Energético Nacional.
42
Na Figura 2.4 apresenta-se a evolução da Oferta Interna de Energia, as Perdas e o Consumo
Final, no período 1970 a 2007, considerados os mais representativos de um balanço
energético. Nota-se um crescente distanciamento entre as curvas de Oferta Interna de Energia
e do Consumo Final, resultado do crescimento das perdas acima do crescimento do Consumo
Final (BEN, 2008).
As performances negativas das curvas em 1981 resultam da recessão
econômica mundial, provocada pelo aumento dos preços internacionais do
petróleo em 1979. Em 1990, os resultados negativos foram reflexos do plano
econômico da época, que bloqueou as aplicações financeiras da sociedade (BEN, 2008, p. 21).
Figura 2.4. Oferta Interna de Energia. Consumo Final e Perdas. Brasil 1997 a 2007. Fonte: BEN 2008.
Por setores, o industrial, como ocorre tradicionalmente, continuou a liderar o ranking
dos maiores consumidores de energia elétrica, com a aplicação de 192.616 GWh em 2007.
Este setor se caracteriza, também, por ser o principal abrigo de uma tendência que tem
evoluído nos últimos anos: a autoprodução de energia, ou investimentos realizados por
consumidores de grande porte em usinas geradoras para suprimento próprio e venda do
excedente em mercado (ANEEL, 2008).Em 1995, a quantidade produzida foi de 14.923 GWh,
volume 14,6% superior ao de 1992. Em 1998, ano de constituição do mercado livre, atingia
20.583 GWh, volume 37,9% superior ao de 1995. Outro setor que se destaca pelo volume
absorvido aliado ao acentuado crescimento é o residencial. Em 2007, ele absorveu 90.881
GWh, quantidade muito inferior à registrada pela indústria, mas, ainda assim, o segundo
maior do país. No setor comercial o consumo foi de 58.535 GWh, no público, de 33.718
GWh, agropecuário, 17.536 GWh, e transportes, 1.575 GWh, como mostrado na Figura 2.5.
(BEN, 2008)
43
Figura 2.5. Oferta Interna de Energia: Consumo por Setor e Consumo Final. Fonte: BEN 2008
Também contribuíram para esse comportamento o aumento do número de unidades
consumidoras formalmente ligadas (grandes regiões - Brasil, 2004-2008) à rede elétrica. Este
fenômeno foi proporcionado tanto pelos programas de regularização de ligações clandestinas,
desenvolvidos individualmente pelas distribuidoras, quanto pelas novas ligações realizadas
pelo Programa Luz para Todos do Governo Federal, coordenado pela Eletrobrás. E nos
quatro anos de vigência, o programa realizou um total de 1,6 milhão de ligações, beneficiando
7,8 milhões de pessoas, segundo dados do Ministério de Minas e Energia, divulgados em
maio de 2008 pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE). Como pode ser observado na
Tabela 2.2, a maior parte das ligações foi realizada nas regiões Nordeste e Sudeste (ANEEL,
2008).
Tabela 2.2. Estimativa do número de novos consumidores ligados à rede elétrica pelo
Programa Luz Para Todos nas grandes regiões – Brasil 2004-2008.
Fonte: MME-EPE, 2008 apud ANEEL (2008)
44
2.4 Desempenho térmico e conforto ambiental: Aspectos gerais
2.4.1 Desempenho térmico
O desempenho térmico de uma edificação, segundo Nayak, Hazra e Prajapati (1999), se
refere ao processo físico de transferência de energia entre o edifício e seu entorno.
Para os edifícios, o aumento ou diminuição da carga térmica deve ser estimado
permitindo que a seleção dos equipamentos, no caso de climatização por meios mecânicos,
possa ser feita corretamente.
Dentre os elementos de sua envoltória, os vidros representam um dos materiais com
maior possibilidade de ganho de calor para o interior dos ambientes, através da incidência da
radiação solar (não só a direta, mas também a difusa e a refletida pelo entorno).
O desempenho térmico está relacionado a vários fatores: relação entre o parâmetro
WWR (Window Wall Ratio, razão entre área de janela e área de fachada), orientação da
edificação, desenho adequado de suas fachadas, ventilação natural e cor dos revestimentos,
variáveis que devem ser associadas ao projeto arquitetônico.
Descrito por Vittorino (2007), o desempenho térmico é a resposta higrotérmica da
edificação, em uma determinada condição climática típica, para condições de uso e ocupação
definidos. Ao longo do dia, ocorrem ganhos e perdas de calor por todos os elementos de
vedação. As fontes internas de calor e frio têm atuação intermitente e não há parâmetros
simples que caracterizem adequadamente o comportamento térmico das edificações
(VITTORINO, 2007).
O desempenho térmico de uma edificação poderá ser satisfatório se o seu projeto for
desenvolvido buscando adequá-lo ao clima local. Os arquitetos precisam conhecer os
parâmetros de desempenho térmico, condição para a escolha de uma alternativa adequada
para o projeto arquitetônico.
Vários processos de troca de calor são possíveis entre a edificação e o meio exterior, tais
como:
▪ fluxos de calor por condução de vários elementos;
▪ transferência de calor a partir de diferentes superfícies, por convecção e radiação;
▪ radiação solar transmitida através de elementos transparentes e que é absorvida pelas
superfícies internas dos ambientes.
45
Usuários também podem ser inteirados de quanta energia poderia ser poupada ou a
temperatura ser diminuída, para justificar gastos adicionais com propostas e alterações
estruturais na edificação (NAYAK; HAZRA; PRAJAPATI, 1999).
O desempenho térmico de um edifício depende de um grande número de
fatores. Eles podem ser resumidos como: (design) variáveis (dimensões
geométricas dos elementos de construção), [...] janelas, orientação,
dispositivos de sombreamento, as propriedades dos materiais ( densidade,
calor específico, condutividade térmica, transmissividade, dentre outras. [...]
dados metereológicos ( radiação solar, temperatura, velocidade dos ventos,
umidade relativa do ar, [...] ganhos térmicos internos devido aos ocupantes,
iluminação e equipamentos de climatização (NAYAK; HAZRA;
PRAJAPATI, 1999).
2.4.2 Conforto ambiental
O homem é um ser homeotérmico e seu organismo é mantido a uma temperatura
interna constante. Havendo perda ou ganho de calor, segundo Lamberts, Dutra e Pereira
(2004), pode ocorrer um aumento ou diminuição da temperatura corpórea.
Para Frota e Shiffer (2003), essa temperatura é da ordem de 37 °C, com limites entre
36,1°C e 37,2 °C tendo como limite inferior 32°C e quando se observa temperatura superior,
da ordem de 42 °C identifica-se como valor para sobrevivência e ocorre em estado de
enfermidade.
Uma pessoa está confortável, segundo Corbela e Yannas (2003) com relação a um
acontecimento ou fenômeno, quando pode senti-lo ou observá-lo sem que isso gere
preocupação. “Então, diz-se que uma pessoa está em um ambiente físico confortavel quando
se sente em neutralidade com relação a ele”(CORBELLA; YANNAS, 2003, p. 30).
Para Frota e Shiffer (2003), o organismo humano experimenta sensação de conforto
térmico quando perde calor para o ambiente, sem recorrer a qualquer mecanismo de
termorregulaçã., O calor produzido pelo metabolismo é compatível com a atividade que
desenvolve.
O organismo, através do metabolismo, adquire energia e cerca de 20% é transformada
em potencialidade de trabalho, a parcela restante, cerca de 80%, se transforma em calor a ser
dissipado para que o organismo se mantenha em equilíbrio. Para a situação de repouso
absoluto – mecanismo basal, o calor dissipado pelo corpo e cedido ao ambiente é de ceca de
75W.
46
Na situação de atividade de escritório o valor de metabolismo de MET (1 MET = 58.15
W /m² da superfície do corpo). é de 130W atingindo MET de 800W em atividade esportiva
(LAMBERTS, DUTRA; PEREIRA, 2004).
A termorregulação, apesar de ser o meio natural de controle de perdas de calor pelo
organismo, representa um esforço extra e por conseguinte, uma queda de potencialidade de
trabalho (FROTA; SHIFFER, 2003).
A temperatura interna do organismo humano se mantem relativamente constante
mesmo em ambientes cujas condições termo-higrométricas são as mais variadas. Isso ocorre
por intermédio de seu aparelho termorregulador que comanda a redução dos ganhos ou perdas
de calor através de alguns mecanismos de controle (FROTA; SHIFFER, 2003);
(LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA 2004).
Quando as condições ambientais propiciam perdas de calor do corpo - reação ao frio,
num patamar que excede as necessidades para manutanção de sua temperatura interna
constante, há uma reação do organismo – sistema nervoso simpático, buscando minimizar as
perdas aumentando as conbustões internas.
Segundo Frota e Shiffer (2003), Lamberts, Dutra e Pereira (2004), a redução das trocas
térmicas entre o indivíduo e ambiente se processa com o aumento de resistência térmica da
pele por meio da vasoconstrição e arrepio, aumentando a rugosidade da pele evitando a perda
de calor por convecção.
No caso de reação ao calor, quando as perdas de calor são inferiores às necessárias para
manutenção da temperatura interna constante, o mecanismo a ser disparado é a vasodilatação
e a exudação, dessa forma a pele se resfria atingindo uma temperatua mais próxima do
ambiente evitando perdas por radiação e convecção.
A vestimenta passa a ter papel importante como barreira para as trocas térmicas por
convecção, ao manter uma camada mínima que seja de ar parado, dificultando as trocas por
convecção e radiação.
“A vestimenta adequada será função da temperatura média ambiente, do movimento do
ar, do calor produzido pelo organismo e, em alguns casos, da umidade do ar e da atividade a
ser desenvolvida pelo indivíduo” (FROTA; SHIFFER, 2003, p. 23).
Sob as óticas de Lamberts, Dutra e Pereira (2004) e de Frota e Shiffer (2003), a
resistência térmica da roupa é de grande importância na sensação de conforto térmico
humano. A resistência térmica da vestimenta, depende do tipo de tecido, da fibra e do ajuste
ao corpo e, quanto maior a resistência térmica, tanto menor serão suas trocas de calor com o
meio. Essa variável é medida em “clo”: do inglês clothing e equivale a 0,15 °C m²/W.
47
Muitas são as condições de conforto térmico e, são função de uma série de variáveis e
dependem do tipo de clima. O índices de conforto térmico para um clima seco por exemplo,
não são os mesmos que proporcionam conforto em clima temperado ou frio.
São os índices de conforto térmico que agrupam as condições que proporcionam as
mesmas respostas. Esses índices foram desenvolvidos com base em diferentes aspectos do
conforto e podem ser classificados como a seguir:
▪ Índices biofísicos – baseados nas trocas de calor entre o corpo e o ambiente;
▪ Índices fisiológicos – que se baseiam nas reações fisiológicas originadas por condições
conhecidas de temperatura seca do ar, temperatura radiante média, umidade do ar e
velocidade do vento;
▪ Índices subjetivos, esses baseados nas sensações subjetivas de conforto sob condições
em que os elementos de conforto térmico variam.
Existem algumas dezenas de índices de conforto térmico, mas para as condições
climáticas brasileiras, segundo Frota e Shiffer (2003) e Silveira (1999), as mais conhecidas e
utilizadas são apresentadas:
▪ Carta Bioclimática de Olgyay;
▪ Temperatura Efetiva de Yaglou e Houghthen; ou Temperatura Efetiva Corrigida de
Vernon e Warner;
▪ Índice de Conforto Equatorial ou Índice de Cingapura de Webb;
▪ Equação de Conforto de Fanger;
▪ Limites de Conforto, proposto pelo IPT;
▪ Carta Bioclimática de Givoni.
▪ NBR - 15220 da ABNT – Normas para avaliação de conforto térmico em edificações
A Carta Bioclimática de Olgyay - índice biofísico - teve seu desenvolvimento a partir de
estudos acerca de efeitos de clima sobre o homem na situação de abrigado ou não. Esta carta
estabelece uma zona de conforto construida tendo no eixo x, a temperatura de bulbo seco e
no eixo y, a umidade relativa do ar.
Segundo Olgyay, explicado por Silveira (1999), Frota e Shiffer (2003) e Lamberts,
Dutra e Pereira (2004), a zona de conforto compreende as temperaturas de bulbo seco entre
22 °C e 30 °C e umidade relativa do ar entre 30% e 65%, para regiões de clima quente, em
trabalho leve, vestindo 1”clo” o que corresponde a uma vestimenta leve cuja resitência
térmica equivale a 0,15 °C m²/W.
Índice de Temperatura Efetiva de Yaglou e Houghten, data de 1923 e é definida pela
correlação entre as sensações de conforto e as condições de temperatura, umidade e
48
velocidade do ar e, como índice subjetivo, procura concluir quais são as condições de
conforto térmico (FROTA; SHIFFER, 2003 ).
Temperatura Efetiva Corrigida de Vernon e Warner, em 1932, apresentaram uma
proposta de correção para o índice de Temperatura Efetiva, utilizando o termômetro de globo
em vez de temperatura seca do ar. A temperatura de radiação, sendo superior ou inferior à
temperatura seca do ar, proporciona alterações na sensação de conforto.
A zona de conforto de Vernon e Warner é delimitada sobre o nomograma de
Temperatura Efetiva para pessoas normalmente vestidas e em trabalho leve, e se refere a
regiões de clima quente. Posteriormente, segundo Frota e Shiffer (2003) e Silveira (1999), em
1977, Koenigsberger et al., propõem uma zona de conforto baseado em estudos realizados na
Australia e Cingapura, estabelecendo os limites de 22 °C a 27 °C para a Temperatura Efetiva
e velocidade do ar entre 0,5 e 1,5 m/s como confortáveis para regiões de clima tropical.
Índice de Conforto Equatorial (ICE) ou Índice de Cingapura, desenvolvido por Webb
para ser aplicado a habitantes de clima tropical, de preferência quente úmido.
O gráfico de conforto de Cingapura foi elaborado com base em dados obtidos a partir da
psicologia experimental e análise de testes aplicados em indivíduos completamente
aclimatados na região e indica a existência de um optimum em conforto na faixa de 25,5 °C
na escala ICE (FROTA; SHIFFER, 2003).
Equação de conforto de Fanger – Fanger derivou uma equação geral de conforto para
calcular a combinação das variáveis ambientais: temperatura radiante média, velocidade do ar,
umidade relativa, temperatura do ar, atividades física e vestimenta. Quais os limites de
temperatura e umidade que deveriam ser mantidos para tornar o ambiente de trabalho em
local com condições de conforto térmico? A resposta a estas questões são dadas por meio de
trabalho experimental de Fanger ao avaliar pessoas de diferentes nacionalidades, idades e
sexos, para determinar o voto médio predito PMV (Predicted Mean Vote). O voto médio
predito consiste em valor numérico que traduz a sensibilidade humana ao frio ou calor.
A escala de PMV está dividida em sete pontos de sensações térmicas variando de -3
para frio a +3 para calor, onde o 0 representa a sensação térmica neutra (INNOVA, 1997).
A partir do PMV, segundo Lamberts, Dutra e Pereira (2004), foi implementado o
conceito de percentagem de pessoas insatisfeitas PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied).
Lamberts e Xavier (1997), em artigo no IV ENCAC, questionam Fanger devido a
diferenças encontradas entre o método e os dados da pesquisa.
Limites de Conforto, proposto pelo IPT, são relatados por Silveira (1999), para locais
onde a temperatura média anual for maior que 20 °C e umidade relativa média superior a
49
70%, o intervalo de conforto para o período diurno situa-se entre 22 °C e 27 °C e estabelece
intervalo de 17 °C a 22 °C para o período noturno. Valores revistos pelo IPT em 1998 em
consonância com a ISO 7730 e, com um percentual de satisfação de 80%, foram estabelecidas
novas variáveis descritas a seguir:
Valor de metabolismo – MET, de 47 a 70 W/m²;
Índice de resistência térmica para vestimenta: 0,35 clo para roupas leves, 0,8 clo para
roupas pesadas e 2,0 clo com cobertores e para o período noturno;
Umidade relativa do ar entre 40% e 60%;
Temperatura média radiante igual à temperatura do ar;
Para as condições descritas, foi estabelecido a temperatura máxima de conforto para o
verão de 29°C, considerando velocidade do ar 0.5 m/s, para atividade leve e vestimenta leve
(SILVEIRA, 1999).
Carta Bioclimática de Givoni.
A carta bioclimática de Givoni (BBCC – Building Bioclimatic Chart) foi concebida para
edifícios e visava corrigir agumas limitaçõs do diagrama de Olgyay. A carta de Givoni é
baseada nas temperaturas internas e explica que o clima interno em edifícios não
condicionados, reage mais largamente à variação do clima externo e, pessoas já aclimatadas
em países de clima quente, suportam, como limites de conforto aceitável, uma grande
variação de temperatura, umidade relativa e velocidade do ar ( GIVONI, 1997).
Segundo Lamberts, Dutra e Pereira (2004), a carta bioclimática de Givoni é a mais
adequada às condiçoes climáticas do Brasil.
A carta bioclimática é construida sobre o diagrama psicométrico, que
relaciona a temperatura do ar e a umidade relativa. Obtendo os valores
dessas variáveis para os principais períodos do ano climático da localidade, o
arquiteto poderá ter indicações fundamentais sobre a estratégia biclimática a
ser adotada no desenho do edifício (LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA,
2004).
Sobre a carta bioclimática (Figura 2.6) , dados de temperatura e umidade relativa do ar
(UR %), podem ser plotados diretamente, onde são identificadas nove zonas de atuação. No
diagrama psicométrico inde é plotada a carta bioclimática, são indicados temperatura de bulbo
seco (TBS), temperatura de bulbo úmido [TBU[, umidade U[g/kg] e umidade relativa do ar
UR [%]
50
Figura 2.6. Carta Bioclimática para Teresina com indicação das zonas.
Fonte: Analysis Bio v. 2.1.5. UFSC, ECV, LabEEE, 2009
▪ Zonas de atuação:
(1) zona de conforto; (2) zona de ventilação; (3) zona de resfriamento evaporativo (4)
zona de massa térmica para resfriamento; (5) zona de ar-condicionado; (6) zona de
umidificação; (7) zona de massa térmica para resfriamento; (8) zona de aquecimento solar
passivo; (9) zona de aquecimento artificial.
▪ Zona de conforto
Nesta zona, há uma grande possibilidade de as pessoas perceberem a sensação de
conforto térmico nos pontos delimitados por esta região. A sensação de conforto térmico é
verificada para temperaturas entre 18 e 29 °C e para umidade relativa do ar variando de 20 a
80%.
▪ Zona de ventilação
A ventilação é uma estratégia de resfriamento natural do ambiente que se processa
através da substituição do ar interno (mais quente) pelo externo (mais frio).
▪ Zona de resfriamento evaporativo
Essa estratégia é utilizada para aumentar a umidade relativa do ar e diminuir a sua
temperatura, obtida com uso de vegetação, fontes d’água e outros recursos que resultem na
evaporação da água diretamente no ambiente em que se deseja reduzir a temperatura interna.
51
▪ Zona de inércia térmica para resfriamento
Procedimento visando a utilização de componentes construtivos com maior inércia
térmica (capacidade térmica), possibilitando que a amplitude da temperatura interior diminua
em relação ao exterior, ou seja, os picos de temperatura verificados externamente não serão
percebidos internamente. O emprego de componentes com alta capacidade térmica permite o
atraso da onda de calor fazendo com que este calor incida no ambiente interno apenas no
período da noite, quando existe a necessidade de aquecimento (LAMBERTS et al. 2005, p.
29).
▪ Zona de resfriamento artificial
O resfriamento artificial é recomendado quando as estratégias de ventilação,
resfriamento evaporativo e massa térmica não proporcionam as condições desejadas de
conforto.
▪ Zona de umidificação
A estratégia de umidificação é recomendada quando a temperatura do ar apresenta-se
menor que 27 °C e a umidade relativa abaixo de 20%. Recursos simples, como recipientes
com água colocados no ambiente interno podem aumentar a umidade relativa do ar.
▪ Zona de Inércia térmica e aquecimento solar
Nesta zona, podem-se adotar componentes construtivos com maior inércia térmica,
associado ao aquecimento solar passivo e isolamento térmico, estratégias para evitar perdas
de calor, pois esta zona situa-se entre temperaturas de 14 a 20 °C.
▪ Zona de Aquecimento solar passivo
O aquecimento solar passivo deve ser adotado para os casos com baixa temperatura do
ar. Recomenda-se que a edificação tenha áreas de janelas envidraçadas com orientação para a
maior insolação e aberturas reduzidas nas fachadas que não recebem insolação, nesse caso,
para evitar perdas de calor. Esta estratégia pode ser conseguida através de orientação
adequada da edificação. Também se pode recorrer ao emprego de cores que maximizem os
ganhos de calor, aberturas zenitais, e de isolamento para reduzir perdas térmicas.
▪ Zona de aquecimento artificial
Este tipo de estratégia deve ser utilizado apenas em locais extremamente frios, com
temperatura inferior a aproximadamente 10,5 °C, em que a estratégia de aquecimento solar
passivo não seja suficiente para produzir sensação de conforto.
▪ NBR - 15220 da ABNT – Normas para avaliação de conforto térmico em edificações
A avaliação de desempenho térmico de uma edificação pode ser feita tanto na fase de
projeto, quanto após a construção. Em relação à edificação construída, a avaliação pode ser
52
feita através de medições in-loco de variáveis representativas do desempenho, enquanto que
na fase de projeto esta avaliação pode ser feita por meio de simulação computacional ou
através da verificação do cumprimento de diretrizes construtivas.
A NBR - 15220 apresenta recomendações quanto ao desempenho térmico de
habitações unifamiliares de interesse social aplicáveis na fase de projeto. Ao mesmo tempo
em que estabelece um Zoneamento Bioclimático Brasileiro, são feitas recomendações de
diretrizes construtivas e detalhamento de estratégias de condicionamento térmico passivo,
com base em parâmetros e condições de contornos fixados.
Propôs-se então, a divisão do território brasileiro em oito zonas relativamente
homogêneas quanto ao clima e para cada uma destas zonas, formulou-se um conjunto de
recomendações técnico-construtivas que otimizam o desempenho térmico das edificações,
através de sua melhor adequação climática.
Foi adaptada uma Carta Bioclimática a partir da sugerida por Givoni e detalhada no
anexo B (ABNT, 2003, p. 1-2).
Essa Norma não trata dos procedimentos para avaliação do desempenho térmico de
edificações, os quais podem ser elaborados através de cálculos, de medições in loco ou de
simulações computacionais.
Referências normativas relacionadas a seguir contêm disposições que, ao serem citadas
no texto da ABNT, constituem prescrições para esta parte da NBR.
Projeto 02:135.07- 001/1:2003 - Desempenho térmico de edificações: Parte 1:
Definições, símbolos e unidades;
Projeto 02:135.07-001/2:2003 - Desempenho térmico de edificações: Parte 2: Métodos
de cálculo da transmitância térmica, da capacidade térmica, do atraso térmico e do fator solar
de elementos e componentes de edificações;
Projeto 02:135.07-001/3:2003 - Desempenho térmico de edificações: Parte 3:
Zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de
interesse social.
O zoneamento bioclimático brasileiro compreende oito diferentes zonas, conforme
indicado na Figura 2.7.
53
Figura 2.7: Zoneamento bioclimático brasileiro
Fonte: ABNT PN 02:135. 07-001/3:2003.
O território brasileiro foi dividido em 6500 células, cada uma das quais foi caracterizada
pela posição geográfica e pelas seguintes variáveis climáticas:
a) Médias mensais das temperaturas máximas;
b) Médias mensais das temperaturas mínimas;
c) Médias mensais das umidades relativas do ar.
No anexo A do Zoneamento Bioclimático Brasileiro apresenta-se a relação de 330
cidades-células, cujos climas foram classificados e o anexo B apresenta a metodologia
adotada na determinação do zoneamento. Para essas 330 células (Figura 2.8) contou-se com
dados das Normais Climatológicas medidos desde 1961 a 1990 em 206 cidades e outras
fontes medidos desde 1931 a 1960 em 124 outras cidades;
Para as demais células o clima foi estimado, por interpolação, através dos passos B.2.2.1
e B.2.2.2 (ABNT, 2003, p. 14).
54
Figura 2.8: – Localização das células com dados medidos
Fonte: ABNT PN02: 135.07-001/3: 2003.
Vitruvius 2 entendia a arquitetura como um espaço habitável que deveria equilibrar os
aspectos estruturais, funcionais e formais. Os padrões de proporções e princípios de
arquitetura - utilidade, beleza e solidez, formam as bases da Arquitetura Clásica (MACIEL,
2009).
Esse conceito, para os dias atuais, recebe uma nova variável, a eficiência energética, que
é entendida como a obtenção de um serviço com baixo dispêndio de energia. Um edifíco é
mais eficiente energicamente que outro, quando proporciona as mesmas condições ambientais
com menor consumo de energia (LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA ( 2004).
Segundo Ghisi (1997), a eficiência energética representa a capacidade de transformação
da menor quantidade de energia possível para a geração da máxima quantidade de trabalho.
Focando o aspecto de eficiência energética, encontram-se várias possibilidades:
racionalização da energia pública, aproveitamento de fontes de energia renováveis,
aproveitamento da iluminação natural através do tipo de abertura nas fachadas, compatíveis
com a orientação do prédio, melhoria das condições de conforto térmico, formação e 2 Marcus Vitruvius Pollio foi um arquiteto e engenheiro romano que viveu no século I a.C. O legado de sua obra
em 10 volumes, De Architectura, data de aproximadamente 40 a.C e constitui no único tratado europeu do
período grego-romano conhecido em nossos dias e serviu de fonte de inspiração a diversos textos sobre
arquitetura e construções, desde a época do Renascimento (MACIEL, 2009).
55
interferência no clima e micro clima. Esse conjunto de elementos, aliado à especificação de
materiais do envelope da edificação, corresponde a cerca de 30% da probabilidade de redução
de carga térmica. (LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 2004).
A Revolução Industrial trouxe uma nova gama de materiais, onde aço e concreto
armado se antepõem à tradição das contruçoes em alvenaria, predominantes até o século XIX.
Até a Segunda Guerra Mundial essa tradição persistiu. Desse ponto em diante, grandes
transformações sociais, econômicas e técnicas mudaram o quadro da arquitetura
violentamente.
O formalismo clean de Mies van der Rohe, com suas cortinas de vidro, foi seguido por
várias gerações de arquitetos, internacionalizado de forma indiscriminada e independente da
latitude, clima e cultura, o que viria a ser, segundo Corbella e Yannas (2003), o“edifício
estufa”.
Uma das características da arquitetura moderna é a utilização de grandes fachadas
envidraçadas (ou translúcidas) independentemente da tipologia climática local. Na maioria
das vezes esse uso indiscriminado causa um sobreaquecimento das edificações devido ao
ganho excessivo de carga térmica decorrente da incidência da radiação solar. Desse
sobreaquecimento duas conseqüências são imediatas: o desconforto dos usuários e a
intensificação do consumo de energia elétrica para o condicionamento artificial do ambiente.
Na análise de uma edificação de escritórios multipavimentos em Bahrain, Radhi (2008)
identificou que 65% da eletricidade, foi consumida por sistemas de climatização devido ao
ganho elevado de aquecimento externo e interno da edificação. A razão desse elevado
percentual de consumo deve-se a grandes áreas de fachadas envidraçadas, sem proteção do sol
e dos efeitos da luminosidade do verão.
.Valores semelhantes de consumo de energia demonstrado por Jinghua, Changzhi e
Liwei (2008), ao estudar edificações em Chongqing (cidade submetida ao verão quente e ao
frio de inverno da China), onde os sistemas de condicionadores de ar representam de 50% a
60% do uso de energia elétrica. O estudo conclui que a necessidade de meios mecânicos para
atingir o conforto ambiental, cresce linearmente com o aumento da área envidraçada
(Window Wall Ratio) nas edificações.
Segundo Omer (2008), o conforto dos ocupantes de uma edificação está condicionado a
muitos parâmetros ambientais incluindo velocidade do ar, temperatura, umidade relativa,
qualidade da iluminação e nível de ruído. O objetivo é prover a edificação com um alto nível
de desempenho (BP-building performance) que pode ser definido como qualidade ambiental
56
interna (IEQ-indoor environmental quality), eficiência energética (EE- energy efficiency) e
eficiência no custo (CE-cost efficiency) final da energia de uma edificação (OMER, 2008).
Ghisi, Tinker e Ibrahim (2005), apresentam trabalho que trata da influência da área de
janelas e sua relação com as dimensões dos ambientes, focando iluminação natural e
eficiência energética. Segundo os autores as janelas podem ser responsáveis por grande parte
dos ganhos ou perdas de calor em edificações. Quando suas dimensões não são
cuidadosamente determinadas, as janelas podem contribuir para aumentar o consumo de
energia de edificações de forma significativa.
Áreas de janelas amplas têm que ser analisadas sob o ponto de vista dos ganhos de
iluminação, mas considerando que essas grandes aberturas acarretam maiores ganhos ou
perdas de calor, acarretando maior consumo de energia nas edificações. Desenvolvem ainda
nesse trabalho uma confrontação entre as informações disponíveis na literatura com os
resultados obtidos através de simulação computacional. Com relação à geometria dos
ambientes, a pesquisa identificou que salas com menor profundidade - recomendado na
literatura para permitir melhor aproveitamento da iluminação, não se mostraram adequadas no
quesito de eficiência energética (GHISI; TINKER; IBRAHIM, 2009). A pesquisa mostra
ainda que existe excelente correlação entre consumo de energia e o inverso da profundidade
dos ambientes, ou seja, salas mais profundas apresentam menor consumo de energia em
edificações artificialmente condicionadas e com a integração da iluminação natural com a
artificial.
Carmo Filho (2005), em sua dissertação, aborda as recomendações de Armando
Holanda em seu livro “Roteiro para construir no Nordeste”. São roteiros projetuais com o
objetivo de orientar a criação de espaços arquitetônicos no clima tropical do Nordeste.
Segundo o autor, essas recomendações são mais adequadas à faixa litorânea da região, onde o
clima é quente e úmido. Para as situações de quente-seco ou semi-árido, característica do
sertão nordestino, outras padrões devem ser seguidos. Nesse trabalho, apresenta avaliação
pós-ocupacional de 45 habitações unifamiliares, com base nas recomendações de Holanda
(CARMO FILHO, 2005).
Ordenes, Lamberts e Güths (2005), no trabalho Transferência de Calor na Envolvente
da Edificação, ressaltam a envolvente da edificação como integradora de todos elementos que
separam os ambientes internos das condições climáticas externas. Essa envolvente funciona
como uma barreira em que ocorrem as trocas de energia térmica (calor), umidade e ar
(infiltração e ventilação). Os autores citam ainda que, o conhecimento dos processos físicos
que participam na envolvente permite avaliar a resposta da edificação frente às mudanças
57
meteorológicas (temperatura, radiação solar, vento, dentre outras.) na etapa de projeto e
escolher as alternativas e soluções técnicas que garantam um desempenho térmico adequado à
localidade em que o edifício será construído. O estudo da transferência de calor na envolvente
também representa uma ferramenta importante para diagnosticar o desempenho de uma
edificação existente.
O conforto térmico do ser humano é um parâmetro que exerce enorme influência em sua
saúde e em seu rendimento. Para manter a temperatura interna do organismo relativamente
constante nos mais diversos ambientes com variações de umidade e temperatura, este
processo é feito através de seu aparelho termorregulador que processa e comanda a redução
ou ganhos de calor através de seus mecanismos de controle (FROTA; SHIFFER, 2003).
Segundo Rivero (1986, p.14), “O calor não conhece barreiras e só é possível opor-lhe
resistências de eficácia variável, mas nunca impedir totalmente sua transmissão”.
Em nosso entorno ocorrem processos contínuos de transmissão de calor e isso se deve
ao produto da diferença de temperatura provocado por diversas fontes como radiação solar, o
corpo humano e qualquer tipo de aparelho gerador de calor (RIVERO, 1986).
2.5 Parâmetros Climáticos
2.5.1 Tempo e Clima
Para que haja uma boa arquitetura é necessária a conjugação entre programa de
necessidades e análise climática de forma a responder simultaneamente à eficiência energética
e às necessidades de conforto. Para tanto, é necessário entender as diferenças conceituais entre
tempo e clima.
Tempo, é a variação diária das condições atmosféricas. Entende-se por clima, à
condição média do tempo em dada região, baseada em medições e adota-se o intervalo de
confiabilidade padrão de trinta anos (LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 2004).
O clima é uma variável que independe do projeto arquitetônico intrínseco à natureza e, a
ação simultânea dessas variáveis exercerá influência no espaço construído. Com a finalidade
de uma análise mais clara e organizada, Lamberts, Dutra e Pereira (2004), dividem o clima
em três escalas distintas: macro clima, mesoclima e micro clima
Estações meteorológicas quantificam as variáveis do macro clima. Características gerais
de uma região podem ser descritas por essas Estações, contendo informações sobre radiação
solar, nuvens, temperatura, umidade, ventos e precipitações pluviométricas. De posse dessas
58
informações, é possível uma adequação do projeto arquitetônico visando conforto e maior
eficiência energética.
A escala mesoclimática é uma escala próxima no nível da edificação e facilmente
identificável: florestas, vales montanhas, litoral e as cidades. As condições locais de clima
recebem influência da vegetação, obstáculos naturais, tipos de solo e topografia.
O micro clima, semelhante ao mesoclima, porém mais próximo da edificação pode ser
concebido e alterado pelo arquiteto. Nessa escala de proximidade, o estudo de variáveis é de
suma importância para a implantação do projeto por conter uma série de variáveis climáticas
do local e que induzirá soluções de projetos mais focados em conforto e eficiência energética.
2.5.2 Regiões e Climas
Para que se possibilite caracterizar o clima do globo e suas várias regiões, é feita uma
divisão em zonas de clima similares e que recebe a denominação de regiões climáticas
(SANTOS, 2002).
O Brasil, devido à grande extensão territorial, possui diferentes tipos de clima são
identificados e, por suas características específicas, passam a ter grande importância quando é
feita uma ponderação das variáveis climáticas na avaliação térmica de uma edificação.
O mapa climatológico simplificado do Brasil (Figura 2.9) mostra graficamente as várias
regiões climáticas em que está dividido o território brasileiro (IBGE, 1978).
59
Figura 2.9: Mapa Climatológico Simplificado do Brasil
Fonte: IBGE – SUEGE-SUPREN. Mapa Brasil Climas – 1978.
A seguir, é feita uma descrição da cada tipo de clima encontrado, característico de cada
zona climática do Brasil.
▪ Clima Equatorial: Compreendendo toda a Amazônia, com temperatura média
oscilando entre 24 °C e 26 °C, o Clima Equatorial tem amplitude térmica anual de até 3 ºC e
abundância de precipitação pluviométrica maior que 2500 mm/ano.
▪ Clima Tropical Zona Equatorial: Essa zona apresenta duas características, uma
Topical, com verão quente e chuvoso e inverno quente e seco. As temperaturas médias ficam
acima de 20 °C e amplitude térmica em torno de 7 °C. As chuvas têm oscilação de 1000
mm/ano a 1500 mm/ano, e a Semi-Árida, porção mais seca do país, onde apresenta
temperaturas médias elevadas (em torno de 27,3 °C) com amplitude térmica em torno de 5 °C
e precipitação pluviométrica menor que 800 mm/ano.
▪ Clima Tropical Nordeste Oriental: É o clima característico das regiões litorâneas onde
as temperaturas médias variam de 18 °C a 26 °C. A amplitude térmica apresenta variações de
acordo com as regiões. Mais ao norte devido à semelhança entre as estações de inverno,
diferenciadas apenas pela presença de chuvas mais constantes no inverno, a amplitude é
60
menor durante o ano. Mais ao sul - latitudes maiores, há uma diferença bem característica das
estações - amplitude térmica maior.
▪ Clima Tropical Brasil Central: Clima com temperaturas médias a faixa de 18 °C a 22
°C, chuvas intensas no verão com precipitação entre 1000 mm/ano a 1800 mm/amo e inverno
podendo gear, devido às massa frias oriundas da massa polar atlântica (IBGE, 1978).
▪ Clima Temperado: Tipo de clima cujas temperaturas médias normalmente situam-se
abaixo dos 20 °C e a amplitude anual variam de 9 °C a 13 °C. O regime de chuvas é bem
distribuído ao longo do ano (entre 1500 mm/ano e 2000 mm/ano). Tem inverno rigoroso,
podendo ocorre neve nas áreas mais elevadas.
2.5.3 Radiação Solar
A radiação solar atinge a Terra sob a forma de ondas eletromagnéticas. O espectro dessa
radiação emitida pelo Sol segue aproximadamente a distribuição do espectro de emissão de
um corpo negro a cerca de 6000 K.
Na camada exterior da atmosfera terrestre, a intensidade da radiação proveniente do Sol
é de 1353 W/m². Esse valor recebe a denominação de Constante Solar. A radiação solar, após
atravessar a atmosfera divide-se em componentes e atinge a superfície terrestre como radiação
direta, radiação difusa e radiação refletida (Figura 2.10).
Radiação direta: atinge diretamente a superfície da Terra e sua intensidade depende da
altitude solar (γ) e do ângulo de incidência dos raios solares em relação à superfície receptora
(θ) é a fonte de luz mais intensa e a principal influente nos ganhos térmicos (FROTA;
SHIFFER, 2003).
61
Figura 2.10. Ângulos de altitude solar, azimute solar e incidência.
Fonte: LAMBERTS, DUTRA e PEREIRA (2004). Adaptado pelo Autor
Radiação difusa: desviada em diferentes direções pelos componentes da atmosfera;
Radiação refletida: refletida pelo solo (albedo) e objetos circundantes;
O restante da radiação solar é absorvido ou refletido para fora da atmosfera pelos
elementos atmosféricos.
A energia solar que atinge a terra é composta aproximadamente por:
Radiação ultravioleta (UV): entre 1% a 5%;
Radiação visível (LV): 41% a 45% de luz visível;
Radiação infravermelha (IV): de 52% a 60% (ALUCCI, 2008).
Estas três partes da radiação correspondem respectivamente às três faixas de
comprimento de onda:
Os ultravioletas ocorrem de 0,28 a 0,38 μm;
A luz visível de 0,38 a 0,78 μm;
Os infravermelhos de 0,78 a 2,5 μm.
Acima de 2,5 μm (2,5 a 3,00 μm) existem radiações infravermelhas longas que são
emitidas pelos corpos já aquecidos pela radiação solar, como o piso do entorno, as edificações
próximas, dentre outras. (Figura 2.11).
62
Figura 2.11: Gráfico dos comprimentos de onda da luz solar.
Fonte: Corbella e Yannas, 2003. Adaptado pelo Autor.
Essa radiação que atinge a Terra varia de intensidade conforme a latitude. Para a cidade
de Teresina, localizada a 05° 05´ S, no mês de março, a radiação solar diária é de
aproximadamente 6,5 kWh/m², (Figura 2.12).
Figura 2.12 - Gráfico da radiação solar diária (kWh/m²) para o mês de março
em Teresina. Fonte: RADIASOL - UFRGS
63
No mês de outubro, a radiação solar diária é mais intensa (Figura 2.13), superando os
8 kWh/m², fator concorrente do aumento de temperatura.
Figura 2.13 - Gráfico da radiação solar diária (kWh/m²) para o mês de outubro em
Teresina. Fonte: RADIASOL - UFRGS
2.5.4 Temperatura, calor, vento e umidade
“A temperatura pose ser entendida como uma medida do nível energético de um
sistema. Dois corpos podem apresentar temperaturas iguais (mesmo nível energético), mas
possuir energias térmicas totais diferentes” (RAMALHO JUNIOR; FERRARO; SOARES,
2009, p. 35).
O fato de haver um número maior ou menor de moléculas altera a energia térmica total
do corpo. No entanto, segundo Ramalho Junior, Ferraro e Soares (2009, p. 34),[...] “se cada
molécula continua com a mesma energia cinética média que possuía, o grau de agitação é o
mesmo e, conseqüentemente, a temperatura também é a mesma”.
Os dados de temperaura são registrados em °C (Celsius) ou °F (Fahrenheit) através de
termômetros.
Para que se conheça o comportamento da temperatura do ar em um dado local, obtem-se
dados climáticos das normais climatológicas ou em Anos Climáticos de Referência (TRY-
64
Test Reference Year). O tratamento desse dados climáticos podem fornecer valores de
temperatura máxima, mínima e média das temperaturas mais prováveis para cada ano. Deve-
se ressaltar que a sensação de conforto térmico para uma mesma temperatura está diretamente
associada a variáveis como vento e umidade do local.
De posse dessas informações, identificam-se os períodos com maior probabilidade de
desconforto, permitindo ao arquiteto intervir com soluções projetuais que minimizem ou
resolvam o problema.
Variações significativas de direção e velocidade do movimento do ar podem ocorrer em
uma mesma região climática. Esse fenômeno deve-se principalmente pelas diferenças de
temperatura entre as massas de ar, provocando seu deslocamento da área de maior pressão,
onde o ar é mais frio e pesado, para a área de menor pressão com o ar mais quente e leve.
Calor é energia térmica em trânsito entre corpos a diferentes temperaturas.
Quando um corpo recebe calor, este pode produzir variação de temperatura ou mudança
de estado. Quando o efeito produzido é a variação de temperatura, dizemos que o corpo
recebeu calor sensível. [...] “Se o efeito se traduz pela mudança de estado, o calor recebido
pelo corpo é dito calor latente. De modo análogo, quando um corpo cede calor, se houver
diminuição de temperatura, diz-se que o corpo perdeu calor sensível; se houver mudança de
estado, o corpo terá perdido calor latente” (RAMALHO JUNIOR; FERRARO; SOARES,
2009, p. 65).
As variações de intensidade e direção dos ventos são obtidas nas estações
meteorológicas e, de posse dessas informações é possível orientar as aberturas das edificações
aproveitando o benefício da ventilação natural principalmente nos climas de temperaturas
elevadas e, no caso de climas frios, as proteções contra seus efeitos (LAMBERTS; DUTRA;
PEREIRA, 2004).
A umidade do ar resulta da evaporação da água contida nos mares, rios lagos e na terra e
da evapotranspiração dos vegetais.
Duas variáveis são consideradas para identificar a umidade, umidade absoluta (U) e
umidade relativa (UR). A umidade absoluta (U) é a quantidade em peso do vapor d’água
contido em uma unidade de volume de ar (g/m³). Para a umidade relativa do ar (UR), temos
uma relação entre o peso do vapor d’água contido em um metro cúbico (1m³) de ar úmido e o
peso de vapor contido caso estivesse saturado. A umidade relativa é uma percentagem da
umidade absoluta de saturação (SANTOS 2002).
A umidade relativa do ar tende a aumentar quando há diminuição da temperatura e a
diminuir com a elevação da temperatura. Verifica-se que, nos locais com alta umidade, a
65
transmissão de radiação solar é reduzida devido ao vapor d’água e, as nuvens absorvem e
redistribuem a energia na atmosfera. Para Lamberts et al. (2004), em locais com ar muito
seco, os dias tendem a ser muito quentes e as noites frias. Verifica-se também que ocorre um
desconforto quando há elevada umidade relativa do ar e, isto se deve à dificuldade de
evaporação do suor.
2.5.5 Dados das condições climáticas de Teresina
O clima de Teresina é classificado, segundo Köppen (apud Silveira, 2007), como
tropical chuvoso (Aw), caracterizado por dois períodos distintos:
Período quente-úmido – regime de chuvas de verão, durante os meses de janeiro a
junho, com temperaturas médias entre 26,1 e 26,7 °C e umidade relativa em torno de 83%.
Nesse período, as precipitações ficam acima de 200 mm ao mês;
Período quente-seco – nesse período observam-se temperaturas máximas mais elevadas,
atingindo de 33,3 a 36,4 °C, e que ocorrem entre julho a novembro, com temperatura máxima
absoluta de 40,3 °C em outubro. A umidade relativa do ar nesse período situa-se em torno de
56%. Esse período é de grande estiagem, com precipitação pluviométrica abaixo de 20 mm
entre julho e outubro. Na Tabela 2.3, estão contidos os dados das Normais Climatológicas de
Teresina, para o período de 1961 a 1990.
Segundo Silveira (2007, p. 88-89), em Teresina,
A temperatura média anual é de 26,5° C, com pequena amplitude térmica
anual (apenas 3° C). As amplitudes térmicas diárias durante o período seco
são elevadas, podendo atingir até 20° C. Os ventos são fracos, com
velocidade média anual de 1,45 m/s e direção predominante sudeste; a
presença de calmarias é elevada, de 40 a 60% das horas do dia.
Pela localização da cidade de Teresina, próxima à linha do Equador (latitude 05º 05´ S e
longitude 42° 49´ W), a incidência solar vertical (meio-dia) é maior que a incidência
horizontal. Então, a carga térmica de uma edificação tem um valor substancialmente elevado
em valores absolutos por meio da cobertura, somado à inércia térmica das vedações opacas
voltadas para oeste (poente) e que recebem insolação direta no horário das quinze horas
(AGUILERA, 2006).
Dessa forma percebe-se o aumento de temperatura interna proveniente tanto das
vedações em vidro, como das paredes da envoltória dos ambientes e respectivas coberturas.
66
Tabela 2.3. Normais climatológicas de Teresina-PI. Período de 1961 a 1990
MÊS
Temp. Max. Abs.
Temp. Min. Abs.
Temp. Média
Temp.
Máxima
Temp.
Mínima
Umid. Relat. (%)
Precip. (mm)
Nebul. (0-10)
Insol.
Total (horas e décimos)
Vel.
Vento (m/s)
JAN
38,4
20,0
26,7
32,2
22,5
75,0
248,3
6,8
166,5
1,2
FEV 36,2 19,2 23,6 30,1 22,4 83,0 261,0 6,7 151,0 1,2
MAR 36,8 20,2 25,9 30,1 22,4 83,0 286,3 6,9 167,8 1,3
ABR 34,6 19,9 26,3 31,6 22,7 84,0 267,9 6,7 175,9 1,1
MAI 35,0 19,4 26,1 31,8 22,4 81,0 109,5 4,6 231,0 1,2
JUN 35,9 16,4 24,0 32,4 21,2 72,0 25,4 3,3 264,1 1,5
JUL 37,2 15,0 26,0 33,3 20,4 65,0 12,7 2,9 296,7 1,7
AGO 38,6 15,8 25,7 33,5 20,5 59,0 11,6 2,9 287,2 1,7
SET 39,6 16,4 28,4 35,8 22,0 56,0 16,9 3,3 248,9 1,7
OUT 40,3 18,8 29,0 36,4 22,8 58,0 18,0 4,3 249,9 1,7
NOV 39,7 19,4 28,7 35,4 23,0 60,0 64,8 4,9 232,6 1,6
DEZ 39,5 20,0 28,0 34,2 23,1 64,0 126,1 5,8 201,3 1,5
ANO 40,3 15,0 26,5 33,1 22,1 70,0 1678,9 4,9 2672,9 1,45
Fonte: Ministério da Agricultura e Reforma Agrária: Departamento Nacional de Meteorologia, Brasília 1992.
67
2.5.6 Parâmetros de conforto para Teresina
Para a avaliação climática de Teresina,3 adotou-se a Carta Bioclimática de Givoni
(BBCC – Building Bioclimatic Chart), para edifícios, segundo as recomendações de Lamberts
et al. (2005); Silveira (1999, 2007), com metodologia adequada aos climas do Brasil e
aplicável para a cidade de Teresina.
Através do programa Analysis Bio, fez-se uma avaliação das estratégias bioclimáticas
para os períodos quente-úmido e quente-seco e posteriormente para um período de 12 meses,
adotando-se para Teresina os procedimentos sugeridos por Lamberts, Dutra e Pereira (2004.
p. 144-145), e aplicados satisfatoriamente por Silveira (1999).
A avaliação bioclimática de uma cidade pelas normais climatológicas é feita a partir dos
valores mensais de umidade relativa média e da temperatura do ar (média, média das
máximas, média das mínimas, máxima e mínima absoluta).
Traça-se uma linha na carta psicométrica para cada mês, representando a variação de
temperatura e umidade relativa do ar do mês estudado. Esse procedimento é repetido para
todos os meses do ano, obtendo-se um perfil da região, permitindo o cálculo das estratégias
bioclimáticas recomendadas. Após a geração do gráfico no Analysis Bio, tem-se um relatório
de todos os eventos, mês a mês.
Com os gráficos gerados para os períodos quente-úmido e quente-seco (Figuras V1 e VI
1, apêndices V e VI), foi possível determinar as estratégias para 15 de março e 15 de outubro,
mesmo período estabelecido para as simulações computacionais com o programa Arquitrop
3.0.
Na Tabela 2.4, são apresentadas as estratégias bioclimáticas para Teresina em 15 de
março e a partir da plotagem das normais climáticas na carta psicométrica de Givoni (1997),
(Figura V 1 do apêndice V).
3 A versão do Analysis Bio 2.1.5 – 2009 (LabEEE – UFSC), não disponibiliza o Ano de Referência (TRY – Test
Reference Year), para a cidade de Teresina. Dessa forma, os dados climatológicos foram inseridos manualmente.
68
Tabela 2.4. Estratégias Bioclimáticas para Teresina. Período quente-úmido – 15 de março.
Situação Estratégias por zonas (%) Estratégia geral (%)
Conforto
0
Desconforto (calor)
Zona de ventilação 87,25 Zona de ar-condicionado 12,75
100
100
Fonte: Analysis Bio v. 2.1.5. UFSC, ECV, LabEEE, 2009.
Nas estratégias para 15 de outubro, (Tabela 2.5), adotou-se o mesmo procedimento
metodológico para o período quente-úmido - 15 de março, cujos resultados foram originados
do gráfico da Figura VI 1 do apêndice VI.
Tabela 2.5. Estratégias Bioclimáticas para Teresina. Período quente-seco – 15 de outubro.
Situação Estratégias por zonas (%) Estratégia geral (%)
Conforto
40,52
Desconforto (calor)
Zona de ventilação 26,65 Zona de massa térmica para resfriamento 11,76 Zona de ar-condicionado 21,7
59,48
100
Fonte: Analysis Bio v. 2.1.5. UFSC, ECV, LabEEE, 2009.
As estratégias bioclimáticas para Teresina durante 12 meses, gerados pelo programa
Analysis Bio, são apresentadas na Tabela 2.6.
69
Tabela 2.6. Estratégias de conforto para Teresina, em percentagem das
horas do mês, para 12 meses.
ESTRATÉGIAS DE CONFORTO PARA TERESINA
MÊS 1 2 5 2, 3 e 5 3 e 4
JAN 29,11 28,43 13,83 9,59 -
FEV 65,78 8,13 - 23,10 -
MAR - 100 - - -
ABR - 85,25 14,76 - -
MAI 3,74 47,51 12,96 - -
JUN 63,26 - - 32,92 4,83
JUL 60,66 - - 28,21 4,71
AGO 64,16 - - 24,30 11,54
SET 47,22 - 14,99 25,25 11,98
OUT 39,70 - 21,73 26,93 4,50
NOV 40,86 - 17,12 29,44 1,01
DEZ 42,93 - 10,52 28,00 -
(1) Zona de conforto; (2) Ventilação, (3) Massa térmica para resfriamento; (4)
Resfriamento evaporativo; (5) Ar condicionado.
Fonte: UFSC; ECV; LabEEE, 2009.
Os resultados obtidos, através da plotagem dos dados climáticos de Teresina, são
apresentados na Tabela 2.7.
70
Tabela 2.7. Estratégias Bioclimáticas para Teresina.
Situação Estratégias por zonas (%) Estratégia geral (%)
Conforto
24,4
Desconforto (calor)
Zona de Ventilação 35,80 Zona de ventilação + Zona de Massa Térmica para Resfriamento 2,7 Zona de ventilação + Zona de Massa Térmica para Resfriamento + Resfriamento Evaporativo 16,5 + Zona de Massa Térmica para Resfriamento + Resfriamento Evaporativo 3,6 Zona de Massa Térmica para Resfriamento 2,3
Zona de Ar-Condicionado 14,7
75,6
100
Fonte: Silveira (1999).
Os resultados obtidos demonstram que 24,4% das horas do ano são de conforto e o
desconforto ocorre em 75,6% das horas restantes. A ventilação é recomendada em 55% das
horas e o emprego de climatização (ar-condicionado) é recomendado para 14,7% das horas do
ano.
Ainda são recomendadas outras estratégias, tais como, Massa Térmica para
Resfriamento e Resfriamento Evaporativo (SILVEIRA, 1999).
Demais estratégias estão associadas ao emprego de materiais com alta inércia térmica e
orientação das fachadas para evitar os ganhos de calor produzidos pela radiação solar.
2.6 Parâmetros arquitetônicos
A arquitetura, principalmente nas regiões predominantemente quentes do Brasil, pode
contribuir de forma significativa para minimizar a diferença entre as temperaturas externas e
internas (FROTA; SHIFFER, 2003).
71
Segundo Givoni (1997), o maior impacto da forma sob o ponto de vista da temperatura
interna é, o efeito que a área das superfícies da envoltória têm com o percentual de troca de
calor com o meio externo,
“O percentual da área do envelope (fachada) da edificação em relação ao volume ou
área de piso, determina a exposição relativa da edificação em relação à radiação solar e, dessa
forma, os efeitos no clima interno dos ambientes” (GIVONI, 1997, p. 50).
A forma e função na arquitetura são variáveis intrínsecas e originam-se desde a
concepção dos espaços, a partir do programa de necessidades, ponto de partida da criação do
projeto arquitetônico.
O aspecto formal da arquitetura exerce grande influência no desempenho térmico e
conforto dos ambientes, considerando não só os aspectos mecânicos do envelope da
edificação, mas a orientação de suas fachadas, considerações sobre latitude e características
climáticas do sítio onde será implantado.
Para Frota e Shiffer (2003, p. 66),
Um desempenho térmico satisfatório da arquitetura, com utilização apenas
de recursos naturais, pode não ser possível em condições climáticas muito
rígidas. Mesmo nesses casos devem-se procurar propostas que maximizem o
desempenho térmico natural, pois, assim, pode-se reduzir a potência
necessária dos equipamentos de climatização, visto que a quantidade de
calor a ser retirada ou fornecida ao ambiente resultará menor.
Nas épocas do ano, cujas condições térmicas climáticas não sejam tão severas, há a
possibilidade de não ser preciso o uso contínuo desses equipamentos.
2.6.1 Trocas térmicas
As trocas térmicas entre os corpos advêm de uma das duas condições:
▪ existência de corpos que estejam a temperaturas diferentes;
▪ mudança do estado de agregação.
O calor envolvido entre corpos com diferenças de temperatura (corpos mais
quentes perdem e os mais frios ganham), isto é, quando o efeito é a variação de temperatura
dizemos que o corpo recebeu calor sensível (RAMALHO JUNIOR; FERRARO; SOARES,
2009).
No âmbito do conforto termo-higrométrico, segundo Frota e Shiffer (2003), o elemento
que proporciona as trocas térmicas por mudança do estado de agregação – sem mudança de
temperatura, é a água. Este fenômeno é apenas nos casos de passar do estado líquido para o
72
estado de vapor e do estado de vapor para o líquido (calor latente), (FROTA; SHIFFER,
2003).
As trocas de calor envolvendo variação de temperatura denominam-se trocas secas e as
trocas envolvendo água são denominadas trocas úmidas.
Para o fenômeno de trocas secas, temos a troca por convecção, radiação e condução.
A convecção consiste no transporte de energia térmica de uma região para outra por
meio do transporte de matéria, o que só pode ocorrer nos fluidos (líquidos ou gases)
(RAMALHO JUNIOR; FERRARO; SOARES, 2009).
Quando o movimento do ar advém de causas naturais, como o vento, o mecanismo de
troca entre a superfície e o ar passa a ser considerado convecção livre. No caso de superfícies
horizontais, quando o fluxo é ascendente, há coincidência do sentido do fluxo com o natural
deslocamento das massas de ar aquecidas, enquanto, no caso de fluxo descendente, o ar,
aquecido pelo contato com a superfície, encontra nela mesmo uma barreira para sua ascensão,
dificultando a convecção (FROTA; SHIFFER, 2003; GIVONI, 1997).
No caso das trocas úmidas, esta se processa pela mudança de condição de agregação da
água, da fase líquida para a fase de vapor e da fase de v apor para a fase líquida.
Os mecanismos de trocas úmidas são: a evaporação e a condensação.
Descritos por Ramalho Junior, Ferraro e Soares (2009), a evaporação é a vaporização
espontânea de um líquido, sob quaisquer condições, como resultado da agitação térmica
molecular. [...] “A qualquer temperatura, algumas moléculas do líquido adquirem energia
cinética superior à média e conseguem vencer as forças de coesão entre as partículas,
abandonando o líquido através da superfície livre (RAMALHO JUNIOR; FERRARO;
SOARES, 2009, p. 112).
A condensação é a troca úmida decorrente de mudança da fase gasosa do vapor d’água
contido no ar para a fase líquida (FROTA; SHIFFER, 2003).
Na condução térmica, o calor é transmitido de uma extremidade a outra de uma
superfície por meio da agitação molecular e dos choques entre as moléculas.
Segundo Ramalho Junior, Ferraro e Soares (2009, p. 127), [...] “para que ocorra a
condução, deve existir um meio material. No entanto, é a energia que se propaga; as partes do
corpo não se deslocam, havendo apenas transmissão de agitação molecular”.
A condução térmica em edifícios se dá pelo processo de transferência de
calor através dos materiais sólidos (uma parede ou um forro), do lado mais
quente para o lado mais frio do elemento da edificação. Seu percentual de
troca depende da condutividade do material e espessura do elemento do
envelope em questão (GIVONI, 1997, p. 110).
73
A troca de calor por radiação nas edificações é o processo no qual a energia se propaga
em forma de ondas eletromagnéticas através do espaço, sem necessidade de um meio de
propagação, ocorrendo mesmo no vácuo.
O comprimento de onda dessa energia é medida em mícron (um milionésimo de metro -
µ), ou em nanômetros (um bilionésimo de metro – nm). As superfícies opacas dos materiais
possuem três propriedades, as quais determinam seu comportamento a respeito da radiação:
emissividade, absortância e refletância e que variam de acordo com o comprimento de onda
da radiação (GIVONI, 1997; FROTA; SHIFFER, 2003).
▪ Emissividade (ε): Quociente da taxa de radiação emitida por uma superfície pela taxa
de radiação emitida por um corpo negro, à mesma temperatura. Todas as grandezas relativas
às propriedades radiantes dos componentes devem fazer referência ao comprimento de onda
da radiação e à sua direção de incidência ou de reflexão ou de emissão. Quando estas
informações forem omitidas, trata-se de propriedades totais hemisféricas (ABNT, 2003, p.3).
▪ Absortância (α): Quociente da taxa de radiação solar absorvida por uma superfície
pela taxa de radiação solar incidente sobre esta mesma superfície (A radiação solar está
concentrada na região do espectro eletromagnético compreendida entre comprimento de onda
de 0,2 m e 3,0 m.), (ABNT, 2003, p.3).
▪ Refletância (ρ): Quociente da taxa de radiação solar refletida por uma superfície pela
taxa de radiação solar incidente sobre esta mesma superfície (ABNT, 2003, p.3).
Propriedade física de um material homogêneo e isótropo, no qual se verifica um fluxo
de calor constante, com densidade de 1 W/m2, quando submetido a um gradiente de
temperatura uniforme de 1 Kelvin por metro (2).
▪ Condutividade térmica (λ): Propriedade física de um material homogêneo e isótropo,
no qual se verifica um fluxo de calor constante, com densidade de 1 W/m2, quando submetido
a um gradiente de temperatura uniforme de 1 Kelvin por metro. A condutividade térmica é
expressa por W/m °C (ABNT, 2003, p.2).
▪ Fator solar de elementos opacos (FSo): Quociente da taxa de radiação solar transmitida
através de um componente opaco pela taxa da radiação solar total incidente sobre a superfície
externa do mesmo.
▪ Fator solar de elementos transparentes ou translúcidos (FSt): Quociente da taxa de
radiação solar diretamente transmitida através de um componente transparente ou translúcido,
sob determinado ângulo de incidência, mais a parcela absorvida e posteriormente
retransmitida para o interior, pela taxa da radiação solar total incidente sobre a superfície
externa do mesmo (ABNT, 2003, p.3).
74
▪ Transmissividade (τ): propriedade do material de transmitir parte de energia radiante
diretamente para o interior. Para superfícies transparentes ou translúcidas, parte da radiação
solar incidente é refletida (ρ), parte é transmitida (τ) e outra é absorvida (α) e transformada em
calor (GIVONI, 1997; LAMBERTS; DUTRA; PEREIRA, 2004).
75
76
CAPÍTULO 3 – METODOLOGIA
Esta pesquisa, realizada na cidade de Teresina, Piauí, foi desenvolvida em duas etapas.
O primeiro momento consistiu em medições de variáveis climáticas in loco, realizadas em
duas edificações, com uso de vidro de 80 e de 100%, diretamente expostas à radiação solar
com suas fachadas voltadas para nordeste.
A segunda etapa se refere às simulações de fluxo térmico e de temperatura do ar, com o
uso do programa computacional Arquitrop 3.0, considerando WWR de 100, 80, 60 e 40% e
para as orientações nordeste, leste, sul, oeste e norte.
3.1 Medições de variáveis climáticas
Para a escolha dos locais de medições das variáveis climáticas, foi realizado
levantamento de edificações, que possuíssem área de janela – WWR (Window Wall Ratio)
entre 80% e 100% de emprego de vidro, e cujas aberturas não apresentassem quaisquer tipos
de elementos de proteção solar, voltadas à mesma orientação.
No levantamento inicial foram identificadas 12 edificações multipavimentos e após
análise preliminar, por meio de fotos, plantas e avaliação do entorno urbano, foram
selecionadas duas amostras, com os percentuais de WWR de acordo com os critérios já
descritos: uma edificação pública, prédio do Instituto Nacional do Seguro Social- INSS, com
WWR=100% (E100) e uma comercial, prédio do Pintos Magazine, com WWR=80% (E80),
ambas localizadas na zona central da cidade de Teresina, Piauí (Figura 3.1).
77
Figura 3.1 Situação das Edificações 1 e 2. Fonte: Google Earth, 2009.
A vedação da fachada do prédio do INSS (E100) é de vidro de 4 mm incolor, com 1/3
do vão da janela, jateado na parte inferior, na altura de peitoril (Figura 3.2). O vidro tem
aplicação de filme fumê acima do peitoril, apresentando desbotamento e aproximadamente
30% dessa película está desagregada da superfície. As salas pesquisadas, 310 e 314, possuem
aparelhos de climatização (condicionador de ar de janela).
Figura 3.2. Fachada nordeste e vista interna do ambiente pesquisado do Prédio do INSS (E100), com
WWR=100%. Fonte: Autor.
78
As salas 01 e 02 do prédio Pintos Magazine (Figura 3.3) não contam com equipamentos
de climatização. A vedação dessas salas é com vidro de 4 mm incolor e 20% da área de janela
(peitoril), é em alvenaria rebocada e pintura na cor clara.
Figura 3.3. Fachada nordeste e vista interna do ambiente pesquisado do prédio Pintos Magazine (E80), com
WWR=80%. Fonte: Autor.
Após análise prévia das tipologias, ambas com 10 pavimentos e com as fachadas das
salas pesquisadas voltadas para Nordeste. Foi definido o terceiro pavimento para realização
das medições nas duas edificações.
Para cada edificação pesquisada, foram selecionadas duas salas eqüidistantes das
extremidades, com orientação Nordeste (45°), corredor central, cujo envoltório dos ambientes
não recebem radiação solar direta ou ganhos de calor por condução nas paredes laterais e
posterior à fachada principal. Dessa forma, foi possível direcionar as medições e avaliação
térmica dos ganhos de calor nas fachadas diretamente expostas à radiação solar.
Na Planta Baixa Esquemática (Figura 3.4) está representada a indicação das salas
pesquisadas e orientação da Edificação1(E 100).
79
Figura 3.4. Planta baixa do terceiro pavimento do prédio do INSS (WWR=100%), com indicação das salas
pesquisadas, 310 e 314. Fonte: Adaptado pelo autor.
Na Planta Baixa Esquemática (Figura 3.5) estão indicadas as salas pesquisadas e
orientação da Edificação 2 (E 80).
Figura 3.5. Planta baixa do terceiro pavimento do prédio Pintos Magazine (WWR=80%), com indicação das
salas pesquisadas, 01e 02. Fonte: Adaptado pelo autor.
A partir das Normais Climatológicas de Teresina, é feita uma análise do clima no
intervalo de tempo de realização da pesquisa e dessa forma são identificadas as principais
características climáticas.
Segundo o projeto de norma ABNT 15220 (2003), para que se proceda à avaliação do
desempenho térmico de edificações por meio de medição, toma-se o dia de referência para
análise. Deve ser um dia típico de projeto, precedido de pelo menos um dia com
características semelhantes (DORNELLES, 2004).
80
No primeiro momento, iniciou-se com a definição das tipologias representativas e
integrantes das amostras selecionadas e organização de tarefas para determinação dos
intervalos e duração de tempo das coletas de temperatura e umidade relativa para o período
quente-úmido e quente-seco.
Para as medições de temperatura e de umidade de ar, optou-se pelo uso de
Registradores da marca Testo, modelos 175 H2 e 177 H1 (Figuras 3.6 e 3.7), por permitirem
registros pré-programáveis via computador e coletas dos dados, por meio do programa Testo
Comfort V 3.2, utilizando-se o adaptador (Figura 3.8), para transferência dos dados ao
computador.
Figura 3.6. Registrador Testo, modelo 175 H2
Fonte: Testo AG – Alemanha. Figura 3.7. Registrador Testo, modelo 177 H1
Fonte: Testo AG – Alemanha.
Figura 3.8. Adaptador para os Registrador Testo 175 H2 e 177 H1, para
transferência de dados via computador. Fonte: Testo AG – Alemanha.
81
Com a adoção dos Registradores Testo, foi possível uma programação prévia com a
possibilidade de análise de dados corridos (24 h). Para este trabalho, foi definida a duração de
três dias consecutivos e com registro de temperatura e umidade relativa do ar, a cada 15
minutos. Os dados coletados foram usados para gerar planilhas com origem e finalização das
medições e disponibilizando a geração de gráficos estatísticos confiáveis, viabilizando de
forma clara a análise e interpretação dos resultados de temperatura e umidade relativa de cada
edificação.
O nível de exatidão dos equipamentos, segundo o Manual de Instrução da Testo AG,
são descritos a seguir: Registradores Testo modelo 175 H2, a precisão é de ± 0,5 °C, para
medições de temperatura e variação de 3% para mais ou para menos, nas medições de
umidade relativa do ar.
Para o modelo Testo 177 H1, a precisão para temperatura é de ± 0,5 °C e variação de
± 2% para umidade relativa do ar. Estes modelos dispõe de dois canais, um para temperatura e
outro para umidade relativa do ar.
Os ambientes dos dois prédios onde foram realizadas as medições, permaneceram
fechados e sem ventilação natural durante os períodos de coletas dos dados.
A localização dos equipamentos de medição e visada de fotos do interior dos ambientes
pesquisados estão indicados na planta baixa esquemática (Figura 3.9).
82
Figura 3.9. Esquema de distribuição dos equipamentos. Fonte: Autor.
As coletas de dados de temperatura e de umidade relativa do ar foram realizadas em
duas etapas: no período quente-úmido e no período quente-seco, ambas no ano de 2009.
As medições de temperatura e de umidade relativa do ar no prédio do INSS (E100),
foram realizadas, no período quente úmido, entre 29 de maio e 1 de junho de 2009 e no
período quente-seco, os dados foram coletados entre 11 e 14 de setembro de 2009, com
medições contínuas de 24 h, em três dias consecutivos e com intervalo de 15 minutos para
cada medição. Os Registradores foram programados previamente para início e término das
coletas de dados às 08h00min, com 72 horas totais de medições. Enquanto que, na edificação
Pintos Magazine (E80), as medições de variáveis climáticas, no período quente úmido,
ocorreram entre 12 e 15 de junho de 2009. No período quente-seco, as medições foram
realizadas entre os dias 23 e 26 de setembro de 2009, seguindo-se o mesmo procedimento de
coleta de temperatura e de umidade relativa do ar, adotados para o prédio do INSS.
Após a interpretação dos dados coletados avaliou-se o desempenho térmico das
edificações para verificação dos parâmetros térmicos dos ambientes analisados.
3.2 Simulações de temperatura e fluxo térmico
Após as coletas de dados de temperatura e umidade relativa, procedeu-se a avaliação
dos resultados e posterior simulação de várias situações de WWR. As simulações foram
realizadas para determinar a temperatura interna e fluxo térmico, considerando vidro simples
de 3 mm incolor, sem nenhuma proteção solar, conduzidas a partir de um ambiente com
dimensões semelhantes às encontradas nas edificações pesquisadas, com 4,20 x 6,70 m.
83
Foram consideradas as variações de WWR de 100, 80, 60 e 40% 4 da superfície
correspondente à fachada de 4,20 m, para o período quente úmido e período quente seco,
considerando o dia típico-15 de março, para o período quente-úmido e, 15 de outubro para o
período quente-seco e as orientações nordeste, leste, sul, oeste e norte.
Para o desenvolvimento das simulações, forma considerados os parâmetros solicitados
pelo programa Arquitrop 3.0, descritos a seguir:
▪ Vidro simples incolor de 3 mm sem proteção solar (fator solar 0.87);
▪ Ambiente com dimensões de 4,20 x 6,70 m sendo, 4,20 m de fachada correspondente a
cada orientação indicada;
▪ Pé-direito – 3,00 m;
▪ Luminárias – 320 W;
▪ Área de janela – variando de acordo com o percentual de WWR;
▪ Piso – laje horizontal mista;
▪ Cobertura – laje horizontal mista;
▪ Paredes – tijolo cerâmico de seis furos, rebocados e com espessura de 0,13 m;
▪ Ventilação – não considerada para as simulações;
▪ Dia típico.
▪ Para o dia típico de cada período foram considerados os dados da Tabela 3.1.
Tabela 3.1 NORMAIS CLIMATOLÓGICAS DE TERESINA
15 de março e 15 de outubro, referente ao período: 1961 A 1990.
MÊS
Temp.
Máxima Absoluta
Temp.
Mínima Absoluta
Temp.
Média
Temp.
Máxima
Temp.
Mínima
Umidade
Relativa
(%)
Precip
(mm)
Nebul.
(0-10)
Vel.
Vento
(m/s)
MAR
36,8
20,2
25,9
30,1
22,4
83,0
286,3
6,9
1,3
OUT
40,3
18,8
29,0
36,4
22,8
58,0
18,0
4,3
1,7
Fonte: SILVEIRA, 1999
4 Valores com WWR<40% não atende às exigências do Código de Obras da Prefeitura Municipal de Teresina,
que estabelece área mínima de janela de 1/6 da área de piso. Para o ambiente simulado, a área mínima de janela
exigida é de 4,69m². Com WWR=40%, têm-se 4,92m², valor que foi considerado limite para as simulações.
84
Na Figura 3.10 está representada a planta baixa esquemática dos ambientes simulados.
Figura 3.10. Planta baixa esquemática dos ambientes simulados com ARQUITROP 3.0. Fonte: Autor.
Na Figura 3.11 está representado o corte esquemático dos ambientes simulados.
Figura 3.11. Corte esquemático dos ambientes simulados com ARQUITROP 3.0. Fonte: Autor.
Estão indicadas nas Figuras 3.12, 3.13 e 3.14, as posições dos ambientes simulados para
cada situação de orientação da área de fachada envidraçada e posicionadas na carta solar.
Figura 3.12. Carta solar com indicação do ambiente simulado para os azimutes de 45° e 90°.
Fonte: SOL-AR 6.1.1, UFSC, ECV, LabEEE. Adaptado pelo Autor.
85
Figura 3.13. Carta solar com indicação do ambiente simulado para os azimutes de 180° e 270°.
Fonte: SOL-AR 6.1.1, UFSC, ECV, LabEEE. Adaptado pelo Autor.
Figura 3.14. Carta solar com indicação do ambiente simulado para o azimute de 0°.
Fonte: SOL-AR 6.1.1, UFSC, ECV, LabEEE. Adaptado pelo Autor.
Iniciou-se com a fachada NE (45°), mesma situação das edificações em que foram
realizadas medições e na seqüência, foram simuladas situações para as fachadas 90° (Leste),
180° (Sul), 270° (Oeste) e 0° (Norte), permitindo cobrir as orientações mais freqüentes de
implantação de um projeto de arquitetura e levando em conta as características da malha
urbana da cidade de Teresina.
Para a simulação foram utilizados os seguintes programas: Arquitrop 3.0, Radiasol, Sol-
Ar 6.1.1, Texto Confort V 3.2 e Analysis Bio V. 2.1.5.
86
3.2.1 Arquitrop 3.0
O Arquitrop é um sistema integrado de programas computacionais e bancos de dados
que simula o desempenho térmico e verifica a adequação climática de edificações. Com ele é
possível realizar simulações de temperatura e de fluxo térmico nos ambientes, mas, não
permite fazer simulações considerando obstáculos externos (brises e outros elementos de
sombreamento das fachadas).
Por meio do programa ARQUITROP 3.0, foi possível elaborar considerações e
sugestões sobre conforto e desempenho térmico das edificações multipavimentos, tendo como
referência o limite de conforto de 29 °C, estabelecido por Givoni (1997) para países de clima
quente. O programa foi desenvolvido por Roriz e Basso em 1998 na Universidade Federal de
São Carlos: UFSCar, 1998.
3.2.2 Radiasol
O programa RADIASOL - Radiação Solar foi concebido como parte do pacote
SOLARCAD para auxiliar engenheiros, arquitetos e outros profissionais a calcular a radiação
solar incidente em superfícies de diferentes orientações. O ponto de partida para quase todos
os cálculos é a informação da radiação solar global diária sobre superfície horizontal (H)
acompanhada da correspondente latitude e data (dia e mês).
O programa RADIASOL foi elaborado no Laboratório de Energia Solar do GESTE -
Grupo de Estudos Térmicos e Energéticos da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande
do Sul . RADIASOL - versão 1.1 - janeiro, l998.
3.2.3 Sol-Ar 6.1.1
O programa Sol-Ar 6.1.1 permite obter a carta solar da latitude específica e auxilia no
projeto de proteções solares através da visualização gráfica dos ângulos de projeção desejados
sobre transferidor de ângulos, que podem ser plotados para qualquer ângulo de orientação.
Além disso, o programa também permite, para as cidades com dados horários disponíveis na
base de dados, a visualização de intervalos de temperatura anuais correspondentes às
trajetórias solares ao longo do ano e do dia.
Para estas cidades, o programa também oferece a possibilidade de obtenção da rosa dos
ventos para freqüência de ocorrência dos ventos e a rosa dos ventos das velocidades médias
87
do ar predominantes para cada estação do ano em oito orientações (N, NE, L, SE, S, SO, O,
NO). As cartas solares bem como as máscaras de sombra projetadas e a projeção dos
intervalos de temperatura podem ser impressas.
O programa Sol-Ar 6.1.1 foi desenvolvido pelo Laboratório de Eficiência Energética em
Edificações – LabEEE, da Universidade Federal de Santa Catarina-UFSC.
3.2.4 Testo Confort V 3.2.
Programa como parte integrante do manual de instruções dos Registradores Testo e que
permite a programação de operação dos equipamentos para coleta de temperatura e umidade
relativa do ar, com freqüência e duração do tempo total das medições. Através desse
programa, são transferidas as informações para o computador, permitindo a geração de
planilhas e gráficos dos resultados das medições realizadas. Desenvolvido pela Testo AG –
Alemanha.
3.2.5 Analysis Bio V. 2.1.5.
Através de dados climáticos de referência pode-se determinar as estratégias
bioclimáticas mais adequadas para cada localidade. O programa pode avaliar dados climáticos
de normais climatológicas, de arquivos TRY e ou de dados inseridos As estratégias
bioclimáticas são produzidas pelo relatório do programa. Desenvolvido pela Universidade
Federal de Santa Catarina – UFSC, Departamento de Engenharia Civil – ECV e Laboratório
de Eficiência Energética em Edificações – LabEEE.
88
89
CAPÍTULO 4 – RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Resultados das medições de temperatura e umidade relativa do ar
As medições de temperatura e umidade relativa do ar tiveram como objetivo identificar
a carga térmica nos ambientes e confirmar a existência de problemas de conforto térmico nos
períodos quente-úmido e quente-seco.
4.1.1 Resultados das medições realizadas no período quente-úmido
Os resultados das medições de temperatura e umidade relativa do ar nos Prédios do
INSS (E100) e do PINTOS MAGAZINE (E80) são descritos a seguir.
▪ Prédio INNS (E100), WWR=100%, Salas 310 e 314
No dia 29 de maio de 2009, nas salas 310 e 314, os equipamentos de climatização foram
ligados de 08h00min às 18h00min e no dia 30 de maio de 2009, os equipamentos de
climatização funcionaram de 08h00min às 11h00min, por necessidade operacional do INSS,
portanto não foram considerados os dados desses dias. Nos dias subseqüentes às coletas de
dados, esses equipamentos permaneceram desligados.
Os gráficos de temperatura (Temp.) e de umidade relativa do ar (UR) foram gerados
pelo programa Testo Confort V 3.2. Sala 310 (Figura 4.1) e sala 314 (Figura 4.2).
Figura 4.1. Gráfico de Temp. e UR da sala 310. Prédio do INNS (E100). Período quente-úmido,
dias 29, 30 e 31de maio e 2009. Fonte: Autor - Gráfico gerado com Testo Comfort V 3.2.
90
Na sala 310 (Figura 4.1) a temperatura máxima registrada foi de 34 °C no horário das
09h00min, nos dias 30 e 31 de maio de 2009 As menores temperaturas ocorreram fora do
horário de ocupação, com mínima de 27,4 °C no dia 31 de março às 7h00min e média das
temperaturas de 29,70 °C. Registrou-se umidade relativa do ar mínima de 59,90%, máxima de
79,3% e média de 70,18%.
Os valores coletados na sala 314 (Figura 4.2), para o mesmo período, foram de 32,30 °C
de temperatura máxima, com mínima de 27,7 °C fora do horário de ocupação. A média das
temperaturas é de 29,48 °C. O maior valor de umidade relativa do ar foi de 75,20%, com
mínima de 63,4% e média de 69,71%.
Figura 4.2. Gráfico de Temp. e UR da sala 314. Prédio do INNS (E100). Período quente-úmido,
dias 29, 30 e 31 de maio de 2009. Fonte: Autor - Gráfico gerado com Testo Comfort V 3.2.
Na análise comparativa entre os resultados obtidos nas salas 310 e 314, no prédio do
INSS (E100) e, tendo como referência o valor de 29 °C segundo Givoni (1997), para a zona
de conforto em países de clima quente, observa-se que a partir das 08h00min e com 2 horas
de incidência de radiação solar nas fachadas, a temperatura interna dos ambientes ultrapassa
os 29 °C. Mesmo à tarde quando não há mais incidência direta de radiação solar, mas, devido
ao “efeito estufa”, a temperatura interna continua superior a 29 °C
Com relação à umidade relativa do ar nos dois ambientes, foram identificados valores
com pouca variação, registrando-se média de 70,18% na sala 310 e de 69,71% na sala 314
(Figuras 4.1 e 4.2).
91
▪Prédio PINTOS MAGAZINE (E80), WWR=80%, Salas 01 e 02
As salas pesquisadas não possuem aparelhos de climatização (ar-condicionado). Os
gráficos de temperatura e umidade relativa do ar estão representados nas Figuras 4.3 e 4.4.
Na sala 01(Figura 4.3) a temperatura máxima registrada foi de 31 °C, no dia 14 de
junho de 2009 às 17h00min e, a média das temperaturas é de 29,66 °C. As temperaturas
mínimas ocorreram fora dos horários de ocupação dos ambientes, com o menor valor, 28,20
°C, registrado às 06h00min do dia 13 de junho de 2009. Valores de umidade relativa do ar
variando entre 55,4 e 72,10%, com média de 65,63% no período das medições.
Figura 4.3. Gráfico de Temp. e UR da sala 01. Prédio do PINTOS MAGAZINE (E80). Período quente-úmido,
dias 12, 13 e 14 de junho de 2009. Fonte: Autor - Gráfico gerado com Testo Comfort V 3.2.
Na sala 02, para o mesmo período (Figura 4.4), a temperatura máxima do ar registrado
foi de 32,5 °C entre às 08h00min e 10h00min dos dias 13 e 14 de junho de 2009. Os menores
valores de temperatura ocorreram fora do período de ocupação, com mínima de 26,5 °C e
média de 29,43 °C no período. O maior valor de umidade relativa do ar registrado foi de
74,70%, com mínima de 52,9% e média da umidade relativa do ar, de 65,39%
92
Figura 4.4 Gráfico de Temp. e UR da sala 02. Prédio do PINTOS MAGAZINE (E80). Período quente-úmido,
dias 12, 13 e 14 de junho de 2009. Fonte: Autor - Gráfico gerado com Testo Comfort V 3.2.
Comparando-se os resultados obtidos nas salas 01 e 02, no prédio do PINTOS
MAGAZINE (E80 (Figuras 4.3 e 4.4), constatou-se que, são suficientes duas horas de
incidência de radiação solar nas fachadas, para que as temperaturas internas nos ambientes
permaneçam maiores que 29 °C (Índice de Givoni, 1997), de 08h00min as 18h00min, se
estendendo ao período noturno até as 24h00min do dia 12 e às 11h00min do dia14 de junho
de 2009.
O maior valor de umidade relativa do ar foi de 74,70%, entre às 00h00min e 08h00min
do dia 14 de junho de 2009 e o menor de 52,90%. A média dos valores de umidade relativa do
ar registrados nas duas salas pesquisadas foi de 65,63% na sala01 e 65,39% na sala 02 (Figura
4.8).
4.1.2 Resultados das medições realizadas no período quente-seco
Os resultados das medições de temperatura e umidade relativa do ar no período quente-
seco, nos prédios do INSS (E100) e PINTOS MAGAZINE (E80), são descritos a seguir.
93
▪Prédio INNS (E100), WWR=100%, Salas 310 e 314
Entre os dias 11 e 13 de setembro de 2009, em que foram realizadas as medições de
temperatura e de umidade relativa do ar (Figuras 4.5 e 4.6), durante esse período, os
equipamentos de climatização das salas 310 e 314 permaneceram desligados.
A temperatura máxima registrada na sala 310 foi de 34,6 °C, às 09h00min do dia 12 de
setembro de 2009. As temperaturas mínimas ocorrerem fora do horário de ocupação,com
mínima de 27,8 °C entre as 24h00min e 02h00min do dia 12 de setembro de 2009.
A umidade relativa do ar teve seu valor máximo de 70,8%, mínima de 25,60% e média
de 48,37% (Figura 4.5).
Figura 4.5. Gráfico de Temp. e UR da sala 310. Prédio do INNS (E100). Período quente-seco,
dias 11, 12 e 13 de setembro de 2009. Fonte: Autor - Gráfico gerado com Testo Comfort V 3.2.
Na sala 314, foi registrada a temperatura do ar máxima de 34,5 °C, às 09h00min do dia
12 de setembro de 2009, com mínima de 27,6 °C as 06h00min do mesmo dia.
O maior valor de umidade relativa do ar registrado foi de 71,60%, com mínima de
27,20% e média de 49,80 % nesse período (Figura 4.6).
94
Figura 4.6. Gráfico de Temp. e UR da sala 314. Prédio do INNS (E100). Período quente-seco,
dias 11, 12 e 13 de setembro de 2009. Fonte: Autor - Gráfico gerado com Testo Comfort V 3.2.
Comparando-se os resultados de temperatura e umidade relativa do ar nas salas 310 e
314 (Figuras 4.5 e 4.6) nos horários de ocupação, de 08h00min às 18h00min, as temperaturas
permaneceram superiores a 29 °C, em todos os dias pesquisados.
Observa-se ainda, que valores menores que 29 °C, só foram registrados fora do horário
de ocupação nas duas salas pesquisadas.
As salas 310 e 314 apresentam valores semelhantes de umidade relativa do ar, com
máxima de 70,80% e média de 48,37 na sala 310, máxima de 71,60% e média de 49,84% na
sala 314.
O menor percentual de umidade relativa do ar registrado foi de 25,60% na sala 310 e
27,20% n a sala 314, ambos os resultados ocorridos às 16h00min do dia 11 de setembro de
2009 (Figuras 4.5 e 4.6).
▪Prédio Pintos Magazine (E80), WWR=80%, Salas 01 e 02
As salas pesquisadas não possuem aparelhos de climatização (condicionador de ar). Os
gráficos de temperatura e umidade relativa do ar estão representados nas Figuras 4.7 e 4.8
95
Na sala 01 a temperatura máxima registrada foi de 32,2 °C no dia 24 de setembro de
2009 às 17h00min. Não houve registro de temperaturas menores do que 29 °C nos dias em
que ocorreram as medições.
Os valores registrados de umidade relativa do ar são de 64,10% de máxima, 42,20% de
mínima e média de 53,78% no intervalo das medições (Figura 4.7).
Figura 4.7. Gráfico de Temp. e UR da sala 01. Prédio do PINTOS MAGAZINE (E80), Período quente-seco,
dias 23, 24 e 25 de setembro de 2009. Fonte: Autor - Gráfico gerado com Testo Comfort V 3.2.
Os valores coletados na sala 02, para o mesmo período, foram de 34 °C de temperatura
máxima, às 16h00min do dia 24 de setembro de 2009. Não houve registro de temperaturas
inferiores a 29 °C entre os dias 23 a 25 de setembro de 2009.
O maior valor de umidade relativa do ar foi de 65,90% ás 16h00min, do dia 25 de
setembro de 2009. Foi registrado o menor valor de umidade relativa do ar de 36,30% com
média de 51,81% nos dias em que ocorreram as medições (Figura 4.8).
96
Figura 4.8. Gráfico de Temp. e UR da sala 02. Prédio do PINTOS MAGAZINE (E80), Período quente-seco,
dias 23, 24 e 25 de setembro de 2009. Fonte: Autor - Gráfico gerado com Testo Comfort V 3.2.
Foi realizada uma análise comparativa de temperatura e de umidade relativa do ar das
salas 01 e 02, do prédio do PINTOS MAGAZINE (E-80), adotando-se o mesmo
procedimento utilizado para o período quente-úmido.
Os maiores valores de temperatura do ar registrados nas duas salas foram de 33,20 °C
no dia 23 de setembro de 2009 e 34 °C no dia 24 de setembro de 2009, observado às
16h00min.
A menor temperatura registrada foi de 28,8 °C, às 06h00min do dia 26 de setembro de
2009. São suficientes 2 horas de incidência de radiação solar nas fachadas, para que as
temperaturas internas nos ambientes permaneceram maiores do que 29 °C, a partir das
10h00min do dia 23 de setembro de 2009 e durante todos os dias de medição, inclusive no
período noturno, estendendo-se até 05h00min do dia 26 de setembro de 2009.
Os valores de umidade relativa do ar foram muito semelhantes neste período nas salas
01 e 02 do prédio Pintos Magazine (E80). Os valores máximos registrados umidade relativa
do ar ocorreram entre 02h00min e 06h00min, com 64,1% no dia 24 de setembro de 2009 e
65,90% no dia 26 de setembro de 2009. O menor valor registrado foi de 36,3%, observado às
16h00min do dia 24 de setembro de 2009. A média de umidade relativa do ar nos dois
ambientes foi de 52,3%.
97
4.1.3 Resultado comparativo das medições realizadas nos períodos quente-úmido e
quente-seco.
Nas salas onde foram realizadas as medições, no prédio do INSS (E100), com
WWR=100% e no prédio do PINTOS MAGAZINE (E80), com WWR=80%, constatou-se
que no período quente-úmido e período quente-seco, os ambientes não apresentam em
nenhum momento dos horários de ocupação, das 08h00min às 18h00min, valores de
temperatura menores ou igual a 29 °C, compatível com o índice de conforto térmico
estabelecido por Givoni (1997), para países de clima quente.
Essa situação está diretamente relacionada aos elevados ganhos externos e internos de
calor devido à incidência da radiação solar através das áreas de janelas envidraçadas dos
ambientes pesquisados e com suas fachadas orientadas para Nordeste.
A média das temperaturas máximas registradas nos dois períodos foi de 33,85 °C no
prédio do INSS (WWR=100%) e de 32,67 °C no prédio Pintos Magazine (WWR=80%).
Observou-se ainda que, a diferença entre a média das temperaturas máximas nos dois
prédios foi de apenas 1,18 °C.
Considerando que, o prédio do PINTOS MAGAZINE com WWR=80% (E80), mesmo
com uma diferença de menos 20% de WWR em relação ao prédio do INSS com WWR=100%
(E100), a diferença entre as médias das máximas é de apenas 3,48%. A esse resultado, atribui-
se à presença de película nas janelas do prédio do INSS (E100) que, mesmo apresentando
sinais visíveis de desbotamento e com mais ou menos 30% dessa película desagregada da área
das janelas das salas 310 e 314, contribuiu para a constatação desse resultado.
Na tabela 4.1 são apresentados os valores mínimos e máximos de temperatura e de
umidade relativa do ar para as edificações com WWR=100% (INSS-E 100) e WWR=80%
(PINTOS MAGAZINE-E 80).
Tabela 4.1 - Valores mínimos e máximos de temperatura e de umidade relativa do ar
para as edificações com WWR=100% (E 100) e WWR=80% (E 80)
TEMPERATURA (°C) UMIDADE (%)
Quente-úmido Quente-seco Quente-úmido Quente-seco
Mínima Máxima Mínima Máxima Mínima Máxima Mínima Máxima
E 100 27,55 33,15 27,70 34,55 61,65 72,69 26,40 71,20
E 80 27,35 31,75 29,15 33,60 54,15 73,90 39,25 65,00
98
Foi observado que os maiores valores de temperatura máxima do ar foram registrados
na edificação com WWR=100% (E100), 33,00 oC no período quente úmido e 34,55
oC no
período quente-seco Constatou-se o menor percentual de umidade relativa do ar, 26, 40% no
período quente-seco.
A maior temperatura na edificação com WWR=80% (E80) foi de 33,60 °C no período
quente-seco, registrando-se umidade relativa do ar de 39,25%, no mesmo período. Esses
resultados de temperaturas máximas e mínimas de umidade relativa do ar eram esperados
devido à relação inversa entre temperatura e umidade relativa do ar.
4.2 Simulações computacionais
Nas simulações são identificados os fluxos térmicos máximos (W) e temperatura do ar
para as várias relações entre os parâmetros WWR (Window Wall Ratio, razão entre área de
janela e área de fachada), a intervalos de 20 pontos percentuais entre 100 e 40% de WWR,
para as fachadas Norte, Sul, Leste, Oeste e Nordeste.
Nas Tabelas 4.2 e 4.3, são apresentados os resultados de todas as simulações para os
períodos quente-úmido e quente-seco com indicação dos horários das ocorrências. Todos os
gráficos resultantes das simulações encontram-se nos Apêndices I. II, III e IV.
Tabela 4.2 Fluxo térmico máximo (W) e horário de ocorrência no período quente-úmido
(15 de março). Fonte: Programa Arquitrop 3.0.
FLUXO TÉRMICO MÁXIMO (W) PARA O PERÍODO QUENTE ÚMIDO
(15 DE MARÇO).
WWR (%)
ORIENTAÇÃO DAS FACHADAS
NORTE
SUL
LESTE
OESTE
NORDESTE
100
600
(15h00min0
450
(14h00min)
2600
(11h00min)
2600
(19h00mi)
1950
(12h00min)
80
425
(15h00min)
325
(das14h00min às 15h00min)
2150
(11h00min)
2150
(19h00min)
1550
(12h00min)
60
375
(15h00min)
300
(das 14h00min às 15h00min)
1650
(11h00min)
1650
(19h00min)
1225
(12h00min)
40
300
(15h00min)
225
(15h00min)
1100
(12h00min)
1100
(19h00min)
825
(12h00min)
99
Tabela 4.3 Fluxo térmico máximo (W) e horário de ocorrência no período quente-seco
(15 de outubro). Fonte: Programa Arquitrop 3.0.
FLUXO TÉRMICO MÁXIMO (W) PARA O PERÍODO QUENTE SECO
(15 DE OUTUBRO).
WWR (%)
ORIENTAÇÃO DAS FACHADAS
NORTE
SUL
LESTE
OESTE
NORDESTE
100
700 (das
14h00min às 15h00min)
1000
(14h00min)
4100
(11h00min)
4150
(19h00min)
1950
(das 10h00min às 12h00min)
80
625
(14h00min)
825
(14h00min)
3300
(11h00min)
3250
(19h00min)
2200
(11h00min)
60
475
(15h00min)
650
(14h00min)
2150
(11h00min)
2500
(19h00min)
1650
(das 11h00min às 12h00mi)
40
375
(15h00min)
450
(das 14h00min às 15h00min)
1650
(11h00min)
1700
(19h00min)
1125
(12h00min)
Com relação às respostas dos valores obtidos nos intervalos de WWR empregados nas
simulações, no caso da fachada Nordeste (45°), considerando-se o período quente-úmido, a
carga térmica (y) teve influência de WWR (x) de acordo com a equação y=18,75x+87,5
(R²=0, 9991)5. Esta constatação mostrou que para cada umidade de WWR ocorre um
incremento de 87,5 unidades de carga térmica.
Nesse contexto, admitindo-se um WWR=50% para a fachada Nordeste (45°), o valor da
carga térmica (y) no período quente-úmido terá o valor de 1025 W. Assim os valores na faixa
estudada de WWR para cada orientação de fachada, podem ser obtidos para cada área de
janela, nos períodos quente-úmido e quente-seco.
Através das equações constantes da Tabela 4.4 é possível determinar o fluxo térmico
máximo (W) nos intervalos de WWR empregados nas simulações.
5 (y)- carga térmica, (x)-WWR, 18,75-unidade de carga térmica por unidade de WWR indicado para cada
período e orientação de fachada, 87,8-carga térmica mínima por período e orientação de fachada e R²-
coeficiente de determinação (varia de 0 a 1).
100
Tabela 4.4 Equações para determinar o fluxo térmico máximo (W) nos intervalos de
WWR empregados nas simulações nos períodos quente-úmido (15 de março) e quente-
seco (15 de outubro).
ORIENTAÇÃO DAS FACHADAS
EQUAÇÕES
PERÍODO QUENTE-UMIDO
PERÍODO
QUENTE-SECO
NORTE
y úmido= 4,75x + 92, 5 R
2 = 0, 9256 (Eq.4.1)
y seco = 5,75x + 160
R2 = 0, 9888 (Eq. 4.1)
NORDESTE
y úmido = 18,75x + 87, 5
R2 = 0, 9991 (Eq.4.3)
y seco = 26, 375x + 72, 5
R2 = 0, 9997 (Eq.4.4)
LESTE
y úmido = 25,75x + 85 R
2 = 0, 9994 (Eq.4.5)
y seco = 40,5x + 65
R2 = 0, 9986 (Eq.4.6)
SUL
y úmido = 3,75x + 75
R2 = 1 (Eq.4.7)
y seco = 9,25x + 77,5 R
2 = 0, 9993 (Eq.4.8)
OESTE
y úmido = 25, 125x + 110
R2 = 0, 9987 (Eq.4.9)
y seco = 40x + 125
R2 = 0, 9961 (Eq.4.10)
A seguir são descritos os resultados de simulações de temperatura do ar para a fachada
Nordeste (45°), com WWR=100%, WWR=80%, WWR=60% e WWR=40%, nos períodos
quente-úmido (15 de março) e quente-seco (15 de outubro) com descrição dos horários de
ocorrência de temperaturas superiores a 29 °C que, segundo Givoni (1997) 29 °C é o limite de
temperatura para a zona de conforto em países de clima quente. As demais simulações
encontram-se nos Apêndices I, II, III e IV.
Na fachada Nordeste (45°) com WWR=100%, ocorrem temperaturas superiores a 29 °C
entre às 09h30min e 18h00min do dia15 de março e entre às 09h00min e 22h00min do dia 15
de outubro (Figura 4. 9).
101
Figura 4.9. Simulação de temperatura para WWR=100%. Fachada 45° - 15 Mar. e 15 de Out.
Fonte: Arquitrop 3.0.
Os resultados para a fachada Nordeste, com WWR=80%, são de temperaturas
superiores a 29 °C identificadas entre às 09h00min e 18h00min do dia 15 de março e entre às
09h00min e 21h00min do dia 15 de outubro (Figura 4.10).
Figura 4.10. Simulação de temperatura para WWR=80%. Fachada 45° - 15 Mar. e 15 de Out.
Fonte: Arquitrop 3.0.
Com as simulações das fachadas voltadas para Nordeste, com WWR=100% e WR=80%
para os mesmos períodos climáticos, quente-úmido (15 de março) e quente-seco (15 de
outubro), encontramos valores de temperatura do ar superiores a 29 °C em 87,50% dos
horários teóricos de ocupação dos ambientes.
102
Os resultados para a fachada Nordeste, com WWR=60%, são de temperaturas
superiores a 29 °C entre às 09h00min e 19h00min do dia 15 de março e entre às 09h00min e
21h00min do dia 15 de outubro (Figura 4.11).
Figura 4.11. Simulação de temperatura para WWR=60%. Fachada 45° - 15 Mar. e 15 de Out.
Fonte: Arquitrop 3.0.
Na fachada Nordeste (45°) com WWR=40%, ocorrem temperaturas superiores a 29 °C
entre às 09h30min e 119h00min do dia15 de março e entre às 09h00min e 21h00min do dia
15 de outubro (Figura 4. 12).
Figura 4.12. Simulação de temperatura para WWR=40%. Fachada 45° - 15 Mar. e 15 de Out.
Fonte: Arquitrop 3.0.
Com os resultados das simulações de temperatura para a fachada Nordeste (45°),
identificou-se que os picos de temperatura ocorrem nos mesmos horários dos fluxos térmicos
máximos e nos dois períodos, quente-úmido e quente-seco.
103
4.2.1 Resultados das simulações computacionais
Nas várias situações de simulações, verificou-se através dos gráficos de distribuição de
fluxo térmico (W) nos ambientes que, a carga térmica proveniente do vidro é a principal
responsável pelas altas temperaturas internas.
Para a fachada Nordeste com WWR=100% e WWR=80%, ocorre desconforto térmico
em 87,50% dos horários teóricos de ocupação dos ambientes.
A Fachada Oeste (270°) apresentou o maior fluxo térmico, 4150 W, com WWR=100%
em 15 de outubro, seguida das fachadas Leste (90°) com 4100 (W) e fachada Nordeste (45°)
com 1950 (W).
Segundo estudo de Rosa e Lomardo (2004) foi encontrado menor consumo de energia e
aproveitamento de luz natural para o percentual de área de janela de 30%, sendo possível,
segundo os autores, com essa proporção de WWR, reduzir o consumo de energia em até
13,4%.
Nos cálculos apresentados por Santana e Ghisi (2009), a variação de consumo a partir
de WWR=10% para WWR=100%, há um incremento de consumo de energia de 20,4%.
Para Gómez e Lamberts (1995), uma variação de WWR=70% para WWR=30%, o
consumo elétrico reduziu de 15% a 25%.
Segundo Mascarenhas et al. (1995, p.426),
[...] verifica-se a tendência das edificações envidraçadas terem um
desempenho energético relativamente mais baixo, onde seus valores médios
são em torno de 50% mais elevados que a média das demais edificações. A
confirmação desta tendência, se mantida em etapas posteriores, deverá
repercutir em mudanças na arquitetura de edificações de grandes panos de
vidro, ainda muito empregada.
Comparando-se os resultados de WWR=100%, com WWR=80%, WWR=60% e
WWR=40%, tomando como base de comparação os maiores valores de carga térmica de cada
orientação, observaram-se os seguintes resultados:
Quando a variação ocorreu entre WWR=100% e WWR=80%, o fluxo térmico máximo
reduziu em 21,69%, uma diminuição de 900 (W). Para a variação de WWR=100% para
WWR=60%, o percentual encontrado foi de 39,76%, propiciando uma diminuição de 1650
(W). Com a variação de WWR=100% para WWR=40%, obteve-se redução de 59%, o que
representa redução de 2449 (W). Esses valores são considerados significativos,
principalmente quando se adota o percentual de WWR=40%.
104
105
CAPÍTULO 5 – CONCLUSÕES
Analisando os dados das medições realizadas nos períodos quente-úmido e quente-seco
nas edificações do INSS (E100) e PINTOS MAGAZINE (E80), nos horários de ocupação de
08h00min às 18h00min, os ambientes não apresentaram em nenhum momento temperaturas
menores ou iguais a 29 °C.
Foi constatado que, quanto maior a área de abertura com emprego de vidro, mais altos
são os valores de temperatura máxima interna do ar e menores os valores de umidade relativa
do ar, tanto no período quente-úmido como no período quente-seco, para o tipo de vidro
estudado.
A partir da avaliação térmica das edificações pesquisadas, foi demonstrado que áreas de
janela com WWR=100% e WWR=80% com orientação Nordeste (45°), apresentaram
temperaturas superiores a 29 °C, em todos os ambientes pesquisados nos dois períodos
climáticos da cidade, quente-úmido, nos meses de janeiro a junho e quente-seco, entre os
meses de julho a dezembro, valor mínimo recomendado para o nível de zona de conforto em
países de clima quente, situação da cidade de Teresina. Dessa forma, a ocupação dos
ambientes pesquisados, necessitaria de meios mecânicos de climatização para se adequarem
aos parâmetros de conforto térmico.
Conclui-se ainda que, essas aberturas de vidro por não terem quaisquer tipos de
proteção externas ou internas, tais como, brises, varandas, platibandas, cortinas ou persianas,
são o maior vetor de ganho de calor para o interior dos ambientes, através da incidência da
radiação solar (não só a direta, mas também a difusa e a refletida pelo entorno).
Nas simulações computacionais e considerando o maior fluxo térmico para os dois
períodos, ficou demonstrado a maior carga térmica de- 4150 (W), para a fachada Oeste (270°)
sendo a orientação mais desfavorável, seguida das fachadas Leste com 4100 (W) e fachada
Nordeste com 1950 (W).
Evidencia-se dessa forma, a importância da orientação das fachadas e do percentual de
área de janelas, como ponderações projetuais visando o desempenho térmico e conforto
ambiental, considerando as característica climáticas e latitude de Teresina.
Na elaboração do projeto deve-se considerar que as melhores orientações de fachadas
para Teresina, são a Sul e Norte e, para um percentual de área de janelas de 40%, obteve-se a
menor carga térmica.
106
Soluções com emprego de vidros com menor fator solar que o vidro simples de 3 mm
que é de 0.87, adotado nas simulações, podem minimizar o problema e privilegiar o conforto
térmico e eficiência energética.
Recomenda-se aos projetistas focarem suas atenções nos dimensionamentos das áreas
de janelas, orientação das fachadas e as muitas possibilidades de emprego de vidro com as
opções de vários fatores solares e tratamento que minimizem os ganhos de calor nos
ambientes, além de poderem apresentar propostas de sombreamento para as janelas de vidro
que estejam sujeitas à incidência de radiação solar.
É importante o estudo do clima, latitude e propriedade térmica dos materiais, para que o
arquiteto possa, dessa forma, desenvolver projetos com liberdade de criação, contribuindo
para que a sociedade possa viver em ambientes mais sustentáveis, usufruindo de edificações
com melhor desempenho e conforto térmico.
107
REFERÊNCIAS
ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 15220-2: Projeto 2:135.07-001/1.
Desempenho térmico de edificações - Parte: Definições, símbolos e unidades. Rio de Janeiro,
set.2004 a.
ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 15220-2: Projeto 02:135.07-001/3
Desempenho térmico de edificações - Parte 3: Zoneamento Bioclimático brasileiro e diretrizes
construtivas para habitações uni familiares e de interesse social. Rio de Janeiro, set. 2004 b.
AGENDA 21 – Versão Eletrônica 1.1. Ministério do Meio Ambiente dos Recursos Hídricos
e da Amazônia Legal. Secretaria Executiva - Projeto PNUD BRA/94/016, 1994.
AGUILERA, R. C. A. O. de. Conforto térmico e coberturas: Estudos para o aumento da
eficiência energética em edificações. 2006 104 p. Dissertação (Mestrado em Desenvolvimento
e Meio Ambiente). Programa Regional de Pós-Graduação em Desenvolvimento e Meio
Ambiente da Universidade Federal do Piauí (PRODEMA/UFPI/TROPEN), Teresina, 2006.
ALUCCI, M. P. Banco de dados: Características térmicas, luminosas e acústicas de vidros
e plásticos translúcidos. Departamento de Tecnologia da FAU/USP. Disponível em:
<www.usp.br/.../deptecnologia/.../bancovidros/index.html> Acesso em: 15 out. 2008.
ANALYSIS BIO V. 2.1.5. UFSC - Universidade de Santa Catarina; ECV – Departamento
de Engenharia Civil; LabEEE – Laboratório de Eficiência energética em Edificações.
Florianópolis, 2009.
ANEEL, Agência Nacional de Energia Elétrica (Brasil). Atlas de Energia Elétrica do
Brasil/Agência Nacional de Energia Elétrica. 3 ed. Brasília : Aneel, 2008.
ANTUNES SOBRINHO, J. Desafios à expansão da matriz energética. Conjuntura
Econômica. Rio de Janeiro, v.62, n. 12, p. 41-42, dez. 2008.
BATISTA, J. O. Arquitetura e seu desempenho térmico no contexto do semi-árido
alagoano: Estudos de caso em Santana do Ipanema – Alagoas 2006, 160 p. Dissertação
(Mestrado em Arquitetura e Urbanismo). Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e
Urbanismo – PosArq, Universidade Federal de Santa Catarina, 2006.
BEN. Balanço Energético Nacional 2008: Ano base 2007 / Empresa de Pesquisa Energética.
Rio de Janeiro: EPE, 2008.
BRASIL. Ministério da Agricultura e Reforma Agrária. Normais climatológicas (1961-
1990). Brasília: Departamento Nacional de Meteorologia, 1992.
CAPRA, F. A teia da vida. São Paulo: Editora Cultrix, 1996. Capítulo I.
CARMO FILHO, J. J. do. Construir frondoso – uma herança esquecida?: avaliação pós-
ocupação em habitações uni familiares projetadas em 1976 a 2004 na Região Metropolitana
do Recife, com base nas recomendações do “Roteiro para construir no Nordeste” de Armando
de Holanda. 2005, 314 p. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) – Universidade
108
Federal do Rio Grande do Norte. Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo,
Natal, 2005.
CHALMERS, A. F. O que é ciência afinal? São Paulo: Brasiliense, 1993.
CIDADE, L. C. F. Modernidade, visões de mundo, natureza e geografia no século dezenove.
Espaço e Geografia, Brasília, v. 4, n. 1, 2001.
COHEN, C. Padrões de consumo e energia: Efeitos sobre o meio ambiente e o
desenvolvimento. In. MAY, P. H; LUSTOSA, M. C.; VINHA, Valéria Gonçalves da.
Economia do Meio Ambiente: Teoria e Prática. Rio de Janeiro: Elsevier, 2003, p. 245-267 -
6 reimp.
CORBELLA, O; YANNAS, S. Em Busca de uma Arquitetura Sustentável para os
Trópicos: Conforto Térmico. Rio de Janeiro: Revan, 2003.
DALY, H. E. Políticas para desenvolvimento sustentável. In: CAVALCANTE, C. V. (Org.).
Meio Ambiente, Desenvolvimento Sustentável e Políticas Públicas. 4 ed. São Paulo:
Cortez Editora, 2002.
DORNELES, K. A. Estudo de caso sobre inércia térmica de edificações na cidade de São
Carlos. 2004, 146 p. Dissertação (Mestrado em Construção Civil), Programa de Pós-
Graduação em Construção Civil da Universidade Federal de São Carlos, São Carlo 2004.
EMBRAPA. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, Centro de Pesquisa Agropecuária
do Meio Norte, Área de Irrigação e Drenagem. Mapa de Observações Meteorológicas do
ano de 2009. Teresina, 2009.
EPE: Empresa de Pesquisa Energética (Brasil). Balanço Energético Nacional 2008: Ano
base 2007 / Empresa de Pesquisa Energética. – Rio de Janeiro: EPE, 2008. 244 p.: 180 il.; 23
cm.
FELDMANN, F. Consumismo. In: TRIGUEIRO, A. (org.). Meio ambiente no século 21: 21
especialistas falam da questão ambiental nas suas áreas de conhecimento. Rio de Janeiro:
Sextante, 2003.
FROTA, A. B.; SHIFFER, S. R. Manual de conforto Térmico: arquitetura, urbanismo. São
Paulo: Studio Nobel, 2003. 8 ed.
FURTADO, C. O capitalismo global. São Paulo: Paz e Terra, 1998.
GHISI, E. Desenvolvimento de uma metodologia para retrofit em sistemas de
iluminação: estudo de caso na Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis,
1997, 246 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Curso de Pó-Graduação em
Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina, 1997.
GHISI, E; TINKER, J; IBRAHIM, S. H. Área de janela e dimensões de ambientes para
iluminação natural e eficiência energética: literatura versus simulação computacional.
Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 5, n.4, p. 81-93, out./dez. 2005.
109
GONÇALVES, J. C. S; DUARTE, D. H. S. Arquitetura sustentável: uma integração entre
ambiente, projeto e tecnologia em experiência de pesquisa, prática e ensino. Ambiente
Construído, Porto Alegre, v. 06, n. 04, p. 51-81, out./dez. 2006.
GOLDMBERG, J. Meio ambiente, energia. In: TRIGUEIRO, André (org.). Meio ambiente
no século 21: 21 especialistas falam da questão ambiental nas suas áreas de
conhecimento. Rio de Janeiro: Sextante, 2003.
GÓMEZ, L. A.; LAMBERTS, R. Simulação da influência de algumas variáveis
arquitetônicas no consumo de energia em edifícios. In: ENCONTRO NACIONAL DE
CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 5., ENCONTRO LATINO-AMERICANO
DE CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO,1., Gramado, RS. Anais... Gramado:
ANTAC, 1995.
IBGE – Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Mapa “Brasil Climas”.
Diretoria Técnica - SUEGE-SUPREN, 1978.
INEE – Instituto Nacional de Eficiência Energética: sobre eficiência energética e energia de
biomassa. Disponível em: <http//www. inee.org.br/eficiência> Acesso em: 15 ago. 2009.
INNOVA. Thermal Comfort: an introduction to thermal comfort. Booklet. Innova AirTech Instruments A/S: USA, 1997.
JINGHUA, Y.; CHANGZHI Y.; LIWEI, T. Low-energy envelope design of residential
building in hot summer and cold winter zone in China. Energy and Buildings 40 (2008)
1536–1546, Elsevier, 2008.
LAMBERTS, R; DUTRA, L; PEREIRA, F. O. R. Eficiência Energética na Arquitetura.
São Paulo: Prolivros, 2004. 2 ed. rev. 192 p. il.
LAMBERTS, R.; GHISI, E.; PAPST de ABREU e CARLO, J. C. Desempenho térmico de
edificações. UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina, CTC - Departamento de
Engenharia Civil, LabEEE - Laboratório de Eficiência Energética em Edificações. 3 ed. 2005.
Florianópolis, fev. 2005.
LEFF, E. Saber ambiental: sustentabilidade, racionalidade, complexidade, poder. Petrópolis,
RJ: Vozes, 2001.
LUCAS, L. P. V. Da Campanha “O Petróleo é Nosso” aos Desafios do Pré-Sal. In: Interesse
Nacional, São Paulo, ano I, ed. 4, jan. mar. 2009, p 39-73.
LUCON, O; GOLDEMBERG, J. Crise financeira, energia e sustentabilidade no Brasil.
Estudos Avançados. São Paulo, v. 2, n. 65, p. 121-130, 2009.
LUCON, O; GOLDEMBERG, J. Energia e meio ambiente no Brasil. Estudos Avançados
21. São Paulo, n. 59, p. 7-20, 2007.
MACIEL, M. J. Vitruvio, Tratado de Arquitetura. In: Arquitetura, História da Arte e
Estudos Clássicos. Tradução do Latim, Introdução e Notas. 3 ed. Lisboa, IEST Press 2009.
110
MALHEIROS, T. F.; PHILIPPI Jr., A. Uma Visão Crítica da Prática Interdisciplinar. In:
PHILIPPI Jr., A.; TUCCI, C. E. M.; HOGAN, D. J.; NAVEGANTES, R. (Eds.).
Interdisciplinaridade em Ciências Ambientais. São Paulo: Signus Editora, 2000.
MASCARENHAS, A. C. R.; D’ALCÂNTARA, A.; NERY, J. M. F. G.; FREIRE, T. M. M.
Conservação de energia em edificações comerciais na cidade de Salvador. In: ENCONTRO
NACIONAL. 2., ENCONTRO LATINO-AMERICANO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO 1.
Gramado, RS, 1995. Anais... Gramado: ANTAC, p 421-426.
MEIRIÑO, M. J. Arquitetura e sustentabilidade. Arquitextos, São Paulo, n. 047, texto
especial 227, abr. 2004.
MIELNIK, O. Competição e transformações. Conjuntura Econômica. Rio de Janeiro, v.62,
n. 12, p. 30-33, dez. 2008.
MOTA, J. A. O valor da Natureza: Economia política dos recursos naturais. 2 ed. Rio de
Janeiro: Garamond, 2006, p. 141-142.
MOUSINHO, P. Glossário. In: TRIGUEIRO, André (org.). Meio ambiente no século 21: 21
especialistas falam da questão ambiental nas suas áreas de conhecimento. Rio de Janeiro:
Sextante, 2003.
NAYAK, J. K.; HAZRA R.; PRAJAPATI J. Manual on solar passive architecture, Solar
Energy Centre, MNES, Govt. of India, New Delhi, 1999, cap. 4 RESERVAS
NOVAES, W. Agenda 21: um novo modelo de civilização. In: TRIGUEIRO, André (org.).
Meio ambiente no século 21: 21 especialistas falam da questão ambiental nas suas áreas de
conhecimento. Rio de Janeiro: Sextante, 2003.
OMER, A. M. Energy, environment and sustainable development. Renewable and
Sustainable Energy Reviews Volume 12, Issue 9, December 2008, p. 2265-2300
ORDENES, M.; LAMBERTS, R. GÜTHS, S. Transferência de calor na envolvente da edificação.
Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico – Departamento de Engenharia Civil –
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Florianópolis: UFSC, 2005.
PÉCORA. J. D.; SILVA, R. G. Unidades métricas correlacionadas à temperatura. Textos
Técnicos. USP, 2009. Disponível em:
<http://www.forp.usp.br/restauradora/pg/textos_tecnicos/metrologia/metrologia
temperatura.html>. Acesso em: 12 de jan. 2010.
PROCEL – Programa Nacional de Conservação de Energia. Orientações gerais para
conservação de energia elétrica em prédios públicos. ELETROBRAS/PROCEL, 1 ed.,
2001.
RAMALHO JUNIOR, F.; FERRARO, N. G.; SOARES, P.A de T.. Os fundamentos da
física. 10 ed. São Paulo: Moderna, 2009.
RIVERO R. Arquitetura e clima: acondicionamento térmico natural. 2° ed. Ver. ampl. Porto
Alegre: D.C. Luzzatto Editores, 1986, p. 14.
111
RADHI, H. Systematic methodology for optimizing the energy performance office buildings
in Bahrain. Energy and Buildings 40 (2008) 1297–1303, Elsevier, 2008
RADIASOL - 2.1. Laboratório de Energia Solar do GESTE - Grupo de Estudos Térmicos e
Energéticos da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul - Abril de 2001.
ROMEIRO, A. R. Economia ou economia política da sustentabilidade. In. MAY, Peter
Herman; LUSTOSA, Maria Cecília; VINHA, Valéria Gonçalves da. Economia do Meio
Ambiente: Teoria e Prática. Rio de Janeiro: Elsevier, 2003, p. 1-10 - 6 reimp.
RORIZ, M.; BASSO, A. ARQUITROP 3.0; conforto térmico e economia de energia nas
edificações. São Carlos: UFSCar, 1998.
ROSA, L. P. As energias do Brasil. The Economist: O mundo em 2009. São Paulo, n. 527 A,
p. 12-15, dez. 2008, jan. 2009.
ROSA, L. P.; LOMARDO, L. L. B. The Brazilian energy crises and a study to support
building efficiency legislation. In: Energy and Building. v.36, (2004) 89-95, Elsevier, 2004.
SANDEIRO, P. S. Parâmetros para a escolha de superfícies translúcidas visando o
conforto térmico e visual na edificação. 2007, 221 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil)
– Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e
Urbanismo, Campinas, 2007.
SANTOS, C. R. dos; ULTRAMARI, C. ; DUTRA, C. M . Meio ambiente urbano. In:
CAMARGO, A.; CAPOBIANCO, J. P. R.; OLIVEIRA, J. A. P. de. Meio ambiente Brasil:
avanços e obstáculos pós-Rio-92. 2 ed. São Paulo: Estação Liberdade: Instituto
Socioambiental; Rio de Janeiro: Fundação Carlos Chagas, 2004.
SANTANA, M. V.; GHISI, E. Influência de parâmetros construtivos relacionados ao
envelope no consumo de energia em edifícios de escritório da cidade de Florianópolis. In:
ENCONTRO NACIONAL, 11., ENCONTRO LATINO-AMERICANO NO AMBIENTE
CONSTRUÍDO, 6., 2009. Natal. Anais... Natal: ANTAC, 2009. 1CD-ROM
SANTOS, R. F. dos. Arquitetura e eficiência nos usos finais da energia para o conforto
ambiental, 2002, p 87. Dissertação (Mestrado em Energia). Programa Interunidades de Pós-
Graduação em Energia da Universidade de São Paulo, São Paulo, 2002.
SATTLER, M. A. Habitações de baixo custo mais sustentáveis: a casa Alvorada e o Centro
Experimental de Tecnologias Habitacionais Sustentáveis. Porto Alegre: Editora ANTAC,
2007.
SCHAEFFER, R., SZKLO, A., MACHADO, G. (coord.). Matriz Energética Brasileira 2002-
2023 - Relatório Técnico de Projeto Contratado pelo Ministério de Minas e Energia. Rio de
Janeiro: PPE/COPPE/UFRJ, 2004.
SILVEIRA, A. L. R. C. da. Parâmetros bioclimáticos para avaliação de conjuntos
habitacionais na região tropical subsumida do Brasil. Brasília 2007, 312 p. Tese (Doutorado
em Arquitetura) – Programa de Pós-Graduação da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da
Universidade de Brasília, Brasília, 2007.
112
SILVEIRA, A. L. R. C. da. Parâmetros bioclimáticos para avaliação de conjuntos
habitacionais na região tropical subsumida do Brasil. Brasília 2007, 312 p. Tese ( Doutorado
em Arquitetura) – Programa de Pós-Graduação da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da
Universidade de Brasília, 2007.
SILVEIRA, A. L.; ROMERO M. A. Diretrizes de Projeto para construção de prédios
escolares em Teresina/PI. In: ENCONTRO NACIONAL DE CONFORTO NO AMBIENTE
CONSTRUÍDO, 5., ENCONTRO LATINO AMERICANO DE CONFORTO NO
AMBIENTE CONSTRUÍDO, 2.,. Fortaleza, 1999. Anais... Fortaleza: ANTAC, 1999.
SOLA-AR 6.1.1. Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, Departamento de
Engenharia Civil - ECV, LabEEE - Laboratório de Eficiência Energética em Edificações.
Florianópolis, 2006.
TOLMASQUIM. M. T.; GUERREIRO, A.; GORINI, R. Matriz energética brasileira: Uma
perspectiva. In: NOVOS ESTUDOS 79, nov. 2007, p. 47-69.
113
APÊNDICES
114
Apêndice I
Simulações para WWR=100%
Para a fachada Nordeste (45°) a distribuição de fluxo térmico máximo no ambiente no
período quente-úmido, 15 de março, é de 1950 (W), com temperatura superior a 29 ° entre
10h00min e 16h00min (Figura I.1).
Figura I.1. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=100%. Fachada 45° - 15 Mar.
Fonte: Arquitrop 3.0.
A distribuição de fluxo térmico máximo no ambiente no período quente-úmido, 15 de
outubro, é de 2700 (W), com temperatura maior que 29 °C entre às 09h00min e 22h00min
(Figura I.2).
Figura I.2. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=100%. Fachada 45° - 15 Out.
Fonte: Arquitrop 3.0.
Na fachada Leste (90°) a distribuição de fluxo térmico máximo no ambiente no período
quente úmido, 15 de março, é de 2600 (W), e temperatura superior a 29 °C é registrada entre
às 09h00min e 16h00min (Figura I.3).
115
Figura I.3. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=100%. Fachada 90° - 15 Mar.
Fonte: Arquitrop 3.0.
Em 15 de outubro, a carga térmica máxima é de 4100 (W) e entre às 10h00min e
14h00min também se observam temperaturas maiores que 29 °C (Figura I.4).
Figura I.4. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=100%. Fachada 90° - 15 Out.
Fonte: Arquitrop 3.0.
Na simulação realizada para a fachada Sul (180°), a carga térmica máxima encontrada
em 15 de março é de 450 (W) e em 15 de outubro, 1000 (W) ambas registradas às 14h00min.
Os maiores valores de temperatura interna, 34 °C em março e 41 °C em outubro
ocorreram também às 14h00min (Figuras I.5 e I.6).
Em 15 de março, na fachada Sul, observa-se temperatura interna menor ou igual que 29
°C entre às 08h00min e 10h00min (Figura I.6).
116
Figura I.5. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=100%. Fachada 180° - 15 Mar.
Fonte: Arquitrop 3.0.
Figura I.6. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=100%. Fachada 180° - 15 Out.
Fonte: Arquitrop 3.0.
Na fachada Oeste (270°), observam-se as maiores cargas térmicas, 2600 (W) em 15 de
março e 4150 (W) em 15 de outubro (Figuras I.7 e I.8), entre 16h00min e 20h00min nos dois
períodos.
As temperaturas maiores que 29 °C são registradas em15 março a partir das 09h00min
estendendo-se até 19h00min (Figura I.7).
Figura I.7. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=100%. Fachada 270° - 15 Mar.
Fonte: Arquitrop 3.0
117
Em outubro, os valores superiores a 29 °C, iniciam às 08h00min, permanecendo
elevados até 21h00min (Figura I.8).
Figura I.8. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=100%. Fachada 270° - 15 Out.
Fonte: Arquitrop 3.0
O fluxo térmico máximo encontrado na fachada Norte (0°), em 15 de março é de 600
(W) e em 15 de outubro foi registrado 700 (W), entre às 12h00min e 18h00min para os dois
períodos (Figuras I. 9 e I.10).
Temperaturas menores que 29 °C ocorreram entre às 08h00min e 10h00min do dia 15
de março (Figura I.9) e, a máxima registrada foi de 38 °C às 14h00min do dia 15 de outubro
(Figura I.10).
Figura I.9. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=100%. Fachada 0° - 15 Mar.
Fonte: Arquitrop 3.0
118
Figura I.10. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=100%. Fachada 0° - 15 Out.
Fonte: Arquitrop 3.0
A fachada Sul (180 °) apresentou a melhor orientação para fachada, com 450 (W) em 15
de março, seguida da fachada Norte com 600 (W), no mesmo período.
A situação mais desfavorável é da fachada Oeste (270°) com 4150 (W) registrada em
15 de outubro.
Na comparação das fachadas com orientação Sul e Oeste, identificou-se uma redução de
carga térmica de 89,15% quando orientada para Sul, ficando evidente que esta orientação
privilegia o conforto térmico na edificação.
119
Apêndice II
Simulações para WWR=80%
Para a fachada Nordeste (45°) a distribuição de fluxo térmico máximo no ambiente no
período quente-úmido, 15 de março, foi de 1550 (W), com temperatura superior a 29 ° entre
09h00min e 18h00min (Figura II.1).
Figura II.1. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=80%. Fachada 45° - 15 Mar.
Fonte: Arquitrop 3.0
A distribuição de fluxo térmico no ambiente no período quente-seco, 15 de outubro, foi
de 2200 (W), com temperatura maior que29 ° entre 09h00min e 21h00min (Figura II.2).
Figura II.2. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=80%. Fachada 45° - 15 Out.
Fonte: Arquitrop 3.0
Na fachada Leste (90°) a distribuição de fluxo térmico máximo no ambiente no período
quente-úmido, 15 de março, foi de 2150 (W), e temperatura superior a 29 °C foi registrada
entre às 09h00min e 20h00min h (Figura II.3).
120
Figura II.3. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=80%. Fachada 90° - 15 Mar.
Fonte: Arquitrop 3.0
Em 15 de outubro, a carga térmica máxima é de 3300 (W) entre 10h00min e 14h00min
e se observam temperaturas maiores que 29 °C, a partir de 10h00min se estendendo até
20h00min (Figura II.4).
Figura II.4. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=80%. Fachada 90° - 15 Out.
Fonte: Arquitrop 3.0
Na simulação realizada para a fachada Sul (180°), a carga térmica máxima encontrada
em 15 de março foi de 325 (W) e observa-se temperatura interna menor ou igual a 29 °C entre
08h00min e 10h00min h (Figura II.5).
121
Figura II.5. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=80%. Fachada 180° - 15 Mar.
Fonte: Arquitrop 3.0
A carga térmica máxima em 15 de outubro foi de 825 (W) e o maior valor de
temperatura interna foi de 41 °C, ambas registradas às 14h00min (Figura II.6).
Figura II.6. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=80%. Fachada 180° - 15 Out.
Fonte: Arquitrop 3.0
Na fachada Oeste (270°), observaram-se as maiores cargas térmicas, 2150 (W) em 15 de
março e 3250 (W) em 15 de outubro (Figuras II.7 e II.8), entre 16h00min e 20h00min nos
dois períodos.
Temperaturas maiores que 29 °C foram registradas, em março, a partir de 09h00min,
estendendo-se até 19h00min (Figura II.7).
122
Figura II.7. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=80%. Fachada 270° - 15 Mar.
Fonte: Arquitrop 3.0
Em outubro, os valores superiores a 29 °C iniciam às 08h00min, permanecendo
elevados até 21h00min (Figura II,8).
Figura II.8. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=80%. Fachada 270° - 15 Out.
Fonte: Arquitrop 3.0
O fluxo térmico máximo encontrado na fachada Norte (0°), em 15 de março foi de 425
(W) e, em 15 de outubro, foi registrado 625 (W), entre 12h00min e 18h00min para os dois
períodos (Figuras II.9 e II.10).
Temperaturas menores que 29 °C ocorreram entre 08h00min e 10h00min do dia 15 de
março (Figura II.9) e, a máxima registrada foi de 38 °C às 14h00min do dia 15 de outubro
(Figura II.10).
123
Figura II.9. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=80%. Fachada 0° - 15 Mar.
Fonte: Arquitrop 3.0
Figura II.10. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=80%. Fachada 0° - 15 Out.
Fonte: Arquitrop 3.0
Comparando-se a carga térmica das fachadas de WWR=100% com as fachadas com
WWR=80%, observa-se que, diminuindo-se 20% nas aberturas, há uma redução de 21,68%
na carga térmica em 15 de outubro, período quente-seco, o equivalente a 900 (W).
124
Apêndice III
Simulações para WWR=60%
Para a fachada Nordeste (45°) a distribuição de fluxo térmico máximo no ambiente no
período quente-úmido, 15 de março, foi de 1225 (W), com temperatura superior a 29 °C entre
11h00min e 12h00min (Figura III.1).
Figura III.1. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=60%. Fachada 45° - 15 Mar.
Fonte: Arquitrop 3.0
A distribuição de fluxo térmico máximo no ambiente no período quente-seco, 15
de outubro, foi de 11650 (W), com temperatura maior que 29 °C, entre 11h00min e 12h00min
(Figura III.2).
Figura III.2. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=60%. Fachada 45° - 15 Out.
Fonte: Arquitrop 3.0
Na fachada Leste (90°) a distribuição de fluxo térmico máximo no ambiente no período
quente úmido, 15 de março, foi de 1650 (W), e temperatura superior a 29 °C foi registrada às
11h00min (Figura III.3).
125
Figura III.3. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=60%. Fachada 90° - 15 Mar.
Fonte: Arquitrop 3.0
Em 15 de outubro, a carga térmica máxima foi de 2150 (W) às 11h00min, mesmo
horário em que se observam temperaturas maiores que 29 °C (Figura III.4).
Figura III.4. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=60%. Fachada 90° - 15 Out.
Fonte: Arquitrop 3.0
Na simulação realizada para a fachada Sul (180°), a carga térmica máxima encontrada
em 15 de março foi de 300 (W), registrada às 14h00min e em 15 de outubro, 650 (W),
registrada entre 14h00min e 15h00min (Figuras III.5 e III.6).
Em 15 de março, na fachada Sul, observa-se temperatura interna menor ou igual a 29
°C, entre 08h00min e 09h00min (Figura III.5).
126
Figura III.5. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=60%. Fachada 180° - 15 Mar.
Fonte: Arquitrop 3.0
O maior valor de temperatura interna, 38,7 °C, foi registrada em outubro, entre
12h00min e 16h00min (Figura III.6).
Figura III.6. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=60%. Fachada 180° - 15 Out.
Fonte: Arquitrop 3.0
Na fachada Oeste (270°), observam-se as maiores cargas térmicas, 1625 (W) em 15 de
março e 2500 (W) em 15 de outubro, às 19h00min, nos dois períodos (Figuras III,7 e III.8).
As temperaturas maiores que 29 °C foram registradas em março, a partir das 10h00min,
estendendo-se até 20h00min (Figura III.7).
127
Figura III.7. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=60%. Fachada 270° - 15 Mar.
Fonte: Arquitrop 3.0
Em outubro, os valores superiores a 29 °C tiveram início às 10h00min h, permanecendo
elevados até 20h00min(Figura III.8).
Figura III.8. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=60%. Fachada 270° - 15 Out.
Fonte: Arquitrop 3.0
O fluxo térmico máximo encontrado na fachada Norte (0°), em 15 de março foi de 375
(W) e em 15 de outubro foi registrado 475 (W), às 15h00min para os dois períodos (Figuras
III.9 e III.10).
Temperaturas menores que 29 °C ocorreram às 08h00min do dia 15 de março (Figura
III.9).
128
Figura III.9. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=60%. Fachada 0° - 15 Mar.
Fonte: Arquitrop 3.0
A temperatura máxima registrada foi de 37,5 °C, entre 13h00min e 16h00min do dia 15
de outubro (Figura III.10).
Figura III.10. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=60%. Fachada 0° - 15 Out.
Fonte: Arquitrop 3.0
129
Apêndice IV
Simulações para WWR=40%
Para a fachada Nordeste (45°) a distribuição de fluxo térmico máximo no ambiente no
período quente-úmido, 15 de março, é de 825 (W), com temperatura superior a 29 °C entre
10h00min e 19h00min h (Figura IV.1) .
Figura IV.1. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=40%. Fachada 45° - 15 Mar.
Fonte: Arquitrop 3.0
A distribuição de fluxo térmico no ambiente no período quente-seco, 15 de outubro, foi
de 1125 (W), com temperatura maior que 29 °C, entre 09h00min e 22h00min (Figura IV.2) .
Figura IV.2. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=40%. Fachada 45° - 15 Out.
Fonte: Arquitrop 3.0
Na fachada Leste (90°) a distribuição de fluxo térmico máximo no ambiente no período
quente úmido, 5 de março, foi de 1100 (W), e temperatura superior a 29 °C foi registrada
entre às 10h00min e 16h00min h (Figura IV.3).
130
Figura IV.3. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=40%. Fachada 90° - 15 Mar.
Fonte: Arquitrop 3.0
Em 15 de outubro, a carga térmica máxima foi de 1650 (W) e, entre 10h00min e
14h00min h, também se observaram temperaturas maiores que 29 °C, no mesmo horário
(Figura IV.4).
Figura IV.4. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=40%. Fachada 90° - 15 Out.
Fonte: Arquitrop 3.0
Na simulação realizada para a fachada Sul (180°), a carga térmica máxima encontrada
em 15 de março foi de 225 (W) e em 15 de outubro, 450 (W) ambas registradas às 14h00min
(Figuras IV.5 e IV.6).
Em 15 de março, na fachada Sul, observa-se temperatura interna menor ou igual a 29 °C
entre 08h00min e 10h00min (Figura IV.5).
131
Figura IV.5. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=40%. Fachada 180° - 15 Mar.
Fonte: Arquitrop 3.0
O maior valor de temperatura interna, 37,5 °C, foi registrada em outubro, entre
14h00min e 16h00min (Figura IV.6).
Figura IV.6. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=40%. Fachada 180° - 15 Out.
Fonte: Arquitrop 3.0
Na fachada Oeste (270°), observam-se as maiores cargas térmicas, 1100 (W) em 15 de
março e 1700 (W) em 15 de outubro, entre 18h00min e 19h00min nos dois períodos (Figuras
IV.7 e IV.8).
As temperaturas maiores que 29 °C foram registradas em março, a partir das 09h00min,
estendendo-se até 19h00min (Figura IV.7).
132
Figura IV.7 Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=40%. Fachada 270° - 15 Mar.
Fonte: Arquitrop 3.0
Em outubro, os valores superiores a 29°C tiveram início às 08h00min, permanecendo
elevados até 21h00min (Figura IV.8).
Figura IV.8. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=40%. Fachada 270° - 15 Out.
Fonte: Arquitrop 3.0
O fluxo térmico máximo encontrado na fachada Norte (0°), em 15 de março foi de 300
(W) e em 15 de outubro foi registrado 700 (W), entre 12h00min e 18h00min para os dois
períodos (Figuras IV.9 e IV.10).
Temperaturas menores que 29 °C ocorrem entre 08h00min e 10h00min do dia 15 de
março (Figura IV.9).
133
Figura IV.9. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=40%. Fachada 0° - 15 Mar.
Fonte: Arquitrop 3.0
A temperatura máxima registrada é de 36 °C entre 14h00min e 16h00min do dia 15 de
outubro (Figura IV.10).
Figura IV.10. Simulação de Fluxo térmico e temperatura para WWR=40%. Fachada 0° - 15 Out.
Fonte: Arquitrop 3.0
134
Apêndice V
Figura V.1:Avaliação bioclimática para Teresina –Período quente-úmido - 15 de março.
Fonte: Analysis Bio v. 2.1.5. UFSC, ECV, LabEEE, 2009.
135
Apêndice VI
Figura VI.1:Avaliação bioclimática para Teresina –Período quente-seco - 15 de outubro.
Fonte: Analysis Bio v. 2.1.5. UFSC, ECV, LabEEE, 2009.