Aula 2 - Conforto Ambiental PDF

CONFORTO AMBIENTAL AULA 2 Introdução Conceitos Professora: MSc. Fabiana Mendes Conforto Térmico ...

CONFORTO AMBIENTAL AULA 2 Introdução Conceitos Professora: MSc. Fabiana Mendes Conforto Térmico  Introdução Qual é a importância de estudar conforto térmico, lumínico e acústico em arquitetura? O conforto ambiental é a forma que podemos descrever o nível de satisfação de um ser humano dentro de um espaço. Um espaço que está em conformidade com o conforto ambiental proporciona boas condições psicológicas, acústicas, visuais, térmicas, de qualidade do ar e ergonômicas para a realização de uma tarefa humana, seja de lazer, trabalho, descanso ou estudo. Assim sendo o termo conforto ambiental designa a adequação das características físicas às necessidades do ambiente para torná-lo confortável. Introdução  Como deixar o ambiente confortável? Conforto Ambiental significa garantir a qualidade ao ambiente construído, a partir do controle das condições internas. Estratégias passivas (conforto fazendo uso do próprio clima, por exemplo, ventilação e iluminação naturais e cobertura vegetal) e Uma edificação é mais eficiente ativas (criar uma forma de conforto energeticamente que outra quando “artificial”, por exemplo, o sistema proporciona as mesmas condições de conforto ambiental, com menor fotovoltaico). consumo de energia. Controle das variáveis ambientais a partir do Isso é possível ao aplicar estratégias passivas ao projeto projeto. arquitetônico.  Introdução Tocantins – Prêmio de Arquitetura Educacional, Arquitetura vernacular é aquela feita da Building of the Year 2018 com recursos naturais e técnicas próprias da região onde a edificação está inserida, e portanto, traz diversos exemplos da aplicação de conceitos bioclimáticos e sustentáveis ao projeto.  Introdução A Arquitetura Vernacular traz diversos exemplos da aplicação de conceitos bioclimáticos e sustentáveis ao projeto.  Aproveitar as características desejáveis do clima local e evitar as indesejáveis.  Reutilização da água.  Uso de cores claras na fachada para refletir calor e escuras para absorvê-lo.  Aproveitar a inércia térmica do solo construções enterradas.  Usar a própria geografia para sombreamento. Introdução  Eficiência Energética Importância da eficiência energética em edificações: Por que é necessário pensar na eficiência energética da edificação? Eficiência Energética  Papel do Arquiteto Uma das principais funções da arquitetura é oferecer condições necessárias ao conforto humano no interior das edificações, independente de quais sejam as condições climáticas externas, ou seja, precisamos que a Arquitetura consiga aproveitar fatores agradáveis do clima e amenizar os aspectos negativos. 1. Examinar as condições ambientais (local, clima, luz solar, ruídos); 2. Estabelecer limites desejáveis ou aceitáveis para as condições (temperatura, iluminação, níveis de ruído); 3. Buscar controlar essas variáveis (calor, luz, som) por meio de estratégias passivas, usando elementos da própria edificação. 4. Proporcionar serviços ativos (resfriamento/aquecimento, umidificação, iluminação artificial, amplificação/mascaramento sonoro) somente para o controle residual, quando necessário.  Papel do Arquiteto Projetar para o conforto ambiental Diante desse cenário, surge a demanda de projetar uma nova arquitetura. O arquiteto deve compreender os aspectos físicos do calor, da luz e do som. Aspectos conceituais do conforto na arquitetura * A envoltória pode ser comparada à pele da edificação. Envoltória (ou envoltório) Envoltória é o conjunto de superfícies da edificação que fazem o limite entre ambiente interno e externo – BARREIRA essencial entre os ambientes internos e externos, regulando efetivamente a temperatura, a umidade e a qualidade do ar: Cobertura Paredes Aberturas Piso (quando esta em contato com o meio exterior. ) A envoltória da edificação deve funcionar como um filtro seletivo. Conforto Térmico  Conforto Térmico O conforto térmico depende das condições do ambiente e também da sensação do usuário. Assim, é influenciado por fatores físico, fisiológicos e psicológicos. A não satisfação com o ambiente térmico pode ser causada pela sensação de desconforto pelo calor ou pelo frio, quando o balanço térmico não é estável, ou seja, quando há diferenças entre o calor produzido pelo corpo e o calor perdido para o ambiente  Conforto Térmico  CONFORTO TÉRMICO: A condição da mente que expressa satisfação com o ambiente térmico.  NEUTRALIDADE TÉRMICA: A condição na qual uma pessoa não prefira nem mais calor nem mais frio no ambiente a seu redor, mas não é uma condição suficiente para que a pessoa esteja em conforto térmico. Conforto Térmico  Calor e Temperatura Calor é uma forma de energia. Mensurada em Joules (J). Temperatura é o sintoma da presença de calor. Mensurada em graus Celsius (°C) e, diferença de temperatura é dada em Kelvin (K). Calor específico é propriedade que relaciona calor e temperatura fornece uma conexão entre calor e temperatura. É a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma unidade de massa de uma substância em um grau. Mensurado em J/kg.K  Calor e Temperatura Mecanismos instintivos e culturais para proteção do frio: Mecanismo instintivos e culturais para proteção contra o calor:  Calor e Temperatura A temperatura interna do corpo humano é praticamente constante, variando aproximadamente de 35° a 37° C. A termodinâmica é a ciência que estuda o fluxo de calor e sua relação com trabalho mecânico. A transferência de calor da superfície mais quente para a superfície mais fria gera um fluxo de calor – trocas de calor. EQUILÍBRIO  Trocas de calor Para ocorrer troca de calor, é necessário uma diferença de temperatura. A partir de agora, essa diferença de temperatura seja denominada de gradiente de temperatura. E é obtido por: Dado um gradiente de temperatura, o fluxo de calor poderá ocorrer de três formas:  CONDUÇÃO;  CONVECÇÃO;  RADIAÇÃO.  Trocas de calor vilões  Trocas de calor Condução: esta relacionada ao transporte de energia térmica (calor) em um meio sólido devido ao gradiente de temperatura. Verifica-se que a T1 é superior à T2, ou seja, existe um gradiente de temperatura entre as superfícies do elemento. Esse gradiente irá gerar um fluxo de calor. Pelo fato de tratar-se um sólido, o fluxo de calor será por condução. Conhecendo a distribuição de temperaturas no meio, a transferência de calor por condução ocorre de acordo com a Lei de Fourier. Onde: q’’ é a taxa de fluxo de calor [W/m²] k é a condutividade térmica do material [W/m.K] T1-T2 é o gradiente de temperatura [K] L é a espessura do sólido [m].  Trocas de calor http://www.protolab.com.br/Tabela-Condutividade-Material-Construcao.htm Materiais com baixa condutividade térmica são materiais de isolamento (estrutura fibrosa ou porosa).  Trocas de calor Convecção: é um processo físico de transferência de calor que acontece graças à movimentação de fluídos (líquido ou gasoso). O conceito explica, por exemplo, a circulação de ar que acontece dentro de um ambiente, com o ar quente subindo e o ar frio descendo. Efeito chaminé pode contribuir para o conforto A convecção depende de:  Área de contato (A, m²) entre térmico das edificações. corpo e o fluido; Conhecer o fenômeno ajuda arquitetos a entender  Diferença de temperatura (∆T, como se dá a circulação de ar entre ambientes e a em K) entre as superfícies do corpo e o fluido. determinar as aberturas de uma construção  Trocas de calor O efeito chaminé ocorre naturalmente em qualquer ambiente onde existem diferenças de temperatura. Conhecer esse “fenômeno” permite que o profissional utilize soluções de projeto que aproveitem essa circulação de ar em benefício do conforto térmico, ou seja, define onde fica melhor o posicionamento das aberturas a favor deste fluxo de ar. Por exemplo, dutos de ventilação, os átrios ventilados e as fachadas ventiladas. Qualquer ambiente que apresente carga térmica interna – com a presença de pessoas, equipamentos e/ou iluminação artificial – tende a ter a temperatura do ar interno maior que a do externo. Quando existem aberturas, o ar externo mais frio entra e, naturalmente, o interno mais aquecido sobe, criando uma ventilação no ambiente.  Trocas de calor Quando analisamos a radiação solar, aproximadamente 30% dela é refletida pelo planeta e retransmitida ao espaço; 51% são absorvidos por superfícies e materiais expostos; 25% da radiação solar incide diretamente sobre a superfície da Terra. Radiação (irradiação): tem grande influência no desempenho térmico das edificações. Tem relação com as propriedades dos materiais, e com as características das superfícies, portanto, não são influenciadas apenas pelo material de que são constituídas, mas também por sua forma. Enquanto a transferência de energia por condução ou convecção requer a presença de um meio, a radiação não. “A troca de energia entre a Terra e o Sol se dá através da radiação eletromagnética, ou seja, a Terra absorve a radiação solar e em parte reflete novamente (em geral as taxas de absorção e emissão são equivalentes).” A radiação emitida se propaga em todas as direções possíveis e, da mesma forma, a radiação incidente sobre uma superfície pode provir de diferentes direções. Trocas de calor  Perfil de um microclima local Quanto maior a taxa de absorção solar de uma região, as diferenças em seus microclimas locais se tornam mais perceptíveis, assim como ocorre em grandes cidades. Estes microclimas podem apresentar variações de temperatura de até 10°C, de acordo com o Instituto de Estudos Avançados da Universidade de São Paulo (IEA-USP).  Atividade Em grupo (3 a 4 alunos), fazer a leitura dos artigos: 1 – ASPECTOS DO CONFORTO AMBIENTAL E DA SUSTENTABILIDADE NO AMBIENTE CONSTRUÍDO 2 – TRANSFERÊNCIA DE CALOR EM TELHADOS DE DIFERENTES MATERIAIS: CARGA TÉRMICA E CUSTO DO QUILOWATT/HORA PARA CLIMATIZAÇÃO.  Anotar os pontos principais de cada artigo.  Ao final fazer uma correlação entre eles – MAPA MENTAL. Próxima aula - Entregar em atividade aberta no Teams.