Manual de Conforto Termico

Manual deConforto Térmico

ANÉSIA BARROS FROTA

— Arquiteta pela Universidade de Brasília, 1969.— Estágio Técnico no Laboratório Nacional de Engenharia Civil de Lisboa

(LNEC), Divisão de Conforto da Habitação, 1970/71.— Mestre (1982) e Doutora (1989) em Arquitetura, pela Faculdade de Arquitetura

e Urbanismo da Universidade de São Paulo.— Professora de Conforto Ambiental da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da

Universidade de São Paulo, desde 1976.— Consultora Técnica em Conforto Térmico a nível do projeto.

SUELI RAMOS SCHIFFER

— Arquiteta pela Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de SãoPaulo, 1975.

— Mestre (1983), Doutora (1989) e Livre-Docente (1992) em Arquitetura, pelaFaculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo.

— Professora de Conforto Ambiental da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo daUniversidade de São Paulo, desde 1977.

Índice para catálogo sistemático:1. Arquiteura : Radiação solar 720.472. Radiação solar : Arquitetura 720.47

Frota, Anésia Barros.Manual de conforto térmico : arquitetura, urbanismo / Anésia Barros Frota,

Sueli Ramos Schiffer. — 5. ed. — São Paulo : Studio Nobel, 2001.

Bibliografia.ISBN 85-85445-39-4

1. Arquitetura e clima 2. Arquitetura e radiação solar 3. Planejamentourbano — Fatores climáticos I. Schiffer, Sueli Ramos. II. Título.

Dados de Catalogação na Publicação (CIP) Internacional(Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)

01-1541 CDD-720.47

Manual deConforto Térmico

Anésia Barros FrotaSueli Ramos Schiffer

StudioNobel

5ª edição

© da 1ª edição 1987 Livraria Nobel S.A.

Ilustração da capa“Relógios de Sol”, Rudimenta Mathematica. Basel, 1531.In Olgay, V. & Olgay, A. Solar Control and Shaving Devices.New Jersey, Princeton University, 1957.

Livros Studio Nobel Ltda.

Al. Ministro Rocha Azevedo, 1077 — cj. 2201410-003 — São Paulo — SPFone/Fax: (11)3061-0838E-mail: [email protected]

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É PROIBIDA A REPRODUÇÃO

Nenhuma parte desta obra poderá ser reproduzida sem a permissão por escrito doseditores por qualquer meio: xerox, fotocópia, fotográfico, fotomecânico. Tampoucopoderá ser copiada ou transcrita, nem mesmo transmitida por meios eletrônicos ougravações. Os infratores serão punidos pela lei 5.988, de 14 de dezembro de 1973,artigos 122-130.

Impresso no Brasil / Printed in Brazil

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Prefácio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Capítulo 1Exigências Humanas Quanto ao Conforto Térmico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

1.1 O organismo humano e a termorregulação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.1.1 Organismo humano e metabolismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.1.2 A termorregulação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191.1.3 Reação ao frio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201.1.4 Reação ao calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201.1.5 Catabolismo, anabolismo e fadiga higrotérmica . . . . . . . . . . . . 211.1.6 Mecanismos de trocas térmicas entre corpo e ambiente . . . . . . 211.1.7 Pele, principal órgão termorregulador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221.1.8 O papel da vestimenta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231.1.9 Variáveis do conforto térmico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

1.2 Índices de conforto térmico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241.2.1 Aspectos históricos dos índices de conforto térmico . . . . . . . . 241.2.2 Classificação dos índices de conforto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251.2.3 Escolha do índice de conforto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261.2.4 A Carta Bioclimática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261.2.5 Índice de Temperatura Efetiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271.2.6 Índice de Conforto Equatorial (I.C.E.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281.2.7 “Zona de conforto”. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Capítulo 2Trocas Térmicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.1 Mecanismos de trocas térmicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312.1.1 Trocas térmicas secas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312.1.2 Convecção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

5

2.1.3 Radiação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332.1.4 Condução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342.1.5 Trocas térmicas úmidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352.1.6 Evaporação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352.1.7 Condensação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362.1.8 Condutância térmica superficial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372.1.9 Espaço de ar confinado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382.1.10 Coeficiente Global de Transmissão Térmica (K) . . . . . . . . . . . 382.1.11 Determinação de K para paredes homogêneas . . . . . . . . . . . . . 392.1.12 Determinação de K para paredes heterogêneas . . . . . . . . . . . . . 392.1.13 Determinação de K para paredes heterogêneas

em superfície . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

2.2 Comportamento térmico da construção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412.2.1 Trocas de calor através de paredes opacas. . . . . . . . . . . . . . . . . 412.2.2 Trocas de calor através de paredes transparentes

ou translúcidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432.2.3 Elementos de proteção solar (“brise-soleil”) . . . . . . . . . . . . . . . 442.2.4 Proteção solar de paredes opacas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442.2.5 Proteção solar de paredes transparentes ou translúcidas . . . . . . 462.2.6 Inércia térmica de um componente da envolvente. . . . . . . . . . . 482.2.7 Inércia térmica da construção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Capítulo 3Noções de Clima e Adequação da Arquitetura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

3.1 Noções de Clima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533.1.1 Elementos climáticos e arquitetura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533.1.2 Fatores climáticos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533.1.3 Radiação solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533.1.4 Movimento aparente do Sol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543.1.5 Longitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543.1.6 Latitude. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553.1.7 Posições aparentes do Sol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553.1.8 Influência da latitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563.1.9 Distribuição continentes e oceanos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 573.1.10 Isotérmicas do globo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

6

3.1.11 Brisas terra-mar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603.1.12 Topografia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603.1.13 Revestimento do solo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603.1.14 Umidade atmosférica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623.1.15 Ponto de orvalho. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623.1.16 Precipitação atmosférica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623.1.17 Nebulosidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633.1.18 Ventos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

3.2 Adequação da arquitetura aos climas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653.2.1 Mapa climático do Brasil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653.2.2 Clima urbano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653.2.3 Arquitetura e clima. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663.2.4 Influência da umidade relativa dor ar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673.2.5 Clima quente seco: a Arquitetura e o Urbano . . . . . . . . . . . . . . 683.2.6 Clima quente úmido: a Arquitetura e o Urbano. . . . . . . . . . . . . 713.2.7 Climas quentes e circulação de pedestres . . . . . . . . . . . . . . . . . 733.2.8 Climas quentes e revestimento do solo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 733.2.9 Climas quentes e cores externas da arquitetura . . . . . . . . . . . . . 743.2.10 Climas temperados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

Capítulo 4Controle da Radiação Solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

4.1 Geometria da insolação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754.1.1 Insolação e arquitetura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754.1.2 Movimento aparente do Sol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754.1.3 Esfera celeste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 764.1.4 Zênite e Nadir. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 774.1.5 Pólos celestes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 774.1.6 Pontos cardeais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 784.1.7 Altura e azimute . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 784.1.8 Altura e azimute solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 794.1.9 Movimento aparente das estrelas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 804.1.10 Trajetória aparente do Sol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814.1.11 Latitude 0° (Equador). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814.1.12 Latitude 231⁄2°S (Trópico de Capricórnio) . . . . . . . . . . . . . . . . 82

7

4.1.13 Latitudes entre o Equador e o Trópico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834.1.14 Latitudes superiores a 231⁄2° . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 844.1.15 Latitude 90°S (Pólo Sul) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 844.1.16 Cartas solares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 854.1.17 Projeções das trajetórias aparentes do Sol . . . . . . . . . . . . . . . . . 864.1.18 Determinação de Cartas Solares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 874.1.19 Horários de insolação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

4.2 Determinação gráfica dos dispositivosde proteção solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 904.2.1 Ângulo de sombra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 904.2.2 Transferidor auxiliar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 914.2.3 Máscara produzida por placa horizontal infinita . . . . . . . . . . . . 944.2.4 Placas infinitas com idênticos ângulos de sombra vertical . . . . 964.2.5 Máscara produzida por placa vertical infinita . . . . . . . . . . . . . . 964.2.6 Placas infinitas com idênticos ângulos de sombra horizontal . . 964.2.7 Placas horizontais finitas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1004.2.8 Placas verticais finitas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1014.2.9 Associação de placas horizontais e verticais . . . . . . . . . . . . . . 1024.2.10 Dimensionamento de um dispositivo de proteção

a partir da máscara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1034.2.11 Máscaras produzidas por obstáculos externos às aberturas. . . 105

4.3 Traçado de sombras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1074.3.1 Sombras de uma haste vertical. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1074.3.2 Sombra de uma haste vertical em épura . . . . . . . . . . . . . . . . . 1104.3.3 Sombra de volumes sobre o plano horizontal . . . . . . . . . . . . . 1114.3.4 Sombra de um volume sobre outro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1114.3.5 Sombra de um volume ao longo do dia . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

4.4 Penetração do Sol pelas aberturas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1164.4.1 Área ensolarada sobre o piso do recinto . . . . . . . . . . . . . . . . . 1164.4.2 Área ensolarada sobre superfície interna paralela à abertura . 1184.4.3 Área ensolarada sobre superfície interna perpendicular

à abertura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

8

Capítulo 5Climatização Natural das Edificações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

5.1 Fontes de calor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1215.1.1 Ganhos de calor devidos à presença humana. . . . . . . . . . . . . . 1215.1.2 Ganhos de calor devidos ao sistema de iluminação artificial . 1215.1.3 Ganhos de calor devidos a motores e equipamentos . . . . . . . . 1225.1.4 Ganhos de calor advindos de processos industriais. . . . . . . . . 1225.1.5 Ganhos de calor solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

5.2 Ventilação natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1245.2.1 Carga térmica pela ventilação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1255.2.2 Critérios de ventilação dos ambientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1265.2.3 Ventilação por “Ação dos Ventos” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1265.2.4 Fluxos de ar através dos recintos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1305.2.5 Ventilação por “efeito chaminé” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1355.2.6 Efeito simultâneo: chaminé e ação dos ventos . . . . . . . . . . . . 138

5.3 Método de avaliação do desempenho térmicodas edificações. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1395.3.1 Método do C.S.T.B. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1395.3.2 Conforto térmico de inverno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1405.3.3 Dados climáticos para conforto térmico de inverno . . . . . . . . 1415.3.4 Conforto térmico de verão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1425.3.5 Dados climáticos para conforto térmico de verão . . . . . . . . . . 1455.3.6 Limites da climatização natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1465.3.7 Itens de verificação para adequação entre arquitetura

e clima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

Capítulo 6Exercícios Resolvidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149

6.1 Máscaras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149

6.2 Desempenho térmico das edificaçõese as exigências humanas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156

9

Capítulo 7Bibliografia Básica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

Anexos

1 Calor cedido ao ambiente (W), segundo a atividadedesenvolvida pelo indivíduo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

2 Carta Bioclimática para habitantes de regiões de clima quente,em trabalho leve, vestindo 1 “clo” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

3 Nomograma de Temperatura Efetiva para pessoas normalmentevestidas, em trabalho leve. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179

4 Carta Psicrométrica para cidades ao nível do mar . . . . . . . . . . . . . . . 180

5 Carta Psicrométrica para a cidade de São Paulo . . . . . . . . . . . . . . . . 181

6 Índice de Conforto EquatorialFigura 1 — Nomograma. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182Figura 2 — Gráfico de conforto para indivíduos residentesem Cingapura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

7 Características térmicas dos materiais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

8 Valores de condutância (he, hi) e resistências térmicassuperficiais (1/he, 1/hi)

Tabela 1 — para paredes exteriores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

Tabela 2 — para paredes interiores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

9 Tabela 1 — Variação da Condutância Térmica SuperficialExterna (he) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

Tabela 2 — Valores de Resistência Térmica de Espaços de Ar(Rar) confinado entre duas lâminas paralelas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

10 Tabela 1 — Valores de Coeficientes de Absorção (α) eEmissividade (ε) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

Tabela 2 — Valores de Coeficiente de Absorção da Radiação (α),específico de pintura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

11 Tabela 1 — Fator Solar (Str) de vidros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194Tabela 2 — Fator Solar das proteções das vidraças (para vidrossimples com Str = 0,85). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

10

12 Mapa climatológico simplificado do Brasil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195

13 Cartas Solares — Latitudes 0° — 4°S — 8°S — 12°S —16°S — 20°S — 24°S — 28°S — 32°S. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

14 Transferidor Auxiliar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

15 Potências aproximadas de aparelhos eletrodomésticos . . . . . . . . . . . 207

16 Dados de Intensidade de Radiação Solar Direta sobre planonormal e Difusa sobre plano horizontal, segundo a altura do sol,para diversas condições de céu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208

17 Dados de Radiação Solar Incidente (Ig) sobre Planos Verticaise Horizontais (W/m2) — Latitudes: 0° — 4°S — 8°S — 13°S —17°S — 20°S — 23°30′S — 25°S — 30°S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209

18 Radiação solar global (Ig), direta (ID) e difusa (Id), para planosexpostos a diversas orientações.São Paulo — latitude 23°19′ SulTabela 1 — março. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218Tabela 2 — junho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219Tabela 3 — setembro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220Tabela 4 — dezembro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221

19 Variação da intensidade de radiação solar segundo a variaçãoda altitude do local com relação ao nível do mar. . . . . . . . . . . . . . . . 222

20 Taxas de ventilação recomendadas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223

21 Gráfico de Irminger e Nokkentued para determinação doscoeficientes de pressão para modelos de seção quadradaFigura 1 — anteparo maciço com altura = h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224Figura 2 — anteparo maciço com altura = 1/3h. . . . . . . . . . . . . . . . . 225

22 Dados climáticos de cidades brasileiras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226

Tabela de Conversão de Unidades para o Sistema Internacional (S.I.) . . . . 239

Nomenclatura e Unidades dos Coeficientes e Variáveis. . . . . . . . . . . . . . . . 241

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Ao aceitar o convite para escrever este prefácio, pensei estar assumindouma tarefa muito fácil devido ao conhecimento do trabalho e, principalmente,da seriedade das autoras. Começando a fazê-lo, estou me dando conta de que setrata de algo mais difícil por uma série de particularidades.

O leitor distante da FAU-USP deve encarar este Manual como um instru-mento de trabalho e estudo que contém uma certa quantidade de informaçõesúteis. Alguns poderão reclamar por não encontrarem mais material de algumassunto específico. Outros poderão julgar que o tema tenha sido mais valorizadodo que o desejado. Enfim, isso é normal que aconteça, porém, justamente porisso, me sinto na obrigação de prestar um pequeno depoimento.

Desde a fundação da FAU-USP tem havido um esforço da parte de algunsprofessores em colocar à disposição dos alunos material de apoio didático.

Aqueles que se dedicam ao ensino e, principalmente, ao ensaio dearquitetura sabem que tal atitude envolve outras questões ainda mais primordiais,pois a produção de um material didático está comprometida com a própria tarefade participação do ensino e este tem sido muito discutido nas últimas décadas,principalmente no âmbito do grupo de disciplinas de Conforto Ambiental daFAU-USP.

A idéia central que tem guiado esse grupo de disciplinas é oferecer aosalunos de arquitetura instrumentos de compreensão dos fenômenos que relacio-nam os objetos arquitetônicos com o meio ambiente e com os usuários dessesobjetos.

Dentre os fenômenos existentes, são selecionados principalmente aquelesque envolvem a luz, o som e o calor.

Este livro foi escrito para ser o “livro-texto”da disciplina de ConfortoTérmico; assim sendo, serve também como documento-proposta para esta dis-ciplina, endossado pelo noso “Grupo de Conforto Ambiental”.

As autoras reuniram as informações que compõem a disciplina, prove-nientes da bibliografia adotada, de estudos de antigos professores e de estudosinéditos, como é o caso da Geometria da Insolação, de autoria da profª AnésiaBarros Frota.

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Nesta segunda edição estão sendo introduzidas correções, o que demons-tra a atenção das autoras para com os leitores.

Considero este trabalho importante, pois a sua existência facilita a tarefade quem esteja ministrando um curso semelhante ao nosso e propicia aos alunosuma ajuda valiosa no aprendizado.

Trata-se de uma das raras obras em língua portuguesa a abordar o assuntoe, principalmente, com a preocupação de destacar as questões da arquitetura quedeve ser implantada nas regiões de clima tropical.

Quero agradecer a gentileza do convite para escrever este prefácio eagradecer as autoras por terem escrito e atualizado este Manual, visto ser eupróprio um dos beneficiários desta tarefa nas minhas atividades didáticas.

Luiz Carlos Chichierchio

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A Arquitetura deve servir ao homem e ao seu conforto, o que abrange oseu conforto térmico. O homem tem melhores condições de vida e de saúdequando seu organismo pode funcionar sem ser submetido a fadiga ou estresse,inclusive térmico. A Arquitetura, como uma de suas funções, deve oferecercondições térmicas compatíveis ao conforto térmico humano no interior dosedifícios, sejam quais forem as condições climáticas externas.

Por outro lado, a intervenção humana, expressa no ato de construir seusespaços internos e externos, altera as condições climáticas locais, das quais, porsua vez, também depende a resposta térmica da edificação.

As principais variáveis climáticas de conforto térmico são temperatura,umidade e velocidade do ar e radiação solar incidente. Guardam estreitasrelações com regime de chuvas, vegetação, permeabilidade do solo, águassuperficiais e subterrâneas, topografia, entre outras características locais quepodem ser alteradas pela presença humana.

As exigências humanas de conforto térmico estão relacionadas com ofuncionamento de seu organismo, cujo mecanismo, complexo, pode ser, grossomodo, comparado a uma máquina térmica que produz calor segundo sua ativi-dade. O homem precisa liberar calor em quantidade suficiente para que suatemperatura interna se mantenha da ordem de 37°C — homeotermia.

Quando as trocas de calor entre o corpo humano e o ambiente ocorremsem maior esforço, a sensação do indivíduo é de conforto térmico e sua capaci-dade de trabalho, desse ponto de vista, é máxima. Se as condições térmicasambientais causam sensação de frio ou de calor, é porque nosso organismo estáperdendo mais calor ou menos calor que o necessário para a manutenção dahomeotermia, a qual passa a ser conseguida com um esforço adicional quesempre representa sobrecarga, com queda do rendimento no trabalho, até olimite, sob condições de rigor excepcionais, perda total de capacidade pararealização de trabalho e/ou problemas de saúde.

Considerando que as diferenças climáticas da Terra são basicamenteadvindas da energia solar, torna-se indispensável a posse de elementos para

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avaliar qual a carga térmica que determinada edificação ou espaço ao ar livrereceberá nas diversas horas do dia e nas várias épocas do ano.

A Geometria da Insolação fornece um instrumental, a partir de gráficossimplificados, para mensurar os horários de insolação para distintas orientaçõesde paredes em cada latitude particular.

A determinação gráfica de sombras é importante, principalmente em áreasurbanas, visto que em grande parte do dia os raios solares diretos podem serbarrados pelas construções vizinhas, modificando, portanto, o horário real deinsolação.

Não menos importante é a orientação das aberturas e dos elementostransparentes e translúcidos da construção, que permitem o contato com oexterior e a iluminação dos recintos. A proteção solar das aberturas por meio de“brise-soleil” ou quebra-sol é também um indispensável recurso para promoveros controles térmicos naturais.

Estabelecer os parâmetros relativos às condições de conforto térmicorequer incorporar, além das variáveis climáticas citadas, as temperaturas dassuperfícies presentes no ambiente e a atividade desenvolvida pelas pessoas.

O conhecimento das exigências humanas de conforto térmico e do clima,associado ao das características térmicas dos materiais e das premissas genéricaspara o partido arquitetônico adequado a climas particulares, proporciona condi-ções de projetar edifícios e espaços urbanos cuja resposta térmica atenda àsexigências de conforto térmico.

Como no processo criativo está sempre implícita uma nova proposta, ummétodo para a previsão do desempenho térmico, em nível quantitativo, é uminstrumento indispensável para verificação e possíveis ajustes ainda na etapa deprojeto.

A racionalização do uso da energia apresenta estreitos laços com aadequação da arquitetura ao clima, evitando ou reduzindo os sistemas de condi-cionamento artificial de ar, quer com a finalidade de refrigerar, quer com a deaquecer os ambientes. Os controles térmicos naturais propiciam a redução doexcesso de calor resultante no interior dos edifícios, minimizando, por vezes, osefeitos de climas excessivamente quentes.

O conhecimento do clima, aliado ao dos mecanismos de trocas de calore do comportamento térmico dos materiais, permite uma consciente intervençãoda arquitetura, incorporando os dados relativos ao meioambiente externo demodo a aproveitar o que o clima apresenta de agradável e amenizar seus aspectosnegativos.

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Imprimir a um edifício características que proporcionem uma respostatérmica ambiental conveniente não implica um acréscimo obrigatório de custode construção, mas, ao contrário, deve resultar em redução do custo de utilizaçãoe de manutenção, além de propiciar condições ambientais internas agradáveisaos ocupantes.

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O homem é um animal homeotérmico. Seu organismo é mantido a umatemperatura interna sensivelmente constante. Essa temperatura é da ordem de37°C, com limites muito estreitos — entre 36,1 e 37,2°C —, sendo 32°C o limiteinferior e 42°C o limite superior para sobrevivência, em estado de enfermidade.

O organismo dos homeotérmicos pode ser comparado a uma máquinatérmica — sua energia é conseguida através de fenômenos térmicos. A energiatérmica produzida pelo organismo humano advém de reações químicas internas,sendo a mais importante a combinação do carbono, introduzido no organismosob a forma de alimentos, com o oxigênio, extraído do ar pela respiração.

Esse processo de produção de energia interna a partir de elementoscombustíveis orgânicos é denominado metabolismo.

O organismo, através do metabolismo, adquire energia. Cerca de 20%dessa energia é transformada em potencialidade de trabalho. Então, termodina-micamente falando, a “máquina humana” tem um rendimento muito baixo. Aparcela restante, cerca de 80%, se transforma em calor, que deve ser dissipadopara que o organismo seja mantido em equilíbrio.

Tanto o calor produzido como o dissipado dependem da atividade que oindivíduo desenvolve. Em repouso absoluto — metabolismo basal —, o calordissipado pelo corpo, cedido ao ambiente, é de cerca de 75 W.

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A manutenção da temperatura interna do organismo humano relativamen-te constante, em ambientes cujas condições termo-higrométricas são as mais

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variadas e variáveis, se faz por intermédio de seu aparelho termorregulador, quecomanda a redução dos ganhos ou o aumento das perdas de calor através dealguns mecanismos de controle.

A termorregulação, apesar de ser o meio natural de controle de perdas decalor pelo organismo, representa um esforço extra e, por conseguinte, uma quedade potencialidade de trabalho.

O organismo humano experimenta sensação de conforto térmico quandoperde para o ambiente, sem recorrer a nenhum mecanismo de termorregulação,o calor produzido pelo metabolismo compatível com sua atividade.

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Quando as condições ambientais proporcionam perdas de calor do corpoalém das necessárias para a manutenção de sua temperatura interna constante, oorganismo reage por meio de seus mecanismos automáticos — sistema nervososimpático —, buscando reduzir as perdas e aumentar as combustões internas.

A redução de trocas térmicas entre o indivíduo e o ambiente se faz atravésdo aumento da resistência térmica da pele por meio da vasoconstrição, do arrepio,do tiritar.

O aumento das combustões internas — termogênese — se dá através dosistema glandular endócrino.

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Quando as perdas de calor são inferiores às necessárias para a manutençãode sua temperatura interna constante, o organismo reage por meio de seusmecanismos automáticos — sistema nervoso simpático —, proporcionandocondições de troca de calor mais intensa entre o organismo e o ambiente ereduzindo as combustões internas.

O incremento das perdas de calor para o ambiente ocorre por meio davasodilatação e da exsudação.

A redução das combustões internas — termólise — se faz através dosistema glandular endócrino.

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O organismo humano passa diariamente por uma fase de fadiga —catabolismo — e por uma fase de repouso — anabolismo. O catabolismo, sob oponto de vista fisiológico, envolve três tipos de fadiga:

a) física, muscular, resultante do trabalho de força;b) termo-higrométrica, relativa ao calor ou ao frio;c) nervosa, particularmente visual e sonora.

A fadiga física faz parte do processo normal de metabolismo. A fadigatermo-higrométrica é resultante do trabalho excessivo do aparelho termorregu-lador, pela existência de condições ambientais desfavoráveis, no tocante àtemperatura do ar, tanto com relação ao frio quanto ao calor, e à umidade do ar.

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Ao efetuar trabalho mecânico, os músculos se contraem. Tal contraçãoproduz calor. A quantidade de calor liberado pelo corpo, por essa razão, seráfunção do trabalho desenvolvido, podendo chegar a um máximo da ordem de1200 W, desde que por pouco tempo.

Esse calor é dissipado através dos mecanismos de trocas térmicas entre ocorpo e o ambiente, envolvendo as trocas secas — condução, convecção eradiação — e as trocas úmidas — evaporação. O calor perdido para o ambienteatravés das trocas secas é denominado calor sensível e é função das diferençasde temperatura entre o corpo e o ambiente. Já o calor perdido para o ambienteatravés das trocas úmidas é denominado calor latente e envolve mudança deestado de agregação — o suor, líquido, passa para o estado gasoso, de vapor,através da evaporação. Assim, o organismo perde calor para o ambiente sob duasformas: calor sensível e calor latente.

O Anexo 1 apresenta dados relativos ao calor dissipado pelo corpo, cedidoao ambiente, em função da atividade do indivíduo considerado médio e sadio.

Quando se considera que o indivíduo está vestido e calçado, o calordissipado por condução é pequeno. Se a superfície dos corpos presentes noambiente estiver a uma temperatura inferior à do sistema corpo-vestimente, hádissipação de calor por radiação (cerca de 40%).

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As trocas de calor por convecção dependem da diferença entre a tempe-ratura do ar e a do sistema corpo-vestimenta e da velocidade do ar em contatocom o sistema (cerca de 40%).

A transpiração à superfície da pele e nos pulmões, que constitui umfenômeno normal, e a exsudação, que é um recurso termorregulador, absorvemcalor do corpo. A possibilidade de perder calor por evaporação está limitada porduas condições:

• a quantidade máxima de suor que o organismo pode segregar na unidade detempo;

• a quantidade máxima de suor que, na unidade de tempo, pode ser evaporada.A quantidade de suor que pode ser segregada, na unidade de tempo, varia deindivíduo para indivíduo, inclusive com o grau de aclimatação e com o biotipo.A quantidade de suor que pode evaporar na unidade de tempo depende daumidade relativa e da velocidade do ar.

As perdas de energia representadas pelo calor latente correspondem àdissipação através das perdas de vapor d’água pela respiração ou pela perspira-ção, ou através da evaporação do suor, e equivalem ao calor que se libertariaproporcionando a condensação dessa quantidade de vapor d’água que se mantémno ar.

Segundo Gomes(30), através da respiração e da perspiração, para o adultomédio, a uma temperatura de 20°C, são retiradas as seguintes quantidades devapor d’água, fornecidas ao ambiente:

em repouso 45 g/hem trabalho leve 110 g/h

Mas, segundo Givoni(27), em casos extremos, e por um período de cercade meia hora, o corpo humano pode chegar a suar até 2,5 l/h.

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Sendo a pele o principal órgão termorregulador do organismo humano —a temperatura da pele —, é através dela que se realizam as trocas de calor. Atemperatura da pele é regulada pelo fluxo sangüíneo que a percorre — quantomais intenso o fluxo, mais elevada sua temperatura. Ao sentir desconfortotérmico, o primeiro mecanismo fisiológico a ser ativado é a regulagem vasomo-

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tora do fluxo sangüíneo da camada periférica do corpo, a camada subcutânea,através da vasodilatação ou vasoconstrição, reduzindo ou aumentando a resis-tência térmica dessa camada subcutânea. Outro mecanismo de termorregulaçãoda pele é a transpiração ativa, que tem início quando as perdas por convecção eradiação, somadas às perdas por perspiração insensível, são inferiores às perdasnecessárias à termorregulação. A transpiração ativa se faz por meio das glândulassudoríparas. Os limites da transpiração são as perdas de sais minerais e a fadigadas glândulas sudoríparas.

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A vestimenta representa uma barreira para as trocas de calor por convec-ção. A vestimenta, que mantém uma camada, mínima que seja, de ar parado,dificulta as trocas por convecção e radiação. Em clima seco, vestimentas ade-quadas podem manter a umidade advinda do organismo pela transpiração. Avestimenta funciona como isolante térmico — que mantém, junto ao corpo, umacamada de ar mais aquecido ou menos aquecido, conforme seja mais ou menosisolante, conforme seu ajuste ao corpo e conforme a porção de corpo que cobre.

A vestimenta adequada será função da temperatura média ambiente, domovimento do ar, do calor produzido pelo organismo e, em alguns casos, daumidade do ar e da atividade a ser desenvolvida pelo indivíduo.

A vestimenta reduz o ganho de calor relativo à radiação solar direta, asperdas em condições de baixo teor de umidade e o efeito refrigerador do suor.

Reduz, ainda, a sensibilidade do corpo às variações de temperatura e develocidade do ar. Sua resistência térmica depende do tipo de tecido, da fibra edo ajuste ao corpo, devendo ser medida através das trocas secas relativas de quema usa. Sua unidade, “clo”, equivale a 0,155 m2°C/W.

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As condições de conforto térmico são função, portanto, de uma série devariáveis. Para avaliar tais condições, o indivíduo deve estar apropriadamentevestido e sem problemas de saúde ou de aclimatação. É certo que as condiçõesambientais capzes de proporcionar sensação de conforto térmico em habitantesde clima quente e úmido não são as mesmas que proporcionam sensação deconforto em habitantes de clima quente e seco e, muito menos, em habitantes deregiões de clima temperado ou frio.

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A partir das variáveis climáticas do conforto térmico, e de outras variáveiscomo atividade desenvolvida pelo indivíduo considerado aclimatado e saudávele sua vestimenta, vem sendo desenvolvida uma série de estudos que procuramdeterminar as condições de conforto térmico e os vários graus de conforto oudesconforto por frio ou por calor. As variáveis do conforto térmico são diversase, variando diferentemente algumas delas ou até todas, as condições finais podemproporcionar sensações ou respostas semelhantes ou até iguais. Isso levou osestudiosos a desenvolver índices que agrupam as condições que proporcionamas mesmas respostas — os índices de conforto térmico.

O A.S.H.R.A.E.(5) considera, para os climas mais quentes da América doNorte, 25°C como temperatura ótima, podendo variar entre 23 e 27°C, sendoesses valores aplicáveis para:

• Velocidade do ar 0,5 m/s• Umidade relativa entre 30 e 70%• Inverno• Vestimenta normal• Pessoa sentada• Ocupação sedentária• Temperatura radiante média igual à temperatura do ar

Recomenda-se ainda:

• Acrescentar 2°C para velocidade do ar 0,25 m/s• Deduzir 1°C para umidade 90%• No verão, acrescentar 1°C• Para banheiro (ou similar) acrescentar 3 a 5°C• Deduzir até 5°C para ocupação ativa• Deduzir 3 a 5°C para áreas de trânsito

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Os primeiros estudos acerca da influência das condições termo-higromé-tricas sobre o rendimento no trabalho foram desenvolvidas pela Comissão

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Americana da Ventilação. Em 1916, presidida por Winslow, essa comissãoefetuou estudos e pesquisas com o objetivo de determinar a influência dascondições termo-higrométricas no rendimento do trabalho, visando, principal-mente, ao trabalho físico do operário, aos interesses de produção surgidos coma Revolução Industrial e às situações especiais de guerra, quando as tropas sãodeslocadas para regiões de diferentes tipos de clima. Esses estudos vieramconfirmar os resultados encontrados anteriormente por Herrington:

• para o trabalho físico, o aumento da temperatura ambiente de 20°C para 24°Cdiminui o rendimento em 15%;

• a 30°C de temperatura ambiente, com umidade relativa 80%, o rendimentocai 28%.

Observações acerca do rendimento do trabalho em minas, na Inglaterra,mostraram o seguinte: o mineiro rende 41% menos quando a Temperatura Efetivaé 27°C, com relação ao rendimento à Temperatura Efetiva de 19°C.

Foram também observadas variações de produção em indústrias, segundoa mudança das estações do ano, havendo, ainda, estudos que correlacionamambientes termicamente desconfortáveis com índices elevados de acidentes notrabalho.

Como pode ser visto nos itens relativos às exigências humanas, ascondições de conforto térmico são função da atividade desenvolvida pelo indi-víduo, da sua vestimenta e das variáveis do ambiente que proporcionam as trocasde calor entre o corpo e o ambiente. Além disso, devem ser consideradas outrasvariáveis como sexo, idade, biotipo, hábitos alimentares etc.

Os índices de conforto térmico procuram englobar, num parâmetro, oefeito conjunto dessas variáveis. E, em geral, esses índices são desenvolvidosfixando um tipo de atividade e a vestimenta utilizada pelo indivíduo para, a partirdaí, relacionar as variáveis do ambiente e reunir, sob a forma de cartas ounomogramas, as diversas condições ambientais que proporcionam respostasiguais por parte dos indivíduos.

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Os índices de conforto térmico foram desenvolvidos com base em dife-rentes aspectos do conforto e podem ser classificados como a seguir:

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• índices biofísicos — que se baseiam nas trocas de calor entre o corpo e oambiente, correlacionando os elementos do conforto com as trocas de calorque dão origem a esses elementos;

• índices fisiológicos — que se baseiam nas reações fisiológicas originadas porcondições conhecidas de temperatura seca do ar, temperatura radiante média,umidade do ar e velocidade do ar;

• índices subjetivos — que se baseiam nas sensações subjetivas de confortoexperimentadas em condições em que os elementos de conforto térmicovariam.

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A escolha de um ou outro tipo de índice de conforto deve estar relacionadacom as condições ambientais com a atividade desenvolvida pelo indivíduo, pelamaior ou menor importância de um ou de outro aspecto do conforto. Hácondições termo-higrométricas que podem, mesmo que apenas por algum tempo,ser consideradas como de conforto em termos de sensação e provocar distúrbiosfisiológicos ao fim desse tempo. É o caso, por exemplo, de indivíduos expostosa condições de baixo teor de umidade e que, não percebendo que estão transpi-rando porque o suor é evaporado rapidamente, não tomam líquido em quantidadesuficiente e se desidratam.

Existem cerca de três dezenas de índices de conforto térmico, porém, parafins de aplicação às condições ambientais correntes nos edifícios como habita-ções, escolas, escritórios etc., e para as condições climáticas brasileiras, serãoapresentados apenas três:

• Carta Bioclimática, de Olgyay(44);• Temperatura Efetiva, de Yaglou e Houghthen; ou Temperatura Efetiva Corri-

gida, de Vernon e Warner;• Índice de Conforto Equatorial ou Índice de Cingapura, de Webb(59).

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A Carta Bioclimática de Olgyay(44) — índice biofísico — foi desenvol-vida a partir de estudos acerca de efeitos do clima sobre o homem, quer ele estejaabrigado quer não, de zonas de conforto e de relações entre elementos de climae conforto.

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Foi construída tendo como ordenada a temperatura de bulbo seco e comoabscissa a umidade relativa do ar.

O Anexo 2 apresenta a Carta Bioclimática para habitantes de regiões declima quente, em trabalho leve, vestindo 1 “clo”, que corresponde a umavestimenta leve, cuja resistência térmica equivale a 0,15°C m2/W.

Na região central da Carta está delimitada a zona de conforto. As condi-ções de temperatura seca e de umidade relativa do ar podem ser determinadassobre a Carta.

Evidentemente, se os pontos determinados por essas variáveis se locali-zarem na zona de conforto, as condições apresentadas serão consideradas comode conforto. Se caírem fora da zona de conforto, há necessidade de seremtomadas medidas corretivas.

Se o ponto determinado pelas condições de temperatura de bulbo seco ede umidade relativa do ar cair acima da zona de conforto, será necessáriorecorrer-se ao efeito do movimento do ar.

Se a temperatura seca do ar é elevada mas a umidade é baixa, o movimentodo ar pouco favorece.

Quanto à região abaixo do limite inferior da zona de conforto, as linhasrepresentam a radiação necessária para atingir a zona de conforto, quer emtermos de radiação solar quer em termos de aquecimento do ambiente.

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A Temperatura Efetiva, de Yaglow e Houghten, de 1923, foi definida pelacorrelação entre as sensações de conforto e as condições de temperatura, umi-dade e velocidade do ar, procurando concluir quais são as condições de confortotérmico. É um índice subjetivo. Essas correlações são apresentadas sob a formade nomograma.

Em 1932, Vernon e Warner apresentaram uma proposta de correção parao índice de Temperatura Efetiva, utilizando a temperatura do termômetro deglobo em vez de temperatura seca do ar, para base dos cálculos, posto que atemperatura de radiação, sendo superior ou inferior à temperatura seca do ar,proporciona alterações na sensação de conforto. Observam-se indicações dasduas escalas no nomograma do Anexo 3. A zona de conforto térmico delimitadasobre o nomograma de Temperatura Efetiva para pessoas normalmente vestidas,em trabalho leve e se referindo a habitantes de regiões de climas quentes, foiadaptada por Koenigsberger et alii (34).

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Esse nomograma, quando os dados disponíveis são de temperatura seca,ou do termômetro de globo, umidade e velocidade do ar, é normalmente utilizadoem conjunto com a Carta Psicrométrica, a qual fornecerá as correspondênciasentre a temperatura do termômetro de bulbo seco e a temperatura do termômetrode bulbo úmido, a partir dos dados de umidade relativa.

Os Anexos 4 e 5 apresentam as Cartas Psicrométricas para pressãoatmosférica normal (760 mm Hg), ao nível do mar, e para São Paulo (pressãoatmosférica 695,1 mm Hg).

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Webb(59) desenvolveu este índice para ser aplicado a habitantes de climastropicais, de preferência quente e úmido. Baseou-se em observações feitas emCingapura, em habitações correntes e em uma escala climática desenvolvidaespecialmente para condições tropicais, procurando correlacionar os valoresdessa escala com a sensação de calor, tendo incorporado dados referentes aoP4SR (Previsão da Produção de Suor em 4 horas, que é um índice fisiológicodesenvolvido por McArdle, do Royal Naval Research Establishment) e chegoua um nomograma semelhante ao da Temperatura Efetiva. Esse nomograma estáapresentado na figura 1 do Anexo 6.

O gráfico de conforto de Cingapura — figura 2, Anexo 6 — foi elaboradocom base em dados obtidos a partir da psicologia experimental e análise de testesaplicados em indivíduos completamente aclimatados na região. Esse gráficoindica a existência de um optimum em conforto na faixa de 25,5°C na escalaI.C.E.

Webb estende a aplicabilidade de seu índice e de seu gráfico de confortoa habitantes de regiões climáticas semelhantes a Cingapura, como, por exemplo,a Amazônia.

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Como pode ser observado, tanto a Carta Bioclimática como o nomogramade Temperatura Efetiva para pessoas em trabalho leve e o nomograma do Índicede Conforto Equatorial estão apresentados como uma “zona de conforto” deli-mitada sobre cada gráfico. Essas “zonas de conforto” devem ser encaradas comouma indicação e analisadas acerca de sua aplicabilidade às condições específicasde projeto e de realidade ambiental.

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Assim, é conveniente, para a aplicação dos índices, uma análise préviadas condições climáticas locais e as relações entre as variáveis consideradas naobtenção do índice e a respectiva “zona de conforto” determinada sobre osgráficos.

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Para a compreensão do comportamento térmico das edificações, é neces-sária uma base conceitual de fenômenos de trocas térmicas. Esse conhecimentopermite também melhor entendimento acerca do clima e do relacionamento doorganismo humano com o meio ambiente térmico.

As trocas térmicas entre os corpos advêm de uma das duas condiçõesbásicas:

• existência de corpos que estejam a temperaturas diferentes;• mudança de estado de agregação.

Corpos que estejam a temperaturas diferentes trocam calor, os mais“quentes” perdendo e os mais “frios” ganhando, sendo que o calor envolvido édenominado calor sensível.

No âmbito do conforto termo-higrométrico, o elemento que proporcionaas trocas térmicas por mudança de estado de agregação — sem mudança detemperatura — é a água, e apenas nos casos de passar do estado líquido para oestado de vapor e do estado de vapor para o estado líquido. O calor envolvidonestes mecanismos de troca é denominado calor latente.

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As trocas de calor que envolvem variações de temperatura são denomina-das trocas secas, em contraposição à denominação de trocas úmidas, relativa àstrocas térmicas que envolvem a água. Os mecanismos de trocas secas sãoconvecção, radiação e condução.

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Convecção: troca de calor entre dois corpos, sendo um deles sólido e ooutro um fluido (líquido ou gás).

A intensidade do fluxo térmico envolvido no mecanismo de troca porconvecção é:

qc = hc(t − θ) (W/m2)

onde:

qc — intensidade do fluxo térmico por convecção (W/m2);hc — coeficiente de trocas térmicas por convecção (W/m2°C);t — temperatura do ar (°C);θ — temperatura da superfície do sólido (parede) (°C),

sendo que t > θ ou θ > t.

As trocas de calor por convecção são ativadas pela velocidade do ar,quando se trata de superfícies verticais. Nesse caso, mesmo que o movimentodo ar advenha de causas naturais, como o vento, o mecanismo de troca entre asuperfície e o ar passa a ser considerado convecção forçada.

No caso de superfície horizontal, o sentido do fluxo desempenha impor-tante papel. Quando o fluxo é ascendente, há coincidência do sentido do fluxocom o natural deslocamento ascendente das massas de ar aquecidas, enquantono caso de fluxo descendente, o ar, aquecido pelo contato com a superfície,encontra nela mesma uma barreira para sua ascensão, dificultando a convecção— seu deslocamento e sua substituição por nova camada de ar à temperaturainferior à sua.

Para o coeficiente de trocas térmicas por convecção — hc —, no caso deconvecção natural, são adotados, segundo Croiset(15), os seguintes valores:

• para superfície horizontal, fluxo descendentehc = 1,2 (W/m2°C);

• para superfície verticalhc = 4,7 (W/m2°C);

• para superfície horizontal, fluxo ascendentehc = 7 (W/m2°C).

32

Para superfície vertical, hc varia de acordo com a velocidade do ar,segundo o gráfico apresentado na figura 1.

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Radiação: mecanismo de troca de calor entre dois corpos — que guardamentre si uma distância qualquer — atrevés de sua capacidade de emitir e deabsorver energia térmica. Esse mecanismo de troca é conseqüência da naturezaeletromagnética da energia, que, ao ser absorvida, provoca efeitos térmicos, oque permite sua transmissão sem necessidade de meio para propagação, ocor-rendo mesmo no vácuo.

O fluxo de calor envolvido nesse mecanismo de troca será:

qr = hr(θ − θr) (W/m2)

onde:

qr — intensidade do fluxo térmico por radiação (W/m2);hr — coeficiente de trocas térmicas por radiação (W/m2°C);θ — temperatura da superfície da parede considerada (°C);θr — temperatura radiante relativa às demais superfícies (°C).

Figura 1 — Variação do coeficiente de convecção hc com a velocidade do ar(parede vertical).Fonte: Croiset(15)

33

O coeficiente hr é um parâmetro simplificado, que resume todos os fatoresque interferem nas trocas de radiação, a saber: as temperaturas das superfícies,os aspectos geométricos e físicos das superfícies envolvidas e, principalmente,a emissividade térmica ε da superfície. A emissividade expressa a capacidade deuma superfície de emitir calor.

Para os materiais de construção correntes, sem brilho metálico, ε ≅ 0,9,pode-se adotar hr = 5 (W/m2°C).

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Condução: troca de calor entre dois corpos que se tocam ou mesmo partesdo corpo que estejam a temperaturas diferentes, como apresentado na figura 2,onde θe ≠ θi.

A intensidade do fluxo térmico por condução envolvido nesse mecanismode troca é:

qcd =λe

(θe − θi) (W/m2)

onde:

e — espessura da parede (m);θe — temperatura da superfície externa da envolvente (°C);θi — temperatura da superfície interna da envolvente (°C);λ — coeficiente e condutibilidade térmica do material (W/m°C).

Figura 2 — Trocas de calor por condução.

θiθeλ

INT.EXT.

e

34

Como eλ

= r, sendo r a resistência térmica específica da parede

(m2°C/W), tem-se:

qcd =(θe − θi)

r (W/m2)

O coeficiente de condutibilidade térmica do material — λ — é definidocomo sendo “o fluxo de calor que passa, na unidade de tempo, através da unidadede área de uma parede com espessura unitária e dimensões suficientementegrandes para que fique eliminada a influência de contorno, quando se estabelece,entre os parâmetros dessa parede, uma diferença de temperatura unitária” —Gomes(29). Este coeficiente depende de:

• densidade do material — a matéria é sempre muito mais condutora que o arcontido em seus poros;

• natureza química do material — os materiais amorfos são geralmente menoscondutores que os cristalinos;

• a umidade do material — a água é mais condutora que o ar.

O coeficiente λ varia com a temperatura, porém, para as faixas detemperatura correntes na construção, pode ser considerado como uma caracte-rística de cada material. A tabela do Anexo 7 apresenta, entre outros, os dadosrelativos ao coeficiente de condutibilidade térmica de diversos materiais deconstrução, representados por valores médios.

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As trocas térmicas que advêm de mudança de estado de agregação daágua, do estado líquido para o estado de vapor e do estado de vapor para o estadolíquido, são denominadas trocas úmidas, cujos mecanismos são evaporação econdensação.

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Evaporação: troca térmica úmida proveniente da mudança do estadolíquido para o estado gasoso. Para ser evaporada, passando para o estado de vapor,

35

a água necessita de um certo dispêndio de energia. Para evaporar um litro de águasão necessários cerca de 700 J.

A velocidade de evaporação é função do estado higrométrico do ar e desua velocidade. A uma determinada temperatura, o ar tem capacidade de conterapenas uma certa quantidade de vapor d’água, inferior ou igual a um máximodenominado peso do vapor saturante. Portanto, o grau higrométrico é a relaçãoentre o peso de vapor d’água contido no ar, a uma certa temperatura, e o peso devapor saturante do ar à mesma temperatura.

As cartas psicrométricas, apresentadas nos Anexos 4 e 5, fornecem dadosacerca do peso de vapor d’água contido no ar segundo sua temperatura. O pesode vapor saturante relativo a cada temperatura pode ser obtido na carta psicro-métrica por meio da linha da umidade relativa (U.R.) 100%, enquanto o peso devapor contido no ar, para cada condição de umidade relativa (U.R.) e para cadacondição de temperatura, pode ser obtido na mesma carta.

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Condensação: troca térmica úmida decorrente da mudança do estadogasoso do vapor d’água contido no ar para o estado líquido. Quando o grauhigrométrico do ar se eleva a 100%, a temperatura em que ele se encontra édenominada ponto de orvalho (conforme item 3.1.15) e, a partir daí, o excessode vapor d’água contido no ar se condensa — passa para o estado líquido.

A condensação é acompanhada de um dispêndio de energia. A condensa-ção de um litro d’água dissipa cerca de 700 J.

Se o ar, saturado de vapor d’água, entra em contato com uma superfíciecuja temperatura está abaixo da do seu ponto de orvalho, o excesso de vapor secondensa sobre a superfície, no caso de esta ser impermeável — condensaçãosuperficial —, ou pode condensar-se no interior da parede, caso haja porosidade.

A condensação superficial passageira em cozinhas e banheiros, noshorários de uso mais intenso, é considerada normal. Torna-se problemáticaquando se dá em paredes e principalmente em coberturas de baixa resistênciatérmica.

Um meio para evitar a condensação superficial consiste na eliminação dovapor d’água pela ventilação. Outro consiste em imprimir ao elemento daconstrução uma resistência térmica R adequada, que pode ser calculada atravésda expressão:

36

R =

te − titi − to

⋅ 1hi

(m2°C/W)

onde:

ti — temperatura do ar interno (°C);te — temperatura do ar externo (°C);to — temperatura do ponto de orvalho relativa a ti (°C);hi — coeficiente de condutância térmica superficial interna,

conforme item 2.1.8 (W/m2°C).

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A condutância térmica superficial engloba as trocas térmicas que se dãoà superfície da parede.

O coeficiente de condutância térmica superficial expressa as trocas decalor por convecção (item 2.1.2) e por radiação (item 2.1.3).

Assim, considerando-se a figura 3, onde se toma uma lâmina que separadois ambientes, um externo e outro interno, havendo diferenças de temperatura,as trocas térmicas superficiais poderão ser expressas através dos coeficientes decondutância térmica superficiais:

hc + hr =he — coeficiente de condutância térmica superficial externa (W/m2°C)hi — coeficiente de condutância térmica superficial interna (W/m2°C)

Figura 3 — Esquema explicativo dos coeficientes de condutância térmica superficial.

θiθe

INT.EXT.

te ti

he hi

37

Também os coeficientes he e hi são parâmetros simplificados, válidos paracondições convencionalmente simplificadas admitidas para hr.

Se he e hi são coeficientes de condutância térmica superficiais, as resis-

tências témicas superficiais serão 1he

e1hi

, externa e interna, respectivamente.

As tabelas do Anexo 8 apresentam valores de condutâncias e resistênciastérmicas superficiais para paredes externas e internas, consideradas de materiaiscorrentes e sujeitas a velocidades do ar de 2 m/s para superfícies externas e 0,5m/s para superfícies internas.

A tabela 1, Anexo 9, apresenta a variação da condutância térmica super-ficial externa he, segundo a velocidade do vento, para casos especiais e conheci-dos, posto que há um consenso em se adotar 2 m/s, ou, no máximo, 3 m/s, paraa velocidade do ar externo, em se considerando o meio urbano.

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Os espaços de ar confinados, portanto não ventilados, entre duas lâminasparalelas, apresentam resistência térmica que será função dos seguintes fatores:espessura da lâmina de ar, sentido do fluxo térmico e emissividade das superfíciesem confronto.

A tabela 2, Anexo 9, apresenta valores de resistência térmica de espaçosde ar (Rar) confinados entre duas lâminas paralelas.

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O coeficiente Global de Transmissão Térmica — K — engloba as trocastérmicas superficiais (por convecção e radiação) e as trocas térmicas através domaterial (por condução). Portanto, engloba as trocas de calor referentes a umdeterminado material segundo a espessura da lâmina, o coeficiente de conduti-bilidade térmica, a posição horizontal ou vertical da lâmina e, ainda, o sentidodo fluxo.

O coeficiente K quantifica a capacidade do material de ser atravessadopor um fluxo de calor induzido por uma diferença de temperatura entre doisambientes que o elemento constituído por tal material separa (W/m2°C). Defi-ne-se como sendo “o fluxo de calor que atravessa, na unidade de tempo, a unidadede área do elemento constituído do material, quando se estabelece uma diferençaunitária de temperatura entre o ar confinante com suas faces opostas”(30).

38

!�� A��@�*��*��

Para uma parede de material homogêneo e com espessura constante, ocoeficiente global de transmissão K é obtido em função de:

a) Trocas térmicas na superfície interna

q = hi (ti − θi) = (ti − θi)1/hi

(W/m2)

b) Trocas térmicas através do material

q =λ (θi − θe)

e=

(θi − θe)e/λ

(W/m2)

c) Trocas térmicas na superfície externa

q = he (θe − te) = (θe − te)1/he

(W/m2)

Igualando-se estas frações e admitindo-se que:

q = K(∆t) =∆t

1/K

então 1K

= 1hi

+ 1he

+ eλ

(m2°C/W)

sendo: 1K

= R — resistência térmica global da lâmina.

Os valores dos coeficientes de condutância térmica superficial he e hi, e

as resistências térmicas superficiais 1he

e 1hi

e inclusive de1he

+ 1hi

podem ser

encontrados na tabela do Anexo 8, e os valores dos coeficientes de condutibili-dade térmica λ dos materiais, na tabela do Anexo 7.

!��! A��@�*��*��

Nos casos de paredes heterogêneas, em que os elementos da construçãose constituem de várias camadas de materiais diferentes, a expressão de cálculo

39

considera essa heterogeneidade incluindo a somatória das relações espessura(e) / condutibilidade térmica (λ), ou do inverso das condutâncias, ou das resis-tências térmicas específicas das sucessivas camadas constituintes do elemento.

Então:

1K

= 1he

+e1

λ1+

e2

λ2+

e3

λ3+ … + 1

hi (m2°C/W)

Observe-se que uma das camadas pode ser um espaço de ar confinadoentre lâminas paralelas, e a parcela correspondente estará representada pelosvalores relativos às suas resistências térmicas em função da posição da parede edo sentido do fluxo, de acordo com a tabela 2, Anexo 9.

!��# A��@�*��*�� *��4��

Quando o elemento da construção não é heterogêneo em espessura masem superfície, o coeficiente global de transmissão térmica pode, em cálculosimplificado, ser determinado considerando-se a decomposição do elemento emáreas parciais — A1, A2 ... — correspondentes às zonas diferenciadas, determi-nando-se os coeficientes — K1, K2 ... — correspondentes a essas áreas parciaise estabelecendo-se a média ponderada:

Figura 4 — Esquema explicativo para determinação de K para paredesheterogêneas em espessura.

θiθe

INT.EXT.

te tihe hi

λ1 λ3λ2

e2 e3e1

40

K =K1A1 + K2A2 + …

A1 + A2 + … (W/m2°C)

Essa hipótese não é válida quando os materiais têm K com diferençasacentuadas.

Num vedo composto por painéis com alguma isolação, porém interligadospor elementos de alta condutância, ocorrem fluxos térmicos no plano do vedo,provocando as chamadas pontes térmicas, que são responsáveis por grandesfluxos de calor, quando comparados aos fluxos através dos elementos isolantes,e representam uma incoerência de projeto.

!�! ��*��

O Sol, importante fonte de calor, incide sobre o edifício representandosempre um certo ganho de calor, que será função da intensidade da radiaçãoincidente e das características térmicas dos paramentos do edifício.

Os elementos da edificação, quando expostos aos raios solares, diretos oudifusos, ambos radiação de alta temperatura, podem ser classificados como: a)opacos; b) transparentes ou translúcidos.

!�!�� /��*��*��

No caso de uma parede opaca exposta à radiação solar e sujeita a umadeterminada diferença de temperatura entre os ambientes que separa, os meca-nismos de trocas podem ser esquematizados como na figura 5.

A intensidade do fluxo térmico (q) que atravessa essa parede, por efeitoda radiação solar incidente e da diferença de temperatura do ar:

q = K (te +αIg

he− ti) (W/m2)

onde:

K — coeficiente global de transmissão térmica (W/m2°C);te — temperatura do ar externo (°C);α — coeficiente de absorção da radiação solar;Ig — intensidade de radiação solar incidente global (W/m2);

41

he — coeficiente de condutância térmica superficial externa (W/m2°C);

ti — temperatura do ar interno (°C).

A expressão anterior pode ser disposta da seguinte forma:

q =KαIg

he+ K(te − ti) (W/m2)

A parcela KαIg

he se refere ao ganho de calor solar, sendo

αkhe

= Sop, fator

de ganho solar de material opaco, enquanto a parcela K(∆t) corresponde às trocasde calor por diferença de temperatura, podendo representar ganho, quando te > ti,ou perda, quando ti > te.

A tabela 1, Anexo 10, apresenta valores de ε (emissividade térmica), pararadiação solar, e de α e ε para temperaturas entre 10 e 40°C, para diversosmateriais de construção. Para uma mesma gama de comprimento de onda, daradiação incidente e da radiação emitida, α = ε.

Figura 5 — Trocas de calor através de paredes opacas.

Radiação Solar

Fluxo da radiação solarabsorvida e dissipadapara o exterior

Radiação solarrefletida EXT. INT.

Fluxo da radiação solarabsorvida e dissipada parao interior

θi

θe

te

ti

he

hi

e⁄λ

ρIg

Ig

42

A tabela 2, Anexo 10, apresenta valores de α, para radiação solar, emfunção da cor da pintura externa.

!�!�! ��/��*��*��<��

No caso de uma parede transparente ou translúcida exposta à incidênciada radiação solar e sujeita a uma determinada diferença de temperatura entre osambientes que separa, os mecanismos de troca podem ser esquematizados comona figura 6.

A intensidade do fluxo térmico (q) que atravessa uma parede transparenteou translúcida, deve incorporar, em comparação com a parede opaca, a parcelaque penetra por transparência (τ Ig). Assim sendo, tem-se:

q =

αKhe

+ τ Ig + K(∆t) (W/m2)

Figura 6 — Trocas de calor através de superfícies transparentes ou translúcidas.

ρIg

Parcela que penetrapor transparência

Radiação solar refletida

Parcela de αIgdissipada para o interiorParcela de αIg

dissipada para o exterior

Radiação solar

EXT. INT.

te

ti

he

τIg

Ig

43

sendo αKhe

+ τ = Str (fator solar).

O fator solar se refere à radiação solar global.A parcela K(∆t) se refere às trocas de calor por diferença de temperatura

e representa ganho quando te > ti e perda quando ti > te.

Para o vidro comum:

α = 0,07, K = 5,7 (W/m2°C)

ρ = 0,08, 1/he = 0,05 (m2/°CW)

τ = 0,85, Str = 0,86

A tabela 1, Anexo 11, apresenta valores de fator solar de diversos vidros.O fator solar é utilizado também para expressar a proteção solar conse-

guida através de elementos quebra-sol, persianas, cortinas etc.

!�!�# ��*��79 ��B��;8

O controle da insolação através de elementos de proteção solar —quebra-sol (“brise-soleil”) — representa um importante dispositivo para o pro-jeto do ambiente térmico.

O quebra-sol pode ser utilizado tanto para a proteção de paredes transpa-rentes ou translúcidas como para o caso de paredes opacas leves.

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A presença de uma placa quebra-sol (“brise-soleil”) diante de uma paredeopaca vai ocasionar uma série de mecanismos de trocas, conforme esquematiza-ção na figura 7.

A intensidade do fluxo térmico que atravessa a parede opaca protegidapor um quebra-sol será:

q = K (te +α∗Ig

he− ti) (W/m2)

ou q = Kα∗Ig

he+ K(∆t) (W/m2)

44

sendo α* denominado fator fictício de absorção da radiação solar de uma paredeopaca protegida por quebra-sol.

O valor de α* será função das características da proteção solar e variainclusive com a orientação da parede a ser protegida, com a latitude do local ondeestá situado o edifício e com a época do ano.

Segundo Croiset(15), α* pode, a partir de alguns casos estudados, assumiros seguintes valores:

a) quebra-sol contínuo, vertical, diante de parede vertical, a 30 cm,sem características especiais do material e acabamentos: 0,20 a 0,25

b) quebra-sol contínuo, vertical, diante de parede vertical, a 30 cm,com R ≅ 0,6 m2°C/W, face externa branca e face interna poucoemissiva: 0,15 a 0,10

c) quebra-sol de lâminas verticais colocado diante de paredevertical: variável

d) beirais e quebra-sol de lâminas horizontais: variável

Figura 7 — Proteção solar de paredes opacas.

αIg

Parcela de αIgdissipada atravésda parede

Parcela de αIgdissipada para o exterior

Radiação solar

IgParcela de αIg dissipada, porventilação da lâmina de ar

Radiação solarrefletida

ρIg

quebra-sol

paredeopaca

45

e) cobertura com sombreamento de um quebra-sol contínuo, a 30cm: 0,15 a 0,20

f) cobertura com sombreamento de quebra-sol contínuo, a 30 cm,face externa clara, face interna pouco emissiva, materialisolante: 0,05

O quebra-sol de lâminas verticais colocado diante de uma parede verticalproporcionará α* com valores sempre mais elevados que os contínuos, devidoàs diversas reflexões dos raios solares incidentes sobre as placas.

O beiral deve ser analisado sob o ponto de vista de sua eficiênciageométrica. Fatores como absorção, isolação e emissividade têm menor impor-tância. A continuidade da proteção horizontal impede a ventilação da camada dear próxima à parede, tornando a proteção menos eficiente.

Se os beirais são constituídos por várias lâminas horizontais, a ventilaçãoe o desvio dos raios refletidos proporcionam maior eficiência e o fator α* podevariar entre 0,20 e 0,50, segundo a parede seja clara ou escura e, no caso deconstrução térrea, o solo seja pouco ou muito refletor.

No caso de sombreamento de cobertura, a transmissão térmica se dá àsemelhança da proteção de paredes verticais, sendo que a ventilação entre acobertura e a placa de proteção pode produzir melhores efeitos.

!�!�& ,��*��*��<��

A proteção solar de paredes transparentes ou translúcidas pode ser feitaatravés de dispositivos externos e internos, sendo que, em caso de vidro duplo,por exemplo, pode até se localizar entre os dois vidros. Por outro lado, a proteçãoexterna normalmente tende a ser mais eficiente, posto que barra a radiação solarantes de sua penetração por transmissividade através do material. Porém, comoa proteção solar é projetada segundo a especificidade de cada edifício, de acordocom sua localização, função e orientação, há casos em que a proteção internapode ser mais adequada.

A proteção solar de paredes transparentes ou translúcidas, para os doiscasos mais correntes, de proteção externa ou interna, pode ser esquematizadasegundo as figuras 8 e 9.

Observe-se que, no caso da figura 8 — quebra-sol externo —, a parcelado calor que penetra no ambiente é menor que no caso do quebra-sol interno, já

46

Figura 8 — Ganhos de calor através de parede transparente (supondo transparência100% e proteção opaca 100%), com proteção externa.

Figura 9 — Ganhos de calor através de parede transparente (supondo transparência100% e proteção opaca 100%), com proteção interna.

Parcela de αIgdissipada atravésda parede (e, λ)

quebra-sol


Radiação solar

Ig Parcela de αIg dissipada por ventilação

Radiação refletida

ρIg

PROTEÇÃO EXTERNA


Radiação solar

Ig

Parcela de αIgdissipada atravésda proteção

Radiação refletida

ρIg

PROTEÇÃO INTERNA

Parcela de αIgdissipada para ointerior

EFEITO ESTUFA

47

que o vidro, não sendo transparente para radiação de baixa temperatura (ondalonga), funciona como barreira — efeito estufa — resultando, assim, maiorradiação no interior do recinto.

Quanto aos mecanismos de trocas térmicas, ocorrem da mesma maneiraque no caso da proteção de paredes opacas, e o fluxo de calor envolvido noprocesso pode ser assim formulado:

q = K (te +αIg

he− ti) (W/m2)

ou q = Str ⋅ Ig + K(∆t) (W/m2)

A tabela 2, Anexo 11, representa valores de fator solar para proteções devidraças com dispositivos tipo persianas, venezianas e cortinas.

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À inércia térmica estão associados dois fenômenos de grande significadopara o comportamento térmico do edifício: o amortecimento e o atraso da ondade calor, devido ao aquecimento ou ao resfriamento dos materiais. A inérciatérmica depende das características térmicas da envolvente e dos componentesconstrutivos internos.

Quando, por exemplo, a temperatura exterior, suposta inicialmente igualà temperatura interior, se eleva, um certo fluxo de calor penetra na parede. Essefluxo não atravessa a parede imediatamente, antes aquecendo-a internamente.

Tal fluxo, se comparado com uma parede fictícia de peso nulo, atravessaa parede com um certo atraso e amortecido, conforme a figura 10. O atraso e oamortecimento, juntos, compõem a inércia térmica, a qual é função da densidade,da condutibilidade e da capacidade calorífica da parede. A capacidade caloríficada parede é expressa através do fator denominado calor específico, que se medepela quantidade de calor necessária para fazer elevar de uma unidade de tempe-ratura, a sua unidade de massa (J/kg°C).

A tabela do Anexo 7 apresenta, entre outros dados, valores de calorespecífico de diversos materiais de construção.

48

!�!�+ ��

Para a avaliação da inércia térmica da construção, recorre-se ao conceitode superfície equivalente pesada — que é igual à somatória das áreas dassuperfícies de cada uma das paredes interiores, inclusive piso e teto, multiplica-das por um coeficiente que será função do peso da parede e da resistência térmicade seus revestimentos — em relação à área do piso do local.

Uma parede apresenta maior ou menor inércia segundo seu peso e suaespessura. Mas os revestimentos desempenham importante papel, pois revesti-mentos isolantes reduzem as trocas de calor com a parede e reduzem sua inércia.

Croiset(15) apresenta um método simplificado para apreciação da inérciade uma parede interior (inclusive piso e teto), que consiste em aplicar umcoeficiente igual a 1, 2⁄3, 1⁄3 ou 0, segundo o seu peso e a resistência térmica doseu revestimento, conforme a tabela na página seguinte:

Figura 10 — Esquema explicativo do fenômeno da inércia térmica de umaparede real (q2) e de uma parede fictícia de peso nulo (q1).

49

Resistência térmica do revestimento (m°C/W)

inferiora 0,15

entre0,15 e 0,50

superiora 0,50

Parede pesando + de 200 kg/m2 1 2⁄3 0

Parede pesando entre 200 e100 kg/m2

2⁄3 1⁄3 0

Parede pesando entre 100 e500 kg/m2

1⁄3 0 0

Parede pesando mais de50 kg/m2

0 0 0

Como uma parede (inclusive piso e teto) divide dois ambientes, conside-ra-se apenas a metade de sua espessura, posto que a outra metade será conside-rada como do recinto vizinho.

A inércia do recinto considerado pode ser então classificada, segundo ovalor da relação base superfície equivalente pesada / área do piso do local:

— inferior a 0,5 inércia muito fraca— entre 0,5 e 1,5 inércia fraca— superior a 1,5 e sem cumprir a condição

definida para inércia forte inércia média— superior a 1,5 e se a metade das paredes

pesar mais de 300 Kg/m2 inércia forte

O amortecimento e o atraso serão tanto maiores quanto maior for a inérciada construção. Considera-se que a construção está assentada diretamente sobreo solo ou erguida sobre laje de grande espessura.

Podem ser adotados os seguintes valores para o amortecimento:

— para construção de inércia muito fraca m = 0,4;— para construção de inércia fraca m = 0,6;— para construção de inércia média m = 0,8;— para construção de inércia forte m = 1,0.

50

A figura 11 apresenta um exemplo de curvas de variação de temperaturasexternas e interna de um recinto, sem considerar os ganhos de calor solar, masapenas as trocas relativas às diferenças de temperatura, que representam ganhosdurante as horas em que a temperatura externa é maior que a temperatura interna(te > ti) e perdas de calor, durante as horas em que a temperatura interna é maiorque a temperatura externa (ti > te).

Figura 11 — Exemplo de curvas de variação de temperaturasexterna e interna de um recinto.

51

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Adequar a arquitetura ao clima de um determinado local significa cons-truir espaços que possibilitem ao homem condições de conforto, conformeindicadas no capítulo 1. À arquitetura cabe, tanto amenizar as sensações dedesconforto impostas por climas muito rígidos, tais como os de excessivos calor,frio ou ventos, como também propiciar ambientes que sejam, no mínimo, tãoconfortáveis como os espaços ao ar livre em climas amenos.

Dentre as variáveis climáticas que caracterizam uma região, podem-sedistinguir as que mais interferem no desempenho térmico dos espaços construí-dos: a oscilação diária e anual da temperatura e umidade relativa, a quantidadede radiação solar incidente, o grau de nebulosidade do céu, a predominância deépoca e o sentido dos ventos e índices pluviométricos.

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Os valores dessas variáveis se alteram para os dintintos locais da Terraem função da influência de alguns fatores como circulação atmosférica, distri-buição de terras e mares, relevo do solo, revestimento do solo, latitude e altitude.

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A radiação solar é uma energia eletromagnética, de onda curta, que atingea Terra após ser parcialmente absorvida pela atmosfera.

A maior influência da radiação solar é na distribuição da temperatura doglobo. As quantidades de radiação variam em função da época do ano e da

53

latitude. Este fenômeno pode ser melhor elucidado se examinarmos o movimentoaparente do Sol em relação à Terra.

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Para um observador situado na Terra, o Sol, aparentemente, se movimentaao longo dos dias ao redor da Terra, variando a inclinação dos raios em funçãoda hora e da época do ano.

A Terra, para efeitos práticos, é considerada como sendo uma esfera. AFigura 12 representa esta esfera de centro C, pelo qual passa um eixo imagináriodenominado eixo polar, ao redor do qual a Terra gina. O ponto PN é definidocomo sendo o Pólo Norte e o ponto PS, o Pólo Sul. O círculo definido pelaintersecção do plano que passa pelo centro C e é perpendicular ao eixo polar e àesfera terrestre é o Equador terrestre.

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A posição de uma localidade A sobre a Terra pode ser especificada a partirde sua latitude e de sua longitude. A longitude é medida com relação aoMeridiano de Greenwich. Esse meridiano é, por definição, o semicírculo quepassa pelos pólos e pelo observatório de Greenwich, situado na Inglaterra. Assim,

Figura 12 — A esfera terrestre e as coordenadas do ponto A.

54

a longitude do ponto A é indicada na Figura 12 pelo ângulo φ1. As longitudes sãomedidas de 0° a 180°, a leste ou a oeste do Meridiano de Greenwich.

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A latitude é medida a partir do Equador, imaginando-se que cada pontoda superfície da Terra esteja contido em um semicírculo paralelo ao Equador edistante deste segundo um ângulo definido pela altura do círculo, ou seja, peloângulo φ2. Mede-se a latitude de 0° a 90° e se dirá que ela é Norte, se estiveracima da linha do Equador, e Sul, se estiver abaixo.

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Se o eixo imaginário que une os pólos fosse perpendicular ao plano daeclíptica, que é o plano de translação da Terra ao redor do Sol, cada ponto situadosobre a sua superfície veria o Sol, ao longo do ano, numa mesma posição. Massendo esse eixo inclinado aproximadamente 23 1⁄2° em relação à normal, con-forme representado na figura 13, o Sol, aparentemente, percorrerá uma regiãodo céu correspondente, na Terra, àquela compreendida entre os trópicos deCâncer e Capricórnio, com uma duração de seis meses em cada sentido.

Figura 13 — Posição da Terra em relação ao Sol, nos solstícios.

plano da eclíptica

21.06

23 1⁄2° 23 1⁄2°

21.12

55

Assim, no dia 21 de junho, às 12 horas, o Sol atingirá perpendicularmenteo Trópico de Câncer, ponto máximo de seu percurso do Hemisfério Norte, e nodia 22 de dezembro atingirá, também às 12 horas, o Trópico de Capricórnio,limite de sua trajetória no Hemisfério Sul. Esses dois dias típicos são denomi-nados solstícios, sendo de inverno, se o ponto geográfico do observador situar-seem hemisfério oposto ao sol, e de verão, se estiver no mesmo hemisfério.

Os dias 23 de setembro e 22 de março são denominados de equinócios, ese caracterizam pela passagem do Sol pelo Equador terrestre, o que resulta naduração do dia igual à da noite para qualquer ponto da Terra.

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A latitude de uma região, associada à época do ano, vai determinar oângulo de incidência dos raios de sol com relação ao plano do horizonte do lugar.

Tomemos como exemplo as localidades A e B indicadas no esquemasimplificado do movimento aparente do Sol, representado na Figura 14.

Figura 14 — Radiação solar e latitude.

PS

PN

TRÓPICO DE CAPRICÓRNIO

TRÓPICO DE CANCER

EQUADOR

PLANO HORIZ.OBSERV. B

PLANO HORIZ.OBSERV. A

B

A

DIREÇÃO DOSEIXOS SOLARES

II

I

56

Admitindo-se a lei da Física, segundo a qual a quantidade de radiaçãosolar recebida por uma superfície é proporcional ao co-seno do ângulo que osraios solares fazem com a normal ao plano desta superfície, é evidente que, parao sol na posição I, a localidade A receberá maior quantidade de radiação que aB. Do mesmo modo, a localidade A receberá maior radiação quando o Sol estiver,numa determinada época do ano, na posição I, do que quando em outra data,localizado na posição II. Pode-se então afirmar que quanto maior for a latitudede um local, menor será a quantidade de radiação solar recebida e, portanto, astemperaturas do ar tenderão a ser menos elevadas.

#��0 A��

Outro fator climático que interfere significativamente na variação datemperatura nas diversas regiões da Terra é o da não-uniformidade de distribuiçãode massas de terra e mar ao longo dos paralelos.

O calor específico da água é aproximadamente o dobro do da terra. Seconsiderarmos que o calor específico de uma substância é definido como sendoa quantidade de energia necessária para elevar de um grau (Celsius) a temperaturade uma unidade de massa, a água necessita de quase o dobro de energia térmicaque a terra, para uma mesma elevação de temperatura. Portanto, ao se esfriar, aágua também perde grande quantidade de energia.

Essa camada de ar úmido, que paira sobre os oceanos, tem capacidade dereceber e de reter calor. Isto faz com que os oceanos sejam uma grande parte dareserva do calor mundial, tornando-se mais frescos no verão e mais quentes noinverno, em relação aos continentes, numa mesma latitude.

Nesse sentido, se compararmos duas faixas do globo situadas entre asmesmas latitudes, mas em hemisférios opostos, por exemplo, entre 0° e 30°,observaremos que a região situada no hemisfério norte possui menos mares doque a do hemisfério sul. Como resultado deste fenômeno denominado Continen-talidade teremos que os invernos serão mais frios e os verões mais quentes, emvalores médios, no hemisfério norte, pois grandes massas de água são afetadasmais lentamente que as de terra.

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As curvas isotérmicas do globo (Fig. 15) indicam que na faixa ao longodo Equador, onde há mais equilíbrio entre as superfícies de terra e mar, as curvas

57

Figura 15 — Curvas isotérmicas a nível do mar, em janeiro.O traço grosso indica o Equador Térmico. Fonte: Albá Lleras(2).

58

Figura 15-A — Curvas isotérmicas a nível do mar, em julho.O traço grosso indica o Equador Térmico. Fonte: Albá Lleras(2).

59

oscilam com maior regularidade. Do mesmo modo que no hemisfério sul, emlatitudes altas, quase sem continentes, as isotérmicas também acompanham osparalelos.

Já no hemisfério norte, devido aos excessivos recortes entre continentese oceanos, há uma grande variação das isotérmicas com relação aos paralelos.

Nota-se também que o Equador Térmico médio anual, ou seja, a linhaindicativa da zona de máxima temperatura, se desvia para aproximadamente5°N.

O efeito da continentalidade, entre outros fatores, é o mais significativoneste deslocamento do Equador Térmico, pois os valores mais elevador detemperaturas do ar se registram nos continentes entre as latitudes 23°N e10°/15°S.

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As brisas terra-mar, sentidas em regiões litorâneas, também são explica-das a partir da diferença do calor específico entre ambos.

Durante o dia, a terra aquece-se mais rapidamente que a água, e o ar, aoascender da região mais fria para a mais quente, forçará uma circulação da brisamarítima no sentido mar-terra. À noite este sentido se inverterá, pois a água, pordemorar mais a esfriar que a terra, encontrar-se-á momentaneamente maisquente, gerando uma brisa terra-mar (figuras 16 e 17).

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A topografia também afeta a temperatura do ar, a nível local. Além danatural diferença de radiação solar recebida por vertentes de orientações distin-tas, um relevo acidentado pode se constituir em barreira aos ventos, modificando,muitas vezes, as condições de umidade e de temperatura do ar em relação à escalaregional.

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O revestimento do solo interferirá nas condições climáticas locais, poisquanto maior for a umidade do solo, maior será a sua condutibilidade térmica.O ar é um mau condutor térmico, de modo que um solo pouco úmido se esquenta

60

Figura 16 — Brisa diurna mar-terra.

Figura 17 — Brisa noturna terra-mar.

DIA

– quente

TERRA

BRISA

MAR

+ quente

+ quente

TERRA

BRISA

MAR

– quente

61

mais depressa durante o dia, mas à noite devolverá o calor amarzenado rapida-mente, provocando uma grande amplitude térmica diária.

Este fato é bastante significativo nas modificações climáticas sentidas anível urbano, uma vez que os materiais de revestimento do solo, não só noscalçamentos das ruas, mas a nível das edificações, alteram sobremaneira ascondições de porosidade e, conseqüentemente, de drenagem do solo, acarretandoalterações na umidade e pluviosidade locais.

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A umidade atmosférica é conseqüência da evaporação das águas e datranspiração das plantas.

Como definição de umidade absoluta tem-se que é o peso do vapor deágua contido em uma unidade de volume de ar (g/m3), e a umidade relativa é arelação da umidade absoluta com a capacidade máxima do ar de reter vapord’água, àquela temperatura.

Isto equivale a dizer que a umidade relativa é uma porcentagem daumidade absoluta de saturação.

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A umidade relativa varia com a temperatura do ar, diminuindo com oaumento desta.

Quando o ar contendo uma certa quantidade de água é esfriado, suacapacidade de reter água é reduzida, aumentando a umidade relativa até se tornarsaturado — com umidade 100%. A temperatura na qual esse ar se satura édenominada temperatura do ponto de orvalho — na linha de umidade 100% nascartas psicrométricas, Anexos 4 e 5. Qualquer esfriamento abaixo dessa tempe-ratura causa condensação de vapor.

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A condensação do vapor d’água, em forma de chuva, provém, em grandeparte, de massas de ar úmido em ascensão, esfriadas rapidamente por contatocom massas de ar mais frias.

62

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A quantidade de radiação solar que atinge o solo depende também daporcentagem de recobrimento e da espessura das nuvens no céu. A nebulosidade,se for suficientemente espessa e ocupar a maior parte do céu, pode formar umabarreira que impede a penetração de parte significativa da radiação solar direta.Do mesmo modo, pode dificultar a dissipação na atmosfera do calor desprendidodo solo à noite.

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A nível do globo, o determinante principal das direções e característicasdos ventos é a distribuição sazonal das pressões atmosféricas. A variação daspressões atmosféricas pode ser explicada, entre outros fatores, pelo aquecimentoe esfriamento das terras e mares, pelo gradiente de temperatura no globo e pelomovimento de rotação da Terra.

Denomina-se pressão atmosférica a ação exercida pela massa de ar queexiste sobre as superfícies.

A variação de temperatura do ar no globo provoca deslocamentos demassas de ar, pois, se a Terra não girasse sobre si mesma, o movimento do arseria constante e ascendente dos pólos para o Equador. O movimento de rotaçãoda Terra provoca uma força desviadora dessas direções (denominada Força deCoriolis).

Sobre cada hemisfério há cintos de alta e baixa pressão atmosférica,podendo ser permanentes ou cíclicos. O cinto equatorial é a principal região debaixa pressão, sendo mantido durante todo o ano. Nas latitudes tropicais deambos os hemisférios há cintos de alta pressão que se deslocam no verão nadireção dos pólos e no inverno para o Equador. As regiões polares são regiões dealta pressão, permanentes, mas menores que a dos cintos subtropicais.

Como resultado têm-se três cintos globais de ventos em cada hemisfério:os alíseos, os de oeste e os polares, representados na Figura 18.

Os ventos alíseos, que são os mais importantes para o Brasil, são originá-rios nas regiões subtropicais de alta pressão, nos dois hemisférios situados entre30° e 35° de latitude, dirigindo-se para SO no hemisfério norte e NO nohemisfério sul, formando o cinto de calmas equatoriais de baixa pressão, ao longodo Equador.

63

Figura 18 — Diagrama dos ventos no globo terrestre.Fonte: Koenigsberger et alii(34).

VE

NT

OS

POL

AR

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NT

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ES

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64

Os ventos de oeste têm suas origens nas regiões subtropicais, mas sedeslocam através das regiões subárticas de baixa pressão.

Os ventos polares são formados pelas massas de ar frio nas regiões polarese árticas de alta pressão.

A nível local, essas correntes de ar sofrem a influência da topografia, dasdiferenças de temperaturas causadas por diversos revestimentos do solo e davegetação.

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As distinções entre os tipos de climas poderiam ser tão diversificadasquanto as combinações entre os vários elementos climáticos.

Dentre os vários sistemas de classificação de climas, os mais difundidossão os de Koppen, Atkinsons, Thornthwaite, Mahoney, entre outros.

Para efeito da arquitetura, os dados climáticos mais significativos são osrelativos às variações, diárias e anuais, da temperatura do ar e os índices médiosde umidade relativa e precipitações atmosféricas e, quando disponível, a quan-tidade de radiação solar.

O Anexo 12 apresenta um mapeamento climatológico do Brasil, baseadono do IBGE — “Brasil/Climas”, de 1978. Esse mapa simplificado contémelementos suficientes para se estabelecerem parâmetros quanto à adequação daarquitetura a qualquer região brasileira, mesmo não expressando, pela sua escala,variações climáticas locais detalhadas.

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Uma aglomeração urbana não apresenta, necessariamente, as mesmascondições climáticas relativas ao macroclima regional na qual está inserida. Estasalterações estão diretamente relacionadas com o tamanho e setores predominan-tes de atividade do núcleo urbano e podem ser dimensionadas através deavaliação comparativa com o clima do campo circunvizinho.

As modificações climáticas podem ser tais que as áreas urbanas, notada-mente as maiores, resultem em verdadeiras Ilhas de Calor.

65

Tais ilhas de calor, basicamente, são geradas a partir das modificaçõesimpostas à drenagem do solo, notadamente pelo seu revestimento por superfíciede concreto e asfalto.

Além desse fator, as cidades também são produtoras de calor. Nelas seinstalam grandes quantidades de equipamentos termoelétricos e de combustãopara a produção de mercadorias e transportes de pessoas e cargas. Interferem,ainda, as verdadeiras massas de edificação que modificam o curso natural dosventos, prejudicando a ventilação natural no interior do núcleo. Além disso, apoluição gerada em um meio urbano modifica as condições do ar quanto a suacomposição química e odores.

A quantidade de radiação solar recebida pelas diversas edificações inse-ridas numa cidade vai variar com relação às posições das edificações vizinhas,as quais podem constituir barreiras umas às outras ao sol e ao vento.

Por outro lado, as condições para que ocorra precipitação em forma dechuva são favorecidas no núcleo urbano devido às partículas sólidas em suspen-são no ar, que contribuem para a aglutinação das partículas de água que formarãoa gota de chuva.

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Nas regiões predominantemente quentes no Brasil, a arquitetura devecontribuir para minimizar a diferença entre as temperaturas externas e internasdo ar.

Um desempenho térmico satisfatório da arquitetura, com a utilizaçãoapenas de recursos naturais, pode não ser possível em condições climáticas muitorígidas (vide “Limites da climatização natural” — capítulo 5). Mesmo nessescasos devem-se procurar propostas que maximizem o desempenho térmiconatural, pois, assim, pode-se reduzir a potência necessária dos equipamentos derefrigeração ou aquecimento, visto que a quantidade de calor a ser retirada oufornecida ao ambiente resultará menor.

Há também a possibilidade de não ser preciso o uso contínuo dessesequipamentos nas épocas do ano cujas condições térmicas climáticas não sejamtão severas.

A seguir são indicadas algumas sugestões quanto à escolha de partidoarquitetônico em função da qualidade de dois tipos de climas brasileiros típicose extremos: o clima quente seco e o quente úmido.

66

Do ponto de vista do desempenho térmico da arquitetura, agruparam-sealgumas classificações climáticas encontradas no Mapa: “Brasil/Climas” (Ane-xo 12), de modo a obter apenas dois grupos distintos de climas quentes: seco eúmido, conforme segue:

quente: superúmido

quente úmido úmido

semi-úmido

subquente: úmido

semi-úmido

quente: semi-árido brando

quente seco semi-árido mediano a muito forte

subquente: semi-árido brando

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A grande diferenciação que o grau de umidade relativa do ar acarreta nascondições climáticas de um local é quanto à amplitude da temperatura diária.Isto equivale a dizer que quanto mais seco for o clima, mais acentuadas serãosua temperatura extremas (mínimas e máximas).

Este fenômeno se dá em função de as partículas de água em suspensão noar terem a capacidade de receber calor do Sol e se aquecerem.

Quanto mais úmido estiver o ar, maior será a quantidade de água emsuspensão. Essas partículas, além de se aquecerem pela radiação solar querecebem, também funcionam, de dia, como uma barreira da radiação solar queatinge o solo e, à noite, ao calor dissipado pelo solo.

Nesse sentido, um solo em clima mais seco recebe mais radiação solardireta que em clima mais úmido.

67

À noite, a temperatura do ar é mais baixa do que a do solo, e este, então,tenderá a entrar em equilíbrio térmico dissipando o calor armazenado durante odia. Se o ar for úmido, aquelas partículas de água em suspensão que de diaarmazenaram calor vão também devolver ao ar o calor retido, além de dificultara dissipação do calor do solo. Parte desse calor será devolvido na direção do solo,e a outra parte para a atmosfera. Assim, as temperaturas noturnas do ar vãoresultar não muito diversas das diurnas.

Em um clima quente seco, o solo pode perder, à noite, esse calor armaze-nado durante o dia com muito mais facilidade, pois não terá muitas partículas deágua em suspensão agindo como barreira térmica.

Do mesmo modo, o calor adicional transmitido por essas partículas deágua no período noturno também não será significativo. Isto vai tornar, em climassecos, a temperatura diurna bastante afastada da noturna, ou seja, com umagrande amplitude térmica.

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As diferenças quanto à umidade relativa do ar vão requerer partidosarquitetônicos distintos em função da conseqüente variação da temperaturadiária, a qual, basicamente, definirá as vantagens ou não da ventilação interna.

Tomando-se como referência a amplitude climática de um clima seco, porexemplo, o da cidade de Brasília, onde a mínima (noturna) é de 15,4°C e amáxima (diurna) de 30,7°C, vê-se que, idealmente, a arquitetura nestes climassecos e quentes deveria possibilitar, durante o dia, temperaturas internas abaixodas externas e, durante a noite, acima. A ventilação não seria útil, pois o ventoexterno estaria, em um mesmo instante, ou mais frio ou mais quente que atemperatura do ar interno.

Nesse sentido podem-se adotar partidos arquitetônicos que tenham, pri-mordialmente, uma inércia elevada (vide capítulo 2), a qual acarretará grandeamortecimento do calor recebido e um atraso significativo no número de horasque esse calor levará para atravessar os vedos da edificação. Assim, é possívelobter-se um desempenho térmico tal do espaço construído, de modo que o calorque atravessa os vedos só atinja o interior da edificação à noite, quando atemperatura externa já esta em declíneo acentuado. Por isto, parte do calorarmazenado pelos materiais durante o dia será devolvido para fora, não pene-trando na edificação.

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Outro fator a se considerar no projeto é o tamanho das aberturas. Já quenão há conveniência de ventilação, pode-se ter pequenas aberturas, o que tambémfacilitará a sua proteção de excessiva radiação solar direta.

Quanto à proteção da radiação solar direta, é vantajoso terem-se soluçõesarquitetônicas onde as construções sejam as mais compactas possíveis, parapossibilitar que menores superfícies fiquem expostas tanto à radiação quanto aovento, que normalmente, em clima seco, traz também consigo poeira em suspen-são.

As edificações, no conjunto urbano, podem ser pensadas de modo a seadotar em partidos onde estejam locadas aglutinadas, para fazer sombras umasàs outras.

A circulação urbana também pode ser planejada com características maisadequadas aos climas locais. Além dos aspectos topográficos do sítio no qual seassenta, a malha urbana pode ser direcionada, no caso de clima quente seco,prevendo que as ruas de maior largura sejam aquelas com direção este-oeste, poisa inclinação dos raios solares ao longo do ano não atingirá com muito rigor asfachadas voltadas para essas ruas.

As ruas com direção norte-sul devem ser mais estreitas. O Sol, do nasceraté o meio-dia, atingirá as construções voltadas para um dos lados dessas ruas e,após o meio-dia, as situadas no lado oposto. Se a largura da rua for suficiente-mente estreita com relação à altura das edificações, estas terão condições de seprotegerem mutuamente da radiação solar direta, criando sombra nas ruas, paraos pedestres e sobre as fachadas opostas, conforme representado na Figura 19.

As ruas com direção norte-sul não devem ter um traçado extenso e reto,mas sim prever praças e desvios de modo a não canalizar os ventos.

Em clima quente seco, por outro lado, a vegetação deve funcionar comobarreira aos ventos, além de, naturalmente, reter parte da poeira em suspensãono ar.

Os espaços abertos nesses climas podem conter espelhos de água, chafa-rizes, ou outras soluções semelhantes. A umidificação que esta água ao seevaporar trará ao ar próximo permitirá maior sensação de conforto às pessoas.

O uso da água como elemento de alteração de microclimas também podeser incorporado às construções, principalmente se localizada nos pátios internos.Se as condições desses pátios forem tais que permitam que as paredes lateraisopostas se auto-sombreiem em partes do dia, é possível criar condições micro-climáticas bastante agradáveis nesses espaços, já que a maior umidade do arresultará também em melhores condições térmicas.

69

Figura 19 — Orientação das ruas e sombreamento das construções.

+ estreita

0 N

S E

+ larga

0

N

S

E

70

O entorno da cidade também pode conter elementos construtivos de porteadequado, tal que possam funcionar como barreiras ao vento que atinge o núcleoresidencial.

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Com relação ao clima quente úmido, decisões quanto ao partido arquite-tônico relativo às edificações são bastante distintas das adotadas para o climaquente seco.

Como a variação da temperatura noturna não é tão significativa, nesteclima, que cause sensação de frio, mas suficiente para provocar alívio térmico,a ventilação noturna é bastante desejável.

Devem-se, então, prever aberturas suficientemente grandes para permitira ventilação nas horas do dia em que a temperatura externa está mais baixa quea interna.

Do mesmo modo, devem-se proteger as aberturas da radiação solar direta,mas não fazer destas proteções obstáculos aos ventos.

No clima quente úmido as construções não devem ter uma inércia muitogrande, pois isto dificulta a retirada do calor interno armazenado durante o dia,prejudicando o resfriamento da construção quando a temperatura externa noturnaestá mais agradável que internamente. Nesse sentido, deve-se prever uma inérciade média a leve, porém com elementos isolantes nos vedos, para impedir quegrande parte do calor da radiação solar recebida pelos vedos atravesse a constru-ção e gere calor interno em demasia.

A cobertura deve seguir o mesmo tratamento dos vedos, isto é, ser dematerial com inércia média, mas com elementos isolantes, ou espaços de arventilados, os quais têm como característica retirar o calor que atravessa as telhasque, deste modo, não penetrará nos ambientes.

Em climas úmidos, a vegetação não deve impedir a passagem dos ventos,o que dará limitações quanto à altura mínima das copas, de modo a produziremsombra, mas não servir como barreiras à circulação do ar.

No que se refere ao arranjo das edificações nos lotes urbanos, elas devemestar dispostas de modo a permitir que a ventilação atinja todos os edifícios epossibilite a ventilação cruzada nos seus interiores. Isto significa que o partidoarquitetônico deve prever construções alongadas no sentido perpendicular aovento dominante.

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Quanto à largura das ruas, as que estiverem localizadas perpendicular-mente à direção dos ventos dominantes devem ter dimensões maiores, para evitarque construções situadas em lados opostos das ruas funcionem como obstáculosaos ventos. O esquema é representado na Figura 20.

Do mesmo modo, o arranjo espacial nas quadras deve incluir preocupa-ções quanto às distâncias entre as edificações para não agirem como barreiras aovento para as vizinhas. As distâncias mínimas a serem observadas constam nocapítulo 5.

Figura 20 — Esquema de ventilação urbana em climas úmidos.

72

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O pedestre deve poder caminhar em espaços protegidos da radiação solardireta, em qualquer dos climas quentes. Nesse sentido, a vegetação tem impor-tância real, pois pode ser pensada de modo a criar caminhos sombreados.Também pode-se sombrear caminhos de pedestres através de marquises, toldos,projeções dos andares acima do térreo etc., conforme Figura 21.

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Alguns cuidados devem ser tomados quanto ao revestimento do solo emvolta das construções e ao longo dos percursos de pedestres.

Materiais que reflitam muito a radiação solar ou que tenham grande poderde armazenar calor devem ser evitados nas superfícies externas, principalmenteem climas úmidos, pois, à noite, o calor armazenado, ao ser devolvido para o ar,dirigir-se-á tanto para o interior como para o exterior das edificações.

Figura 21 — Esquema de sombreamento para pedestres.

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A pintura externa das construções em climas quentes deve ser preferivel-mente de cores claras, pois essas refletirão mais a radiação solar e, portanto,menos calor atravessará os vedos.

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Em climas temperados, as decisões sobre a escolha do partido arquitetô-nico devem ser ponderadas a partir do grau de umidade relativa do ar, da variaçãoda temperatura anual e diária e da quantidade de radiação recebida, notadamentenas duas estações do ano mais importantes: o inverno e o verão, bem como osíndices relativos à pluviosidade.

Nas localidades onde tanto o calor como o frio apresentam certo rigor,devem-se visar alternativas que permitam ora a ventilação cruzada e intensa, oraa possibilidade de fechamento hermético das aberturas para barrar eventuaisventos frios.

Com relação à proteção das aberturas, deve ser considerada a opção deserem móveis o suficiente para possibilitar a penetração da radiação solar,quando desejável.

Tanto a forma externa quanto o entorno das construções devem incorporarsoluções que visem a atender às necessidades de insolação em relação àscaracterísticas dos rigores climáticos locais.

Alguns cuidados nos percursos de pedestres podem evitar excesso deradiação direta ou correntes de ventos frios.

74

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Nas localidades onde o clima é predominantemente quente, deve-se evitarque a radiação solar direta atinja as construções e penetre excessivamente nosambientes, prevenindo-se, assim, ganhos demasiados de calor.

Para proteger a envoltória de uma edificação, seja com elementos cons-truídos, seja com vegetação, é necessário poder-se determinar a posição do Sol,para o local em questão, na época do ano em que se deseja barrar seus raiosdiretos. Para tal, tem-se que recorrer a algumas noções básicas da Geometria daInsolação, a qual possibilitará determinar, graficamente, os ângulos de incidênciado Sol, em função da latitude, da hora e da época do ano.

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Como visto no item 3.1 (Noções de clima), um observador localizado emum ponto qualquer da superfície do globo terrestre terá a impressão de que é oSol que se movimenta ao redor da Terra, ao longo do dia e do ano. Este efeito,decorrente dos movimentos de translação e rotação da Terra e da inclinação doeixo da Terra em relação ao plano da eclíptica (em torno de 231⁄2°, é denominadoMovimento Aparente do Sol.

Assim, um observador situado em um local do globo terrestre verá o Solse mover ao redor da Terra, variando de posição em função da época do ano e dahora do dia. Considerando-se um determinado instante fixo, a inclinação dosraios solares será diferente para observadores situados em latitudes distintas,conforme o item 3.1.

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Para um observador (A), situado em uma dada latitude da Terra, estaaparentará ser um grande plano e, ao olhar para os corpos celestes, terá aimpressão de que se situam em uma superfície esférica, da qual ele é o centro.Esta superfície imaginária, onde os astros são representados por suas projeções,denomina-se esfera celeste. A intersecção dessa esfera celeste com o planohorizontal no qual o observador se imagina apoiado será a linha do horizonte,conforme Figura 22.

Considerando-se as enormes distâncias entre os astros e a Terra, pode-seadmitir que o raio da esfera celeste seja infinitamente grande para abarcar todosos corpos celestes. Deste modo, o observador localizado na superfície da Terraserá sempre considerado como um ponto, coincidente com o centro da esferaceleste. Se a posição do observador se altera na superfície da Terra, modificar-

Figura 22 — A esfera celeste.

76

se-á também a posição do centro da esfera celeste, pois este se moverá junto como observador.

Os corpos celestes localizados abaixo do plano do horizonte não serãovisíveis para o observador em questão.

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Se traçarmos uma linha que passa pelo observador e é perpendicular aoseu plano do horizonte, ela encontrará a esfera celeste em dois pontos: o que sesitua acima do observador é denominado Zênite (Z) e aquele abaixo, Nadir (Z′).

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Traçando-se pelo observador uma linha paralela à que une os pólosterrestres, obtêm-se, na intersecção com a esfera celeste, os pólos celestes. Opólo sul celeste localizar-se-á no mesmo sentido do pólo sul terrestre, e o pólonorte celeste, no do pólo norte-terrestre.

O equador celeste é obtido traçando-se pelo observador um plano para-lelo ao equador terrestre, o qual será também, por conseqüência, perpendicularà linha que une os pólos celestes.

Figura 23 — Pólos celestes.

77

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O semicírculo definido pelos pontos Z, PSC, Z′ e Z cortará o plano dohorizonte do observador, definindo uma linha. Esta, ao encontrar-se com a esferaceleste, determinará o ponto cardeal Sul (S) deste observador. Do mesmo modoque a linha obtida do cruzamento do semicírculo Z, Z′ e PNC, Z determinará oponto cardeal Norte (N), conforme indicado na Figura 24. Tendo-se a linhanorte-sul, obtem-se a leste-oeste por perpendicularidade.

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Para um observador em uma dada latitude da Terra, a posição de um corpoceleste em relação ao seu plano do horizonte pode ser perfeitamente determinadaa partir de dois ângulos: a altura e o azimute.

Figura 24 — Pontos cardeais.

78

Assim, imaginando-se a estrela X localizada na esfera celeste conformeilustrado na Figura 25, por ela se pode passar um plano, que contém o observadorA e que é perpendicular ao seu plano do horizonte. A linha AX′ corresponde àprojeção AX no plano do horizonte do observador.

A altura (h) da estrela é medida a partir do plano do horizonte doobservador, indicando, assim, quantos graus acima deste plano o corpo celesteé visível ao observador (arco XX′).

O azimute (a) é medido no plano do horizonte, a partir da direção norte(arco NX′). Deste modo indicará quantos graus, à direita do norte do observador,passa o plano perpendicular ao do horizonte, que contém a estrela X e oobservador A.

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A posição horária do Sol é também determinada a partir de ângulosazimutais e das alturas, em função da latitude do observador. A latitude, comofoi visto, determinará a posição dos pólos celestes e, conseqüentemente, dasdireções norte-sul e leste-oeste do observador. O azimute solar — a — é a medidaangular tomada a partir da orientação norte do observador. A altura solar — h —se relaciona com a hora do dia. Ao nascer do sol, sua altura é igual a zero,aumentando esse valor até atingir um máximo ao meio-dia. Após esse horário, aaltura solar passará a decrescer de valor até igualar-se a zero, no pôr-do-sol.

Figura 25 — Altura e azimute de um corpo celeste.

79

Assim, para efeitos práticos imagina-se que o Sol localiza-se, ao longo do dia,em planos sucessivos, paralelos ao plano do horizonte do observador. O valor daaltura solar será então dado pelo ângulo h, indicado na Figura 25 como sendoaquele entre o plano do horizonte e o plano α, que contém o Sol em umdeterminado instante.

%��0 )�/��*��

Pelo movimento de rotação da Terra um observador (A), situado em umadada latitude, terá a impressão de que todos os corpos celestes, inclusive o Sol,se movimentam no céu dscrevendo um círculo paralelo ao equador celeste.

Assim, tomando-se como referência a estrela X, na Figura 26, com relaçãoao observador A, ela aparentará descrever o círculo X′, X, X″, X′, sendo visívelapenas no trecho X′, X, X″, acima do plano do horizonte do observador e durantea noite.

Já o movimento de translação da Terra afeta apenas o Sol e os corposcelestes pertencentes ao sistema solar. A posição aparente das estrelas não éafetada por este movimento devido à distância delas até a Terra ser infinitamentemaior do que entre esta e o Sol e os planetas que compõem seu sistema.

Figura 26 — Movimento aparente das estrelas.

80

%��> ��K��-��*��F��

O movimento aparente do Sol ao longo do dia e do ano, como conseqüên-cia dos movimentos de rotação e translação da Terra, é semelhante ao de umaespiral quase paralela. Na Terra, este percurso solar corresponderá à zona situadaentre os Trópicos de Câncer e de Capricórnio, demorando seis meses em cadadireção.

Na prática, para um determinado observador na Terra, o movimentoaparente do Sol é descrito como uma série sucessiva de circunferência na esferaceleste, paralelas ao equador celeste, com inclinações sobre o plano do horizontevariando em função da latitude deste observador.

Esse movimento diário do Sol percebido na esfera celeste como circun-ferência é denominado trajetória aparente do Sol. Assim, pode-se determinaruma trajetória aparente do Sol para cada dia do ano, em função de cada latitudediversa da Terra.

Destas trajetórias, usualmente, pelo menos três são indicadas graficamen-te: as dos solstícios, que são as extremas do percurso, e as dos equinócios. Nosolstício de verão tem-se sempre o dia mais longo do ano e no de inverno, o maiscurto, a menos no plano do Equador. Equinócio é a denominação que se dáàquelas datas do ano onde o dia tem a mesma duração que a noite, conforme item3.1 (Noções de clima).

Indicam-se, a seguir, essas trajetórias para um observador situado emalgumas latitudes típicas.

%�� G��>°�76��8

Para o observador localizado na linha do Equador, onde a latitude é 0°, aduração dos dias é igual à das noites, pois os círculos determinados pelastrajetórias aparentes do Sol são perpendiculares ao plano do horizonte doobservador. Desse modo, a parte visível da trajetória aparente solar é justamentea metade, conforme indicado na Figura 27.

81

%��! G��!#�⁄�°F�7��-*��*��-��8

A latitude 231⁄2° caracteriza as localidades situadas nos trópicos. Para estasituação geográfica, o Sol apresenta a peculiaridade de estar a pino no solstíciode verão ao meio-dia. Isto significa que a altura solar é a máxima possível, ouseja, igual a 90°. Em qualquer outra época do ano, a altura solar máxima diária,característica do meio-dia, será inferior a 90°. No solstício de inverno esse valoratingirá seu mínimo anual. Ver figura 28.

Figura 27 — Trajetórias aparentes so Sol para latitude 0°.

82

%��# G��6��-*��

Um observador situado em latitudes intermediárias entre o Equador e oTrópico terá o Sol a pino duas vezes por ano, uma em cada sentido do percursosolar aparente.

Figura 28 — Trajetórias aparentes do Sol para latitudes 231⁄2°S.

83

Assim, as trajetórias aparentes extremas caracterizadas pelos solstícios eas dos equinócios podem ser representadas em função da latitude, conformeindicado na Figura 29.

%��% G��*��!#�⁄�°

As latitudes superiores à dos trópicos se caracterizam por não ter o Sol apino em nenhuma data. Isto se dá em função de essas localidades situarem-sefora da região terrestre sobre a qual, aparentemente, o Sol se movimenta.

%��& G��0>°F�7,-��F��8

As trajetórias do Sol para a latitude 90°S, ou seja, aquela localizada noPólo Sul, estão representadas na Figura 30.

Figura 29 — Trajetórias aparentes do Sol para latitude sul entre o Equador e oTrópico de Capricórnio.

84

Como visto anteriormente, um observador não enxerga objetos situadosabaixo do seu plano do horizonte. Em face disso, as trajetórias solares descritasentre o dia do equinócio de outono e o da primavera não são visíveis na latitude90°S. Esta localidade polar só terá luz solar durante seis meses no ano. No diado equinócio de outono, o Sol percorrerá a linha do horizonte, após o quedesaparecerá por seis meses.

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Na prática, para determinar o ângulo de incidência do Sol sobre umasuperfície específica, utilizam-se as cartas solares. que consistem na repre-sentação gráfica das trajetórias aparentes do Sol, projetadas no plano do hori-zonte do observador, para cada latitude específica.

Figura 30 — Trajetórias aparentes do Sol para latitudes 90°S.

85

%��+ ,��K��D��K��-��*��F��

Existem vários métodos de projeção cartográfica que podem ser utilizadospara representação das trajetórias aparentes do Sol, dentre os quais destacam oortográfico, o eqüidistante e o estereográfico.

Em todos esses métodos a abóbada celeste é representada por um círculocujo centro é a projeção do zênite do observador no plano do horizonte. Osazimutes solares são representados por linhas irradiadas do centro, e as alturassolares são indicadas por círculos concêntricos, em cada um dos métodosconsiderados. A projeção estereográfica será utilizada pela facilidade que apre-senta para representar as projeções das trajetórias aparents do Sol, conformeindicado a seguir.

O plano onde se projetam as trajetórias aparentes do Sol é o plano dohorizonte do observador. O centro de projeção (C) coincide com o nadir do

Figura 31 — Projeção estereográfica do Ponto P, em três posições distintas.

86

observador, conforme indicado na Figura 31. Assim, a projeção dos pontos P1,P2 e P3 da abóbada celeste, no plano do observador é, respectivamente, P1′, P2′,P3′.

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Deste modo, na projeção estereográfica, as circunferências repre-sentativas das alturas solares na abóbada celeste se projetam como circunfe-rências concêntricas. Os azimutes são representados como linhas que partemdo centro da abóbada, ou seja, do observador. As trajetórias solares projetam-se como arcos de circunferência (Fig. 32). As cartas, elaboradas segundo ométodo de projeção estereográfico para algumas latitudes sul encontram-se noAnexo 13. Na prática, utilizar cartas solares cuja variação da latitude repre-

Figura 32 — Projeção estereográfica de uma trajetória aparente do Sol.

87

sentada, com relação à real, seja até por volta de 3°, não resulta em desviossignificativos.

A título de exemplo, a Figura 33 representa a Carta Solar para latitude24°S, a qual corresponde, com boa aproximação, à cidade de São Paulo (231⁄2°S).

Figura 33 — Carta Solar para latitude 24°S.

88

%��0 ��2��

A informação mais imediata que se pode extrair das cartas solares é arelativa ao horário de insolação sobre superfícies horizontais e verticais, segundoa orientação determinada.

Toma-se como referência a carta solar para latitude 24°S, apresentada naFigura 33.

Tendo-se uma superfície vertical orientada, por exemplo, a NE, marcam-se na carta solar as linhas que definem a fachada e a sua normal, a qual apontarápara NE.

A área hachurada na carta solar corresponde à projeção da região daabóbada celeste que se situa atrás da superfície NE em questão. Isto significa

Figura 34 — Horários de insolação para observador situadoem superfície vertcal em latitude 24° e orientação NE.

89

que o Sol não atingirá esta superfície quando estiver nessa região da abóbadaceleste.

Através de leitura direta na carta solar representada na Figura 34, vê-seque a superfície voltada para NE, se estiver livre de obstáculos externos, receberáradiação direta do Sol, por exemplo, no dia 22 de dezembro desde o nascer dosol até o meio-dia e em 3 de abril até aproximadamente 13 horas e 45 minutos.

O procedimento é o mesmo para se determinar o horário de insolação parasuperfícies verticais com orientação distinta daquela acima considerada. Deve-seapenas cuidar em marcar corretamente a normal à superfície, que deve apontarpara a sua orientação particular.

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Muitas vezes, ao determinar o horário de insolação sobre uma superfície,podemos concluir que, em certas épocas do ano, ele é excessivo.

Para impedir que a radiação solar direta atinja em demasia principalmenteas superfícies transparentes ou translúcidas e as aberturas, podemos utilizardispositivos de proteção solar.

A determinação do tipo e da dimensão de um dispositivo de proteção solarserá feita em função da eficácia desejada. Um dispositivo de proteção solar seráeficaz quando for capaz de barrar a radiação solar direta sobre uma dadasuperfície ou abertura no período que se julgar conveniente.

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Para tal dimensionamento, aplica-se um método gráfico denominadotraçado de máscaras, o qual se utiliza dos ângulos de sombra resultantes de umdispositivo externo em relação a um determinado ângulo de incidência do Sol,conforme Figura 35.

Os ângulos de sombra são sempre medidos a partir de uma posiçãoespecífica do observador na abertura considerada. Assim, para uma determinadaposição do Sol, apenas parte da abertura pode estar sendo sombreada.

Nesse caso se diz que para este horário a eficiência do dispositivo deproteção solar é parcial. Do mesmo modo que se toda a abertura estiver à sombra

90

como conseqüência da existência do dispositivo, diz-se que sua eficiência é total,naquele momento. Se, ao contrário, o dispositivo não produzir sombra emnenhum ponto da abertura, sua eficiência será nula, no período em que istoacontecer.

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Os ângulos de sombra utilizados no método do traçado de máscaras nãosão expressos em valores numéricos, e sim através de suas projeções estereográ-ficas no plano do horizonte do observador.

Estes ângulos encontram-se demarcados no gráfico denominado transfe-ridor auxiliar, apresentado no Anexo 14.

Para melhor compreensão de quais ângulos encontram-se projetadosestereograficamente neste gráfico, considera-se um observador A situado emuma superfície vertical e um ponto P externo a esta superfície.

Pelo ponto P traçam-se três retas particulares: r, s, t, conforme Figura 36.A reta r é paralela à superfície vertical e ao plano do horizonte do observador. Areta s é paralela à superfície vertical e perpendicular ao plano do horizonte doobservador. A reta t é paralela ao plano do horizonte do observador e perpendi-cular à superfície vertical.

Portanto, como relação ao observador A, os ângulos α determinarão aposição de retas horizontais paralelas ao seu plano do horizonte; os ângulos β,retas verticais perpendiculares a seu plano do horizonte; e os ângulos γ, retashorizontais perpendiculares à superfície vertical.

Figura 35 — Ângulos de sombra gerados por dispositivos de proteção solar.

91

Figura 36 - Ângulos α, β e γ

92

Figura 37 — Representação das projeções estereográficas de planos particulares.

Z’

Z PLANO QUE CONTÉM ASUPERFÍCIE VERTICAL

PLANO DO HORIZONTEDO OBSERVADOR

NORMAL

Z’


PLANO QUE CONTÉM ASUPERFÍCIE VERTICAL

Z

Z’

PLANO QUE CONTÉM ASUPERFÍCIE VERTICAL


Z

93

O transferidor auxiliar indica as projeções estereográficas sobre o planodo horizonte para um observador situado em uma superfície vertical dos planosdefinidos por α, β e γ.

No transferidor auxiliar apresentado no Anexo 14 e Figura 38 não seencontram traçados os ângulos γ, visto que, na prática, eles podem ser obtidosatravés dos ângulos α, girando-se a figura em 90°.

%�!�# )2��*��J��*��*��J��

Considera-se uma abertura na superfície vertical da Figura 39. Sobre estaabertura, coloca-se uma placa horizontal de comprimento infinitamente grande.Um observador situado na borda de baixo dessa abertura não enxergará uma partedo céu sobre sua cabeça, a partir do limite do ângulo de sombra vertical (α). Essaregião do céu fica assim “mascarada” para este observador.

A região do céu não-visível pelo observador O em função da placahorizontal é a definida pelos planos AZC e ABC. A projeção estereográfica desta

Figura 38 — Modelo de transferidor auxiliar.

94

Figura 39 — Placa horizontal infinita sobre abertura em superfície vertical.

Figura 40 — Máscara produzida por um dispositivo de proteção solarhorizontal e infinito.

95

região no plano do horizonte é a delimitada pelo arco de circunferência AC. Ospontos A e C, por serem pertencentes ao plano do horizonte do observador, oqual é um plano infinito, serão a projeção estereográfica dos pontos no infinitoda placa horizontal.

Na prática, tendo-se o ângulo α, lê-se no transferidor auxiliar a suaprojeção estereográfica, obtendo-se diretamente a máscara produzida pela placa.

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Se examinarmos as ilustrações relativas ao ângulo α, na Figura 39,sobretudo aquela que indica um corte transversal, será possível observar que, naverdade, o ângulo de sombra vertical (α) é medido a partir do plano do horizonteaté o limite externo da placa horizontal. Isto significa que se podem desenharoutras placas infinitas inclinadas, cujas bordas também serão definidas por ummesmo ângulo α com o plano do horizonte do observador. Todas estas placasproduzirão máscaras cujas zonas de eficiência total serão idênticas, alterando-seapenas as de eficiência parcial e nula (ver figura 41).

%�!�& )2��*��J��*��*��/��

Tendo-se uma placa vertical de comprimento infinito, colocada na extre-midade esquerda da abertura, o observador situado no peitoril, no extremooposto, deixará de enxergar parte do céu à sua esquerda, a partir do ângulo β atéo limite da fachada. O ângulo será denominado β da esquerda ou da direita emfunção de sua localização em relação à normal ao observador e, portanto,dependerá da posição considerada deste observador na janela (ver figura 42).

%�!�( ,��=� �� J��

Sendo o ângulo de sombra horizontal (β) medido a partir da reta normalao observador até a borda externa da placa vertical, pode-se obter o mesmomascaramento de eficiência total permutando-se a placa vertical lateral poroutras inclinadas em relação ao plano da abertura ou deslocados do seu limitelateral. As zonas de mascaramento parcial e nula, no entanto, vão diferir em cadacaso (ver figura 43).

96

Figura 41 — Exemplos de placas infinitas com mesmo ângulo de sombra verticale respectivas máscaras.

97

Figura 42 — Máscara de placa vertical infinita agregada à lateral esquerda de umaabertura em superfície vertical.

98

Figura 43 — Exemplos de placas infinitas com mesmo ângulo de sombra horizontal e respectivas máscaras.

99

%�!�+ ,��J��

No caso real de uma placa horizontal com comprimento finito, o proce-dimento para determinar qual o sombreamento que ela produzirá sobre umaabertura pertencente a uma superfície vertical se baseia naquele relativo aométodo do traçado de máscaras.

Assim, os pontos limites da placa horizontal (A e B) podem ser determi-nados pelos ângulos α e γ com relação ao observador situado nos extremos dopeitoril respectivamente abaixo dos pontos considerados.

Figura 44 — Máscara produzida por uma placa horizontal finita sobreabertura em superfície vertical.

100

A zona de eficiência total indicada na máscara da Figura 44 representa osombreamento produzido pela parte da placa horizontal que ultrapassa os limitesda abertura. Tendo-se uma placa cuja extremidade coincide com a da abertura,a zona de eficiência total corresponderia apenas ao segmento de reta definidopor OA.

%�!�. ,��/��

O mascaramento produzido por placas verticais de comprimento finito édeterminado pelo ângulo de sombra horizontal (β) com relação a um observadorlocalizado no lado oposto da abertura. Tendo-se apenas placas verticais, cujoslimites superiores coincidem com o da abertura, a eficiência deste dispositivo sóserá total para o Sol na linha do horizonte, conforme Figura 45. Caso contrário,o Sol atingirá parcialmente a abertura a partir dos pontos superiores.

Figura 45 — Máscara produzida por uma placa vertical finita sobreabertura em superfície vertical.

101

%�!�0 "��*��J��/��

Tendo-se um dispositivo de proteção solar que seja composto por maisum tipo de placa, para determinar a máscara produzida por este dispositivo comrelação a uma abertura, deve-se marcar o mascaramento de cada placa indivi-dualmente, observando-se a possível característica de infinita que cada uma dasplacas pode ter. É o caso do exemplo a seguir, em que a área total mascarada seráa soma das áreas mascaradas pelas placas individuais.

Figura 46 — Máscara produzida por dispositivo de proteção solar,composto de placas verticais e horizontais.

102

%�!��> A��*��/��*��*��2��

O caso mais freqüente, na prática, é ter-se uma abertura com uma dadaorientação solar e desejar-se barrar a radiação solar direta em um determinadohorário. Para tanto, desenha-se, inicialmente, a máscara desejada sobre a cartasolar e a partir dela é que se dimensiona o dispositivo de proteção. Esteprocedimento possibilitará várias soluções distintas de dispositivos que satisfa-çam as necessidades de proteção indicada, devendo-se escolher a mais conve-niente para o caso em questão.

Como exemplo, tomaremos uma abertura orientada para 20° à esquerdado Norte, em latitude 24°S.

Faz-se necessário dimensionar um dispositivo de proteção solar queimpeça a radiação direta com eficiência total de 22 de dezembro a 21 de março,entre 13 e 16 horas.

A região hachurada na Figura 47 é aquela que deve ser mascarada pelodispositivo de proteção solar.

Figura 47 — Horário de insolação em uma abertura orientada 20° à esquerdado Norte, em latitude 24°S.

103

Sobrepõe-se esta Figura 47 ao transferidor auxiliar para escolher quaisângulos α, β ou γ irão delimitar um dispositivo solar que mascare a região docéu desejada.

Como alternativa de dispositivo de proteção solar, pode-se adotar umaplaca horizontal sobre o limite superior da abertura, com aba lateral esquerda deforma retangular. Observe-se, porém, que esta alternativa, apesar de dispor damesma área de placa, impede a penetração total de sol até o final dos dias do

Figura 48 — Alternativa 1: placa horizontal sobre limite superior da abertura.

104

período considerado, o que deve ser analisado sob o ponto de vista da conveniên-cia.

%�!�� )2��*��J��*�� 2��M��

Edificações localizadas externamente às aberturas também funcionarãocomo protetores da radiação solar direta. O procedimento para determinar amáscara produzida por obstáculos externos é idêntico ao desenvolvido no casode dispositivos agragados às superfícies verticais que contêm a abertura.

Se a distância entre a abertura e o obstáculo externo for relativamentegrande, pode-se considerar o observador fixo no centro da abertura.

Figura 49 — Alternativa 2: associação de placa horizontal e vertical.

105

Figura 50 — Máscara produzida por obstáculos externos à abertura.

106

Isto se deve à pouca diferença entre os ângulos resultantes do desloca-mento do observador ao longo da abertura. Equivale também a admitir que aprópria abertura se confunda com um ponto, o que resulta em um mascaramentototal ou nulo, não se aplicando o caso de mascaramento parcial, conformeexemplo da Figura 50.

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%�#�� F�� /��

Para a delimitação de sombra de elementos sólidos, utiliza-se o métododas projeções mongeanas, da geometria descritiva. Esse método consiste emdeterminar a projeção de pontos e retas nos planos horizontal (PH) e vertical(PV).

Como exemplo de aplicação do método considera-se uma haste verticalcom relação ao plano do horizonte do observador e uma dada direção dos raiossolares. O raio solar que passa pela extremidade superior da haste delimitará asombra desta haste no plano horizontal (PH), conforme Figura 51.

A direção da sombra será obtida marcando-se o azimute do Sol, para ohorário em questão, a partir do ponto cardeal Norte, no plano horizontal. O valordo azimute lido na carta solar será idêntico ao projetado no PH, pois, pordefinição, o azimute é medido no plano horizontal do observador. O sentido dasombra será dado por a mais 180°, posto que a sombra se projeta no sentidocontrário àquele da proveniência do Sol.

O comprimento da sombra será delimitado pela altura do Sol, no mesmohorário considerado. No entanto, o valor desse ângulo lido na carta solar não seprojetará no plano vertical (PV) em verdadeira grandeza, a não ser no casoparticular de o ângulo do azimute do Sol pertencer a um plano paralelo ao PV.O ângulo da altura solar (h) pertence sempre a um plano que contém a direçãodos raios solares e a haste. Ao se projetar esse ângulo no plano vertical, vê-seque o ângulo hv resultante será sempre maior que h, exceto no caso particular jádestacado. Na Figura 52 tem-se que a haste, por ser vertical, se projeta emverdadeira grandeza no PV. Assim, se considerarmos os triângulos O2P2P′2 eO2P2P″2, ambos retângulos e com um lado idêntico, veremos que o lado O2P′2,

107

por ser menor que O2P″2, definirá, por conseqüência, um ângulo hv maior que h,conforme Figura 53.

Para se determinar o comprimento da sombra da haste através do métodode projeção mongeana deve-se, portanto, projetar no plano vertical (PV) a alturado Sol (h). Esta só se projetará em verdadeira grandeza se estiver contida em umplano paralelo ao plano vertical.

Desse modo, para se projetar o ângulo da altura solar (h) contido em umplano qualquer, não paralelo ao PV, utiliza-se o método da rotação. Esse métodoconsiste em girar o plano vertical que contém h até torná-lo paralelo ao PV,quando então h se projetará em verdadeira grandeza.

Figura 51 — Sombra de uma haste vertical sobre o plano horizontal.

108

Figura 53 — Demonstração por trigonometria da relação entre ângulos h e hv.

Figura 52 — Projeção mongeana de sombra de uma haste vertical.

109

%�#�! F�� /��*��

A Figura 54 apresenta o método de projeção da sombra de uma hastevertical, em épura, sendo que, para a aplicação em projeto, a projeção no PHcorresponde à planta e a projeção no PV corresponde à elevação ou ao corte.

Operacionalmente, para determinar a projeção da altura do Sol no planovertical (hv), deve-se marcar, passando pela base da haste (P1), a direção doazimute do Sol (a) no plano do horizonte e uma reta auxiliar paralela a LT.

A reta paralela a LT é a intersecção de um plano paralelo ao PV quecontém a altura do Sol lida na carta solar. Portanto, marcando-se a altura solarno PV, passando pela extremidade superior da haste (P2), a intersecção com a LTserá P″2. O segmento de reta O2P″2 será o comprimento real da sombra. Essecomprimento pode ser transposto para a reta auxiliar paralela a LT que passa porP1, determinando-se P″1.

Por P″1 deve-se agora fazer a rotação desta reta auxiliar até coincidi-lacom a direção do azimute do Sol, no sentido da sombra projetada no PH. Nestarotação determina-se o ponto P′1, que é o limite da sombra no PH.

Para projetar a altura solar (h) no PV, e obter-se hv, basta marcar na LT oponto P′2, através da sua linha de chamada, que passa por P′1.

Figura 54 — Sombra de uma haste vertical em épura.

110

O interesse em se determinar hv está na grande simplificação de opera-ções e na conseqüente redução de linhas para o caso de se terem várias arestas,por exemplo, de um bloco.

%�#�# F�� /�� *��J��

Se ao invés de uma haste vertical, for preciso indicar a sombra de umbloco, sobre o plano horizontal, por exemplo, procede-se de maneira idêntica aocaso da haste. Isto significa considerar cada aresta do bloco como uma hastevertical. Lembrando-se que, para efeitos práticos, os raios de sol são paralelos,pode-se, no caso de arestas paralelas, aplicar o método para apenas uma e resolvera sombra das outras por paralelismo, conforme indicado na Figura 55.

%�#�% F�� /��

Tendo-se, por exemplo, três blocos localizados próximos, pode-se deter-minar não só a sombra do conjunto no plano horizontal, como também a sombraprojetada de cada um sobre os demais.

O procedimento para determinar a altura do Sol projetada no PV (hv) éaquele indicado anteriormente. Assim, tendo-se a e h, para um determinadohorário, marca-se em épura o valor de a a partir da orientação norte do lugar edetermina-se o de hv a partir do ângulo da altura do Sol (h), lido na carta solar.

No plano vertical os raios solares se projetam com a mesma direção dareta determinada por hv. No plano horizontal esses raios se projetam segundo adireção determinada por a.

Na Figura 56 indica-se a sombra projetada do bloco γ sobre o bloco α.No entanto, sendo o bloco γ mais alto que o bloco α, também sombreará

parcialmente a sua cobertura. Esta área sombreada, em planta, é determinada apartir de retas paralelas a X1Z1 e Z1Y1, pois a projeção cilíndrica ortogonal deuma reta será uma reta paralela à primeira, quando a reta e o plano de projeçãoforem paralelos entre si.

A sombra do bloco β sobre o bloco α encontra-se demarcada na Figura57, que, para facilitar a compreensão, apresenta uma solução parcial do exemplo.

A partir de retas paralelas à direção de a, passando por A1, B1 e C1,determinam-se os pontos A*1, B*1 e C*1, os quais delimitarão a sombra dossegmentos AB e BC sobre o bloco α. A*2, B*2 e C*2 estarão, em elevação, noplano vertical, no cruzamento das respectivas linhas de chamada com a direção

111

Figura 55 — Sombra de um bloco sobre o plano horizontal.

RETAS PARALELASÀ DIREÇÃO DE a

SOMBRA PROJETADANO PLANO HORIZONTAL

E1

D1A1

B1

C1

A2 = B2 C2 D2 = E2

D1a + 180°

h

P1

P2

RETASPARALELASÀ DIREÇÃODE hv

a

hv

112

Figura 56 — Sombra do bloco γ sobre o bloco α.

βY1 T1

X1γZ1Y ∗

1

SOMBRADE α NOCHÃO

SOMBRA DE γSOBRE PLANOHORIZONTALSUPERIOR DE α

SOMBRA DE γNO CHÃO, CASONÃO HOUVESSE OBLOCO α

a + 180°

h hv

N

aP1

Z ∗1

RETAS PARALELASÀ DIREÇÃO DE a

αX ∗

1

LT hv

α

Y2 = Z2 X2 = T2

γ

P2

X2Y2

β

RETAS PARALELAS ÀDIREÇÃO DE hv

113

dos raios solares que passam por A2, B2 e C2. Os segmentos A*2B*2 e B*2C*2

se projetam como retas no PV, por serem projeção cilíndrica ortogonal dossegmentos de reta AB e BC. A lateral do bloco α que contém a aresta DE estaráà sombra em razão da sombra própria deste bloco.

A Figura 58 apresenta a solução global do exemplo. Em planta, o blocoβ não projeta sombra sobre a cobertura do bloco α por ser mais baixo que esteúltimo.

Figura 57 — Sombra do bloco β sobre o bloco α.

γ

A1

D1

B1

C1

D1

C ∗1

B ∗1E1

C ∗2

α

βSOMBRA DE β NOCHÃO, CASO NÃO HOUVESSE O BLOCO α

RETASPARALELASÀ DIREÇÃODE a

D2

A2 = D2

γ

h hv

P2

P1a + 180°

a

N

SOMBRAPRÓPRIA

RETAS PARALELASÀ DIREÇÃO DE hv

LT

hv

E2

A ∗1

B ∗2

A ∗2

B2 = C2

114

%�#�& F�� /��

Necessitando-se saber o percurso da sombra projetada por um volumequalquer sobre um plano, ao longo do dia, será necessário repetir-se a aplicaçãodo método indicado, para as várias horas consecutivas.

Figura 58 — Sombra projetada em plano horizontal e vertical dos blocos α, β e γ.

αβ

γ

LT

P2

h hv

a + 180°P1 a

α

γ

β

115

%�% ,��F��*��

O Sol, ao penetrar pelas aberturas, causará uma mancha iluminada nointerior do recinto. Esta área de maior luminosidade que o restante do ambientepoderá provocar ofuscamento nos ocupantes, prejudicando o desenvolvimentode certas atividades. Pode, ainda, incidir sobre equipamentos ou quaisquerobjetos de maneira indesejável ou prejudicial.

%�%�� N�� *��

Através do método das projeções mongeanas, indicado anteriormente,podem-se determinar as dimensões e a localização de área ensolarada no interiordo recinto.

Considera-se como exemplo a abertura XYZT em superfície vertical e orecinto ABCDEFGH, conforme Figura 59.

A Figura 60 apresenta a abertura e o recinto da Figura 59 transpostos paraépura.

Marcam-se o azimute e a altura do Sol para o horário em estudo edetermina-se projeção da altura solar no plano vertical (hv).

O raio solar que passa por Y2 encontrará a linha de terra no ponto Y*2. Domesmo modo, os raios que passam por Z2, X2 e T2 determinarão na linha de terraZ*2, X*2 e T*2, respectivamente.

No plano horizontal os raios que passam por X1, Y1, Z1 e T1, ao interceptaras linhas de chamada de X*2, Y*2, Z*2 e T*2, definirão os pontos X*1, Y*1, Z*1

Figura 59 — Abertura vertical e respectivo recinto.

116

e T*1. Estes pontos delimitarão, no plano horizontal do piso do recinto, a manchaensolarada em função da abertura XYZT e do horário de insolação em questão.

No entanto, a mancha ensolarada pode não estar localizada inteiramentesobre o piso do recinto, conforme indicado no exemplo da Figura 60. Há casosonde a mancha atinge parcial ou totalmente as superfícies verticais internas.

a

a

Figura 60 — Área ensolarada sobre o piso de um recintoem função da penetração do Sol pela abertura.

117

%�%�! N�� *��4��*��M��

Desloca-se, a título de exemplo, a superfície CBFG da Figura 59 atéatingir a posição C′B′F′G′. Deste modo, parte da área ensolarada se localizarásobre esta superfície.

a

a

Figura 61 — Área ensolarada sobre piso e superfície paralela à abertura,em função da penetração do Sol.

118

Para determinar esta área na superfície vertical, faz-se uma elevação destasuperfície. Os pontos R e S delimitarão a largura da área ensolarada. A altura édefinida pelos raios de Sol que passam pela aresta ZY da abertura. Bastatransportar a distância d, indicada na projeção sobre o plano vertical para aelevação, conforme indicado na Figura 61.

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a

Figura 62 — Área ensolarada sobre piso e superfície perpendicular à abertura,em função da penetração do sol.

119

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Voltando-se ao exemplo da Figura 59, desloca-se agora a superfície ABEF,até atingir a posição A′B′E′F′. Neste caso, a área ensolarada definida pelotriângulo de base Z*2Y′ estará localizada sobre a superfície A′B′E′F′.

A altura h do triângulo retângulo é definida pelo cruzamento da linha dechamada de Y com a direção do raio de Sol que passa por XY, conformeFigura 62.

120

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A previsão da carga térmica a ser gerada no interior do edifício éfundamental no que respeita às decisões de projeto referentes ao partido arqui-tetônico a ser adotado, sendo sempre função das exigências funcionais e huma-nas, para os diferentes tipos de clima.

Em se tratando da carga térmica interna ao edifício, as fontes podem serclassificadas como:

a) presença humana;b) sistemas de iluminação artificial;c) motores e equipamentos;d) processos industriais;e) calor solar.

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A quantidade de calor dissipada pelo organismo humano para o ambientedepende essencialmente de sua atividade (conforme item Exigências Humanas,capítulo 1). A tabela do Anexo 1 fornece os dados relativos ao calor dissipadopelo organismo humano, para o ambiente, segundo a atividade desenvolvida peloindivíduo.

Para calcular o ganho de calor, considera-se apenas o calor sensível.

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A conversão de energia elétrica em luz gera calor sensível. Esse calor édissipado, por radiação, para as superfícies circundantes, por condução, atravésdos materiais adjacentes, e por convecção para o ar.

121

Lâmpadas incandescentes convertem apenas 10% de sua potência elétricaem luz, sendo que 90% se transforma em calor, dos quais 80% se dissipa porradiação e 10% por condução e convecção.

Lâmpadas fluorescentes convertem 25% de sua potência elétrica em luz,sendo 25% dissipado, sob forma de calor radiante, para as superfícies circundan-tes e 50% dissipado por convecção e condução. O reator da lâmpada fluorescentefornece mais 25% da potência nominal da lâmpada sob forma de calor para oambiente.

Mas, como a luz também se transforma em calor depois de absorvida pelosmateriais, no caso de iluminação com lâmpadas incandescentes adota-se comocarga térmica a potência instalada e para fluorescentes, 125%, o que se refere àpotência nominal total mais 25% referentes aos reatores.

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O calor dissipado por motores para o ambiente é função de sua potênciae de suas características. Em geral, os motores de potência mais baixa têm menorrendimento.

No que se refere aos equipamentos, adota-se como calor cedido aoambiente cerca de 60% da potência nominal dos aparelhos elétricos, a não ser,é claro, no caso de aparelhos cuja função seja aquecer, como secador de cabelo,aquecedor de ambiente etc. A tabela apresentada no Anexo 15 fornece algunsdados relativos à potência elétrica de eletrodomésticos, que podem ser utilizadosna falta de dados fornecidos pelos fabricantes dos aparelhos.

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Há alguns processos industriais que envolvem grandes cargas térmicas, aexemplo de siderurgias, metalurgias, fabricação de vidros etc. A avaliação dascargas térmicas dissipadas para o ambiente pode ser feita a partir das tempera-turas superficiais e das áreas das superfícies aquecidas, calculando-se os fluxosde calor de acordo com o exposto no item “Mecanismos de trocas térmicas”(capítulo 2).

122

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O Sol, incidindo sobre os paramentos do edifício, vai representar, emmaior ou menor escala, um ganho de calor. Esse ganho de calor será função daintensidade da radiação solar incidente e das características térmicas dos mate-riais desses paramentos.

A radiação solar, como variável climática, deve ser medida. Porém, hádificuldades para a obtenção de dados medidos devido à complexidade ocasio-nada pelo “movimento” do Sol e também pela conversão dos dados, já que osinstrumentos existentes registram dados referentes à incidência sobre o planonormal aos raios e são necessários dados relativos à radiação incidente sobre asfachadas e coberturas dos edifícios.

Os dados relativos à intensidade da radiação solar incidente sobre assuperfícies podem ser calculados por meio de fórmulas, sendo função da latitude,da data, da altitude, da nebulosidade, da poluição do ar etc e também daorientação do plano de incidência. Esses dados podem ser apresentados sob aforma de tabelas e de gráficos.

O gráfico apresentado no Anexo 16 fornece dados de intensidade deradiação solar direta e difusa referentes a três condições de céu, resultantes demedidas efetuadas pelo LNEC (Laboratório Nacional de Engenharia Civil, deLisboa) nas ex-províncias de Ultramar, ou seja, na África. A radiação difusa serefere à incidência sobre o plano horizontal, sendo que, para os planos verticaispode-se tomar metade do seu valor, posto que o plano vertical “vê” apenas meiaabóbada celeste. Os dados da intensidade de radiação solar direta se referem àincidência sobre o plano normal e podem ser utilizados para calcular, através defórmulas, as intensidades de radiação solar direta incidentes sobre planos diver-samente orientados, mas é um meio trabalhoso e muito demorado de obtençãode dados.

Hélio Gonçalves(32), considerando basicamente o fator latitude, desenvol-veu uma série de tabelas de intensidade de radiação solar direta incidente sobreplanos verticais diversamente orientados e plano horizontal, hora a hora, para ossolstícios e os equinócios, para as latitudes brasileiras. Essas tabelas fornecemdados relativos à condição de céu limpo.

Assim, tomando os dados calculados por Gonçalves(32) e os referentes àradiação difusa extraídos do gráfico apresentado no Anexo 16, foram elaboradasas tabelas do Anexo 17. A partir de medidas efetuadas em São Paulo pelo IAG(Instituto Astronômico e Geofísico, da USP) e transformados pelo IPT (Instituto

123

de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo), foram elaboradas as tabelas do Anexo18. Observam-se grandes diferenças ocorridas entre os dados referentes à tabela7 do Anexo 17 — latitude 231⁄2°S — e às tabelas do Anexo 18. Essas diferençasse originam de variações de altitude, tipo de céu (nebulosidade), poluição einclusive de implicações relativas ao denominado “clima urbano”.

O gráfico apresentado no Anexo 19 fornece dados acerca da variação daintensidade de radiação solar segundo a variação da altitude com relação ao níveldo mar e pode ser utilizado para corrigir os dados apresentados nas tabelas doAnexo 17, as quais se referem ao nível do mar quanto às variações de altitude.

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A ventilação proporciona a renovação do ar do ambiente, sendo de grandeimportância para a higiene em geral e para o conforto térmico de verão em regiõesde clima temperado e de clima quente e úmido.

A renovação do ar dos ambientes proporciona a dissipação de calor e adesconcentração de vapores, fumaça, poeiras, de poluentes, enfim. A ventilaçãopode também ser feita por meios mecânicos, porém sendo aqui abordada apenasa ventilação natural como um dos meios de controle térmico do ambiente.

A ventilação natural é o deslocamento do ar através do edifício, atravésde aberturas, umas funcionando como entrada e outras, como saída. Assim, asaberturas para ventilação deverão estar dimensionadas e posicionadas de modoa proporcionar um fluxo de ar adequado ao recinto. O fluxo de ar que entra ousai do edifício depende da diferença de pressão do ar entre os ambientes internose externos, da resistência ao fluxo de ar oferecida pelas aberturas, pelas obstru-ções internas e de uma série de implicações relativas à incidência do vento eforma do edifício.

A diferença de pressões exercidas pelo ar sobre um edifício pode sercausada pelo vento ou pela diferença de densidade do ar interno e externo, oupor ambas as forças agindo simultaneamente. A força dos ventos promove amovimentação do ar através do ambiente, produzindo a ventilação denominadaação dos ventos. O efeito da diferença de densidade provoca o chamado efeitochaminé. Assim, a ventilação natural de edifícios se faz através desses doismecanismos:

124

• ventilação por ação dos ventos;• ventilação por efeito chaminé.

Quando a ventilação natural de um edifício é criteriosamente estudada,verifica-se a conjugação dos dois processos. No entanto, a simultaneidade dosprocessos pode resultar na soma das forças, ou pode agir em contraposição eprejudicar a ventilação dos ambientes. A identificação de ocorrência de uma oude outra situação depende da análise de cada caso, especificamente.

A ocupação dos edifícios por pessoas, máquinas e equipamentos e aexposição à radiação solar vão ocasionar, nos ambientes internos, temperaturassuperiores às do ar externo. Esse acréscimo de temperatura, no caso de invernonos climas quentes ou no caso geral de climas frios, pode ser um fator positivo,porém, na época de verão dos climas temperados ou durante todo o ano em climasquantes certamente será um fator negativo, agravante das condições térmicasambientais.

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A renovação do ar dos ambientes pode ocasionar ganho ou perda de calor,segundo a temperatura externa seja maior que a interna (te ti) ou a temperaturainterna seja maior que a externa (te ti).

A carga térmica transferida pela ventilação será:

Qvent = 0,35 ⋅ N ⋅ V ⋅ ∆t (W)

onde:

0,35 (W/m3 °C) — calor específico × densidade do ar;N (número de renovações por hora) — taxa de renovação horária do

ar do recinto;∆t (°C) — diferença de temperatura do ar

interno e externo.

No cálculo das cargas térmicas, adota-se uma taxa de renovação adequadaao ambiente para depois dimensionar as aberturas.

125

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O primeiro critério de ventilação dos ambientes se baseia nos requisitosbásicos de exigências humanas, que são o suprimento de oxigênio e a concen-tração máxima de gás carbônico no ar, sendo que a diluição da concentração degás carbônico requer maiores taxas de ventilação que o suprimento do exigênio.

A renovação do ar para a diluição da concentração de gás carbônico éinsuficiente para a desconcentração de odores corporais, que podem causarnáuseas, dores de cabeça e mal-estar.

O corpo humano emite, através da exsudação e da respiração pelospulmões, vapor de água para o ambiente, aumentando o teor de umidade do ar.

Sendo também fonte de calor, a presença humana representa interferêncianas condições termo-higrométricas ambientais que devem ser analisadas econsideradas no projeto dos edifícios.

Outra importante função da ventilação é a remoção do excesso de calordos ambientes. Os excessivos ganhos de calor solar, principalmente no verão,assim como o calor gerado no próprio ambiente, devido à presença de fontesdiversas, podem provocar o desconforto térmico. A ventilação desses ambientespode promover melhorias nas condições termo-higrométricas, podendo repre-sentar um fator de conforto térmico de verão ao incrementar as trocas de calorpor convecção e evaporação entre o corpo e o ar interno do recinto.

A ventilação de edifícios industriais, que geralmente envolve problemasde poluição do ar e de contaminação, de calor advindo de processos de produçãoetc., requer análises de maior complexidade de cada caso em particular.

O gráfico do Anexo 20, apresentado pela A.C.G.I.H. (American Confe-rence of Governmental Industrial Hygienists) e pela A.S.H.R.A.E. (AmericanSociety of Heating, Refrigerating and Air Condictioning Engineers) relaciona ofluxo de ar requerido por hora, por pessoa, em função da provisão de oxigênio,da diluição da concentração de gás carbônico e da dissipação de odores corporais,em atividade sedentária. O gráfico apresenta também uma quarta curva, paracasos de adultos em atividade física moderada.

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A diferença de pressão exercida sobre o edifício pode ser causada pelaação dos ventos. O vento, considerado aqui como o ar que se desloca paralela-mente ao solo em movimento lamelar, ao encontrar um obstáculo — o edifício

126

— sofre um desvio de seus filetes e, ultrapassando o obstáculo, tende a retomaro regime lamelar.

Segundo ilustra a Figura 63, as paredes expostas ao vento estarão sujeitasa pressões positivas (sobrepressões), enquanto as paredes não expostas ao ventoe à superfície horizontal superior estarão sujeitas a pressões negativas (subpres-sões).

Essa situação proporciona condições de ventilação do ambiente pelaabertura de vãos em paredes sujeitas a pressões positivas (sobrepressões) paraentrada de ar e em paredes sujeitas a pressões negativas (subpressões) para saídade ar, segundo esquematizado na Figura 64.

A distribuição das pressões sobre o edifício depende da direção dos ventoscom relação ao edifício e do fato de estar exposto às correntes de ar ou protegidopor outros edifícios ou qualquer obstáculo. A pressão exercida sobre um deter-minado ponto do edifício depende também da velocidade do vento e do seuângulo de incidência.

O fluxo da ventilação devido à ação dos ventos pode ser calculado pormeio da seguinte expressão:

φv = ca ⋅ Ao ⋅ v √(ce − cs) (m3/s)

Figura 63 — Ventilação por Ação dos Ventos. Distribuição das pressões.

127

onde:

φv — fluxo ou vazão de ar pela ação dos ventos (m3/s);ca — coeficiente de perda de carga por ação dos ventos (0,6);Ao — área equivalente das aberturas (m2);v — velocidade do vento externo resultante na abertura (m/s);ce — coeficiente de pressão da abertura de entrada de ar;cs — coeficiente de pressão da abertura de saída de ar.

No que se refere a Ao, será função das áreas das aberturas de entrada e desaída do ar, dentro da seguinte relação:

1Ao

2 = 1Ae

2 + 1As

2

sendo

Ae — área da abertura de entrada (m2);As — área da abertura de saída (m2).

Figura 64 — Ventilação por Ação dos Ventos.

128

No caso de o vento não ser normal à abertura:

v = vo ⋅ cosθ (m/s)

sendo:

Quanto aos coeficientes ce e cs, há alguns estudos, feitos através demodelos, que fornecem seus valores para os casos particulares estudados. Asfiguras do Anexo 21 fornecem dados acerca desses coeficientes para edifícios deseção quadrada, sujeitos às alterações provenientes da presença de anteparos.Esses coeficientes podem ser estimados para casos semelhantes.

Ao lidar com edificações situadas na área urbana, o efeito da ação dosventos pode ser pequeno em razão da proximidade entre as construções. Outraalteração previsível se refere à direção do vento, que não se mantém a nívelintra-urbano, tendendo a seguir o traçado viário.

Na eventualidade de construções espaçadas, até mesmo por exigênciaclimática (vide capítulo 3), o fator preponderante quanto à ação dos ventos é adeterminação do sentido do fluxo de ar no interior das edificações. Obstáculos,produzidos por construções vizinhas, muros mou mesmo vegetação, podeminverter este sentido, modificando as pressões do ar sobre as superfícies externas,conforme Figura 65.

As inversões de sentido do fluxo interno podem levar odores, vapores, etc.de cozinhas ou banheiros para o interior das edificações em vez de para o exterior.

129

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A posição e as dimensões das janelas exercem uma grande influência naqualidade e na quantidade de ventilação interna. São apresentados, a seguir,alguns exemplos dessa influência, para casos de ambientes vazios ou parcial-mente divididos (Figs. 66 a 68).

Os exemplos apresentados na Figura 69 mostram, em corte, as variaçõesdo fluxo de ar para o caso de um ambiente que dispõe de janelas localizadas em

Figura 65 — Distância entre obstáculo e edificação com relaçãoao sentido da ventilação interna.Fonte: Olgyay(44).

130

fachadas opostas e que está livre de obstruções, tais como divisórias. Os exem-plos mostram a influência da disposição das aberturas de entrada e de saída doar, o efeito de dispositivos tipo quebra-sol e as alterações provocadas por placasdefletoras, que podem, inclusive, estar representadas por janelas.

Os exemplos apresentados na Figura 70 indicam o efeito favorável àventilação que a vegetação, funcionando como um anteparo situado no prolon-gamento da face a jusante dos edifícios, pode exercer no interior do edifício,quando as aberturas não se encontram voltadas para a direção do vento domi-nante.

Figura 66 — Exemplos de fluxos de ar através de ambientes vazios (em planta).Fonte: Olgyay(44).

Figura 67 — Exemplos de fluxos de ar através de ambientes internos vazios(em planta).Fonte: Olgyay(44).

131

Figura 68 — Exemplos de fluxos de ar através de ambientes internos parcialmentedivididos (em planta).Fonte: Olgyay(44).

132

Figura 69 — Exemplos de fluxo de ar através de ambientes que dispõem de aberturaslocalizadas em fachadas opostas (em corte).Fonte: Olgyay(44).

133

Figura 70 — Exemplos de influência favorável à ventilação que a vegetaçãopode proporcionar.Fonte: Olgyay(44).

134

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O estudo da ventilação por efeito chaminé é feito considerando apenas asdiferenças de pressões originadas das diferenças de temperaturas do ar internoe externo ao edifício.

Os ganhos de calor a que um edifício está submetido ocasionam a elevaçãode temperatura do ar contido no seu interior. O ar aquecido torna-se menos densoe com uma tendência natural à ascensão. Se um recinto dispuser de aberturaspróximas ao piso e próximas ao teto ou no teto, o ar interno, mais aquecido queo externo, terá a tendência de sair pela aberturas altas, enquanto o ar externo,cuja temperatura é inferior à do interno, encontrará condições de penetrar pelasaberturas baixas. Observa-se também que o fluxo do ar será tanto mais intensoquanto mais baixas forem as aberturas de entrada de ar e quanto mais altas foremas aberturas de saída de ar.

Para a compreensão do fenômeno das diferenças de pressão entre ointerior e o exterior do edifício, ocasionadas pela diferença de temperaturasinterna e externa, toma-se uma caixa de aresta a, cuja temperatura do ar interior,ti, é mais elevada que a temperatura do ar externo, te. Um rasgo periféricohorizontal, localizado logo abaixo da face superior do cubo, ocasionará umadistribuição de pressões segundo a Figura 71 (a), que mostra, através de vetores,as diferenças de pressões interna/externa nas paredes do cubo. O interior estaráem estado de subpressão ou rarefação, sendo que as pressões interna e externase igualam no rasgo.

No caso de o rasgo ser feito próximo à base do cubo, como mostra a Figura71 (b), as pressões interna e externa se igualam no rasgo, e as diferenças depressões interna/externa ao longo do cubo estão representadas pelos vetores,estando o interior do cubo em estado de sobrepressão ou compressão.

A terceira situação considerada admite rasgos simultâneos horizontaispróximos à face superior e à face inferior do cubo, o que proporcionará depressãona região inferior e sobrepressão na região superior. Nestas condições, o arpenetra no cubo pelo rasgo inferior e sai do cubo pelo rasgo superior e asdiferenças de pressão estão distribuídas segundo os vetores representados naFigura 71 (c). Observa-se a existência de uma linha em que se dá a passagem dacondição de subpressão do ar interno para a condição de sobrepressão. Essa zona,em que a diferença de pressão interna e externa é nula, é denominada Zona Neutra(ZN). Uma pequena abertura nessa cota não ocasionará fluxo de ar, ou seja, o arnão entrará nem sairá neste ponto.

135

No que se refere ao fluxo de ar, a fórmula básica advém da analogiahidráulica, admitindo-se para a massa específica do ar um valor correspondentea uma temperatura média do ar externo e interno, e uma diferença de pressãoreferida às meias alturas das aberturas. Admitidas essas hipóteses — válidas paracasos de edifícios de usos mais gerais como habitações, escolas, escritórios etc.

Figura 71 — Croquis explicativos da distribuição das pressões em uma caixa cúbica.

(a)

a

(b)

(c)

ZN

136

e excluídos os edifícios especiais como os industriais, que envolvem grandesdiferenças de temperaturas — a fórmula básica para o cálculo do fluxo de ar porefeito chaminé é:

φc = 0,14 ⋅ A√H ⋅ ∆t1 (m3/s)

onde:

φc — fluxo de ar por efeito chaminé;A — área da abertura, considerada a de entrada ou de saída,

segundo seja esta ou aquela a menor (m2);H — altura medida a partir da metade da altura da abertura de

entrada de ar até a metade da abertura de saída do ar (m); ∆t1 = (1 – m)∆t, sendo ∆t calculado segundo o item 5.3.4 e efetado

do fator de inércia m, conforme item 2.2.7.

Quando as duas aberturas, de entrada e de saída, têm áreas iguais, afórmula acima já fornece o fluxo de ar produzido pelo efeito chaminé. Porém,quando as aberturas não são iguais, o incremento no fluxo causado pelo exce-dente da área de uma abertura sobre a outra pode ser calculado através do gráficoapresentado na Figura 72.

Figura 72 — Gráfico para determinação do incremento de vazão causado peloexcesso de área de uma abertura sobre a outra.Fonte: Frota.

1,20

1,15

1,10

1,05

1,001 2 3 4

Ae/As ou As/Ae

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137

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Para estudar os processos simultâneos de efeito chaminé e ação dosventos, é necessário que se analise, previamente, do ponto de vista qualitativo,se os dois mecanismos de ventilação não estão ocorrendo em oposição, isto é,se a ação do vento está realmente funcionando no sentido de proporcionar umincremento na ventilação do recinto. Esta análise deve ser feita pela observação,no projeto, do real papel das aberturas de saída de ar quando submetidas à açãodo vento predominante. Caso se conclua que o vento não esteja contribuindo parao incremento da ventilação interna, é necessário reformular, no projeto, aproposta do sistema de aberturas destinado à ventilação, de modo a aproveitar aação do vento.

A determinação do efeito simultâneo de ambos os mecanismos pode serfeita a partir da seguinte sistemática:

• determina-se o fluxo da ventilação por ação do vento, como único mecanismo,conforme item 5.2.3;

• determina-se o fluxo da ventilação por efeito chaminé, como único mecanis-mo, conforme item 5.2.5;

• determina-se o fluxo resultante pela aplicação do gráfico apresentado naFigura 73.

Figura 73 — Gráfico para determinação do efeito simultâneo:chaminé e ação dos ventos.Fonte A.S.H.R.A.E.(05).

0 20 40 60 80 100

4

FLUXO DEVIDO À DIFERENÇA DETEMPERATURA COMO PERCENTUAL DO TOTAL

3

2

7

1

5

6

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138

Na aplicação do gráfico, somam-se os fluxos devidos aos dois mecanis-mos, calculados separadamente, e determina-se a porcentagem referente aoefeito chaminé com relação a essa soma. O fluxo real é obtido como múltiplo dofluxo do efeito chaminé.

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Para a produção de uma arquitetura adequada ao clima, partindo doconhecimento das necessidades humanas relativas ao conforto térmico, pode seradotado o seguinte encaminhamento:

• conhecimento do clima local, principalmente em termos das variáveis de queé função o conforto térmico (temperatura do ar, umidade relativa do ar,radiação solar e ventos);

• escolha dos dados climáticos para o projeto do ambiente térmico;• adoção de partido arquitetônico cujas características sejam adequadas ao

clima e às funções do edifício;• então, tomadas as decisões de projeto que digam respeito às suas especifici-

dades, é necessário que seja efetuada uma avaliação quantitativa do desempe-nho térmico que o edifício poderá ter.

Dos vários métodos de cálculo de previsão do desempenho térmicoexistentes, podem ser citados os de Mahoney(46), de Nessi e Nissole(36) e o doCSTB. Considera-se o do CSTB (Centre Scientifique et Technique du Batiment— de Paris) o mais aplicável, posto que se baseia em dados climáticos disponí-veis e numa abordagem acessível no que tange às características dos materiais.

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Este método, apresentado por Croiset(15) e Borel(07), se baseia no regimetérmico permanente.

No caso de conforto térmico de inverno, são consideradas apenas asperdas térmicas, já que a temperatura interna desejável no edifício é sempresuperior à temperatura do ar exterior, mesmo em termos de temperaturas médias.

139

No caso de conforto térmico de verão, faz-se um balanço térmico sobrehipóteses montadas acerca do que sejam os ganhos e do que sejam as perdas esão consideradas trocas por diferença de temperatura e ganhos devidos à inci-dência da radiação solar.

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A temperatura ambiente média no inverno nos climas frios depende doequilíbrio entre as perdas e o aquecimento artificial. O conforto térmico deinverno depende também da ação das paredes e dos pisos frios e das correntesde ar frias.

As perdas de calor através das paredes opacas e transparentes serão funçãodo coeficiente global de transmissão térmica da parede — K — e de ∆t, sendoque a intensidade do fluxo térmico que atravessa a parede será:

q′ = K(ti − te) (W/m2) para: ∆t = ti − te (°C) (W/m2)

Quanto à ventilação, as perdas por renovação do ar podem ser avaliadaspor meio da fórmula:

Q′vent = 0,35 ⋅ N ⋅ V(ti − te) (W)

Para o balanço das perdas de calor:

Q′ = ΣAop ⋅ Kop(ti − te) + ΣAtr ⋅ Ktr(ti − te) + 0,35 ⋅ N ⋅ V(ti − te) (W)

onde:

Aop — área da superfície opaca (m2)Kop — coeficiente global de transmissão térmica da superfície

opaca (W/m2 °C)Atr — área da superfície transparente (m2)Ktr — coeficiente global de trsnmissão térmica da superfície

transparente (W/m2 °C)

Como cada termo é proporcional a (ti − te), é possível exprimir as perdasem função da diferença de temperaturas interna e externa, dividindo-se por V(volume do recinto, em m3). Obtêm-se assim as perdas de calor por m3, G —denominado coeficiente volumétrico de perdas de calor:

140

G =ΣAop ⋅ Kop

V+

ΣAtr ⋅ Ktr

V+ 0,35 ⋅ N

Esses cálculos servem de base para os cálculos do aquecimento.Para a verificação da ação das paredes frias, recorre-se à expressão:

θi = ti − Khi

(ti − te) (°C),

sendo θi = temperatura de superfície interna.

Seu efeito será sentido em termos de homogeneidade de conforto. Asvidraças, por exemplo, são um ponto fraco sob esse aspecto. Próximo à janela,um indivíduo estará sujeito, de um lado, à temperatura do vidro (baixa) e deoutro, à temperatura de outras paredes e do ar. O limite de conforto humano paraas diferenças entre as temperaturas das paredes, inclusive o vidro, é 4°C, expressoem termos de temperatura radiante orientada, para o indivíduo situado a ummetro da parede mais fria. À medida que o ponto de localização do indivíduo seafasta da janela, essa diferença de temperatura diminui.

Esse efeito pode ser minimizado quando os radiadores de calor, utilizadospara o aquecimento dos ambientes, forem localizados sob a janela.

Outro efeito a ser verificado é o solo frio, que pode ser contornado pelautilização de uma boa isolação. Em função de θi, calcula-se um coeficiente Kadequado.

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Para o caso de inverno, o CSTB apresenta os seguintes critérios para aseleção adequada da temperatura externa de cálculo (te):

• por razões econômicas, as temperaturas excepcionalmente baixas encontradasnum período de dez ou até cinco anos são negligenciadas;

• procura-se realizar o conforto de inverno com base numa temperatura exteriorrepresentada pela temperatura mais baixa registrada, em média, um dia porano — temperatura de exigência — a partir de, pelo menos, cinco a dez anosde registro;

• partindo do princípio de que o edifício tem uma certa inércia e está sujeito auma variação diária de temperatura, a denominada temperatura de cálculo étomada como a temperatura de exigência acrescida de 4°C.

141

Porém, na grande maioria dos casos, não há disponibilidade desses dados.Desse modo, tomando-se os valores apresentados na tabela do Anexo 22, podemser adotados os seguintes dados para obter a temperatura de cálculo para inverno:

td — média mensal das temperaturas mínimas diárias,do mês mais frio — coluna 3;

ts — temperatura mínima observada durante o mês (média) — coluna 5.

A partir desses dados, a temperatura de cálculo — exterior — pode sercalculada como a seguir:

te =td + ts

2+ 4 (°C).

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Partindo do pressuposto de que todas as equações de trocas térmicas sãolineares e de que os coeficientes são constantes e, ainda, que a renovação do aré constante, o método do CSTB propõe calcular a temperatura do ar de local nãoclimatizado artificialmente, considerando-o sujeito a um regime térmico perma-nente, do seguinte modo:

a) considera-se o regime provocado pela onda de temperatura exterior e insola-ção nula: a onda de temperatura interior é correspondente ao mesmo valormédio que a onda de temperatura do ar exterior, mas a sua amplitude éamortecida segundo a inércia da construção;

b) considera-se, em seguida, o regime provocado pela onda de calor advindo dainsolação, sem considerar as temperaturas do ar exterior — aqui também seleva em conta a inércia da construção (amortecimento e atraso).

Fixada a temperatura exterior base para o cálculo (te) — a temperaturade cálculo — e observados os dados de clima referentes à radiação solar, umidaderelativa do ar e ventos, montam-se as equações relativas às trocas térmicas pelasduas vias citadas: diferença de temperatura interna e externa (∆t) e radiação solarincidente.

As trocas relativas à radiação solar incidente sempre representam ganhos.Considerando que uma construção agrega uma certa diversidade de materiais,espessuras, cores e áreas em sua envoltória, observa-se que nas fórmulas (con-forme item 2.2)

142

Qop = Aop × αKhe

× Ig (W),

para materiais opacos (Aop = área do material opaco, m2), e

Qtr = Atr × Str × Ig (W),

para materiais transparentes ou translúcidos (Atr = área do material, m2), apenasIg varia com a hora do dia e com a época do ano, pois as demais variáveis sãodeterminadas no projeto.

Considerando, ainda, que na maioria das vezes não é possível detectar omáximo ganho de calor solar através da envoltória composta tão diversamente,é recomendável deixar os ganhos de calor solar em função de Ig e montar umaplanilha contendo os cálculos hora a hora através de cada um dos elementos daenvoltória para as diversas exposições a que estão submetidos.

Esta planilha, cujo exemplo pode ser visto no item 6.2 — Capítulo 6Exercícios Resolvidos —, tem o duplo objetivo de permitir detectar o ganhomáximo de calor solar e localizar, em função dos valores encontrados para cadaelementos da envoltória, os setores da envoltória passíveis de adequado ajusteno sentido de redução dos ganhos de calor solar.

Já no que se refere às trocas térmicas por diferença de temperaturas do arinterior, considera-se que, se o ar interior, mesmo submetido aos ganhos de calorsolar e aos ganhos de calor gerado no interior do recinto, não se mantém emconstante sobreaquecimento é porque ocorrem perdas de calor através da envol-tória, decorrentes de diferença de temperaturas interna e externa ∆t (item 2.2) eem função do coeficiente global de transmissão térmica K (item 2.1). Assim,essas trocas são no sentido de dentro para fora do edifício e representam perdasde calor, sendo:

Q′op = Aop × K∆t (W),

ou Q′tr = Atr × K∆t (W),

pois, para radiação de baixa temperatura, o vidro se comporta como materialopaco (efeito estufa).

A ventilação é também um meio eficiente de perder calor, e a cargatérmica retirada pela ventilação pode ser determinada, segundo item 5.2.1, por

Q′vent = 0,35 × N × V × ∆t (W).

143

Observa-se que, em algumas horas do dia, o ar externo, à sombra,apresenta temperatura superior à do ar interno. Nesses horários, a ventilação poderepresentar um ganho de calor e o usuário deve reduzi-la ao mínimo. Essa práticaé corrente no verão de países do Mediterrâneo, por exemplo, e no Brasil, nasregiões mais secas.

Há ainda que se adicionar os dados de ocupação, referentes às pessoas eoutras fontes de calor.

De posse dos dados calculados referentes aos ganhos e às perdas de calor,calcula-se ∆t, única incógnica, admitindo-se que a somatória dos ganhos menosa somatória das perdas é igual a zero, pois, caso contrário, os ambientes entrariamem processo de aquecimento ou esfriamento contínuo, o que, evidentemente nãoocorre.

O ∆t calculado por essa via seria real no caso de o edifício ser consideradode inércia nula. Nesse caso, a temperatura interna máxima — timax — seria atemperatura externa máxima acrescida de ∆t, pois para uma inércia nula o atrasotambém é nulo, assim como o amortecimento.

Para contornar esta simplificação do cálculo, avalia-se separadamente ainércia da construção e considera-se que a onda de calor sofrerá um atraso e umamortecimento na transmissão pela envoltória. A temperatura de referência passaa ser a temperatura média externa e o coeficiente de amortecimento passa a afetara elongação e o ∆t calculado. A temperatura máxima (timax) é então calculadacomo segue:

timax = te__

+ (1 − m)E + (1 − m)∆t (°C)

sendo a elongação: E = A2

(°C),

onde:

A — amplitude entre temperaturas máxima e mínima (°C);m — coeficiente de amortecimento da construção.

Calculada a timax, toma-se o dado referente à umidade relativa do arcorrespondente ao mês considerado e aplica-se um índice de Conforto Térmico,que pode ser o índice de Temperatura Efetiva (Anexo 3), ou, nos casos de climaextremamente quente e úmido, o índice de Conforto Equatorial (Anexo 6).

Se a temperatura expressa através do índice estiver acima do limitesuperior da zona de conforto, faz-se uma revisão no projeto, tomando-se as

144

providências para que passe a incidir, se possível, dentro dos limites da climati-zação natural.

&�#�& A��2��*��/��

Para o caso de verão, o CSTB apresenta os seguintes critérios para aescolha adequada da temperatura de cálculo:

• a temperatura de “exigência” é fixada como aquela que foi registrada comuma freqüência de cinco dias por ano, calculada como média de um grandenúmero de anos, e coincide com a temperatura de cálculo;

• para os cálculos, pode-se considerar que as curvas cotidianas de temperaturano decorrer de uma seqüência quente são idênticas e podem ser representadaspor uma senóide que tem como máximo a temperatura de cálculo e comomédia as médias cotidianas dos dias de seqüência.

A radiação solar, não considerada no caso de conforto de inverno, é fatorimportante no verão e os dados devem ser buscados nos registros meteorológicosou adotados de tabelas referentes à latitude do lugar e alterados segundo ascondições locais (Anexos 16, 17 e 19).

Os dados de umidade relativa do ar devem ser observados paralelamenteaos de temperatura do ar, pois cada relação particular entre estas duas variáveisrepercute de maneira distinta tanto no conforto humano como nas propostasarquitetônicas que sejam adequadas ao clima (vide capítulo 3).

Nos casos em que a ventilação é exigida como um fator de conforto, éimportante contar com os dados de ventos, uma vez observado que podem sercoadjuvantes da ventilação interna.

Porém, a nível da prática do projeto e da realidade relativa à disponibili-dade de dados, pode-se caracterizar uma seqüência quente por meio de umasenóide determinada a partir dos seguintes dados de temperatura do ar (Ane-xo 22):

Ts — média das máximas anuais do mês mais quente — coluna 4;Td — média das máximas diárias do mês mais quente — coluna 2;ts — média das mínimas anuais do mês mais quente — coluna 5;td — média das mínimas diárias do mês mais quente — coluna 3.

145

Temax =Td + Ts

2e Temin =

td + ts2

A amplitude (A) é calculada segundo a expressão:

A =Temax − Temin

2 (°C),

e a elongação E, por

E = A2

(°C).

Os dados de umidade relativa do ar podem permitir, em conjunto com osdados de temperatura do ar, a determinação de uma zona de conforto térmico ea avaliação das condições de conforto oferecidas pelo recinto em estudo.

As tabelas apresentadas no Anexo 22 fornecem dados de temperatura,umidade relativa e precipitação referentes a algumas cidades brasileiras. Essesdados foram retirados das Normais Climatológicas (Ministério da Agricultura)e Tabelas Climatológicas (Ministério da Aeronáutica) e de outras fontes.

&�#�( G��J��

Segundo o item 5.3.4, para obter-se o valor da temperatura interna máxima(timax), adicionam-se ao valor da temperatura externa média (te) parcelas positi-vas de ganhos de calor, relativas à transmissão pelos materiais.

Assim, localidades onde esse valor da temperatura externa média já ésuperior ao limite do conforto humano, ou seja, 28°C, não é possível garantir,internamente às construções, temperaturas dentro da faixa de conforto apenasutilizando-se recursos naturais.

No entanto, deve-se tentar, ainda nesses casos, garantir à edificação umganho de calor solar mínimo. O dimensionamento do equipamento necessário àclimatização artificial interna dos ambientes será realizado em função dasdiferenças entre as temperaturas do ar externa e interna. Deste modo, a potênciado equipamento, bem como o seu conseqüente consumo mensal de energia, serãotão menores quanto menor for esta variação das temperaturas interna e externa.

Para os locais onde a temperatura externa média é inferior a 28°C esuperior a 18°C, há condições de se obterem internamente às edificações tem-

146

peraturas dentro dos limites do conforto humano, utilizando-se apenas recursosrelativos à climatização natural.

Porém, há que se observar que cada caso deve ser analisado de acordocom as condições sócioeconômicas e culturais dos ocupantes, além do estágiode aclimatação dos indivíduos particulares.

&�#�+ ��/��*��6��6��

Os procedimentos aqui propostos quanto à elaboração de projetos arqui-tetônicos adequados aos distintos climas podem ser sumarizados em forma deitens de verificação, segundo os principais fatores envolvidos neste processo:

A) Dados climáticos relativos ao mês em estudo

• temperatura do ar média mensal;• temperatura do ar média mensal das máximas;• temperatura do ar média mensal das mínimas;• umidade relativa do ar, média mensal;• radiação solar direta para céu limpo, para as diversas orientações;• porcentagem média de nebulosidade;• direção e velocidade dos ventos;• caracterização do clima local;• latitude;• altitude.

B) Adoção do partido arquitetônico em funçãodas características climáticas

• forma mais apropriada;• orientação e dimensionamento das aberturas;• localização dos diversos blocos no espaço físico;• determinação da sombra projetada das edificações;• determinação das máscaras produzidas por obstruções externas às aberturas;• indicação de elementos externos de projeção da radiação solar (construções,

vegetações etc.).

147

C) Determinação dos materiais adequados

• inércia desejada;• atraso desejado;• coeficiente global de transmissão térmica (K) de cada material;• cor externa e interna.

D) Avaliação da temperatura interna máxima resultante

• cálculo da temperatura interna máxima para as diversas alternativas de proje-to;

• comparação da temperatura interna máxima obtida com os índices de con-forto;

• há alternativa possível dentro dos limites da climatização natural?

148

��

��4��$��/��

(�� )2��

(�� A��2�� *��/��*��I

Ambos dispositivos (a) e (b), acima, produzem a mesma máscara:

149

A placa vertical lateral triangular, associada a uma placa horizontal,conforme indicado no lado esquerdo da abertura, confere a esta característica deplaca horizontal de comprimento infinito no lado indicado, pois os pontos dotriângulo que pertencem também ao plano α serão percebidos, pelo observadorpostado no peitoril, como situados no infinito. Portanto, a máscara resultanteserá:

150

151

152

(��!

a) Para o caso de um edifício situado em São Paulo, desenhar a máscara e umdispositivo de proteção solar que tenha eficiência total a partir de 8h30 nosolstício de verão e de 9h30 no solstício de inverno, para uma janela localizadana fachada leste.

153

b) Para o caso de um edifício situado em Belo Horizonte e uma janela localizadanuma fachada S-SW, desenhar a máscara e o quebra-sol correspondente quetenha eficiência total nos meses de verão.

SS-SW

NORMAL AO OBSERVADOR

βd

22/12

21/3

EFICIÊNCIA TOTAL

VISTA EXTERNACORTE

PLANTA

PERSPECTIVA

ALTERNATIVA 1

βd = 42°

154

c) Para o caso de um edifício situado em Florianópolis (28° Sul), desenhar amáscara de um dispositivo de proteção solar que tenha ediciência totaldurante os meses de setembro a março, para uma janela localizada na fachadaN-NE.

155

Observação: Na solução alternativa 2 do exercício b e nesta do exercício c,ocorrem proteções complementares nos setores de janela que têm também placavertical à esquerda.

(�! A��*��D��

A título de exemplo, foi tomado um edifício cuja função é alojamentopara estudantes, localizado na cidade de São Paulo, e cujas unidades têm a plantaapresentada na formulação do enunciado.

Foi escolhida a orientação oeste para a fachada principal e envidraçada.Para controle da penetração do sol da tarde, foi adotada uma veneziana interna.

Os dados de Temperatura e de Umidade Relativa do Ar foram retiradosda tabela apresentada no Anexo 22 e os de Intensidade de Radiação SolarIncidente, da Tabela 4 do Anexo 18.

156

Os dados referentes às características térmicas dos materiais foram ex-traídos do Anexo 7. O método de cálculo utilizado é o do CSTB, conformeapresentado no Capítulo 5.

Dados de Clima (dezembro)

Temperatura do ar Ts = 30,7°Cts = 13,8°C

Td = 24,6°Ctd = 17,4°C

Umidade Relativa do ar UR = 80%

Radiação Solar Incidente — Ig (W/m2)

8h 9h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h

Oeste 105 138 164 179 185 247 290 309 298 244

Norte 105 138 164 179 185 179 164 138 105 66

Horiz. 292 396 476 527 544 527 476 396 292 173

3

2 4

1

SÃO PAULO LATITUDE 23°30’ SUL

157

Dados do edifícioPé-direito:

Peitoril concreto: h = 0,90 m λ = 1,28 W/m°C(pintado de branco) e = 0,15 m (d = 2000 kg/m3) α = 0,30

Vidro + caixilho: h = 1,80 m Str = 0,50(persiana interna cor clara) K = 5 W/m2°C

Empena — alvenaria de tijolo com reboco interno e externo (cor amarela)

tijolo e = 0,20 m (d = 1600 kg/m3) λ = 0,72 W/m°Cargamassa e = 0,02 m (d = 1800 kg/m3) λ = 0,85 W/m°C

Cobertura:

e1 = 0,01 m — impermeabilização(com pintura externa clara)α = 0,50 λ = 0,14 W/m°Ce2 = 0,05 m — concreto comargila expandida λ = 0,85 W/m°Ce3 = 0,15 m — concreto armado(d = 2400 kg/m3) λ = 1,75 W/m°C

Ocupação: 4 pessoas em trabalho leve, dissipando 65 W cadaVentilação: N = 6 trocas de ar por hora

Calcular:1) Temperatura interna máxima — timax — no dormitório, considerando os

compartimentos adjacentes sob condições térmicas semelhantes;2) Temperatura Efetiva — T.E. — para velocidades do ar vo = 0,5 m/s e

vo = 1 m/s.

e1e2

e3

158

Orientação oeste — posição 1

Cálculo do coeficiente global de transmissão térmica — K

Fórmula: 1K

= 1he

+ 1hi

+ei

λ

1he

+ 1hi

— Anexo 8, paredes exteriores.

• Peitoril de concreto

1K

= 0,17 + 0,151,28

= 0,287 K = 3,5 W/m2 °C

• Empena — reboco interno + tijolo + reboco externo

1k

= 0,17 + 0,020,85

+ 0,200,72

+ 0,020,85

= 0,5 K = 2,0 W/m2 °C

• Cobertura

— para fluxo ascendente (ganhos de calor)

1K

= 0,22 + 0,010,14

+ 0,050,85

+ 0,151,75

= 0,436 K = 2,3 W/m2 °C

— para fluxo descendente (perdas de calor)

1K

= 0,14 + 0,010,14

+ 0,050,85

+ 0,151,75

= 0,356 K = 2,8 W/m2 °C

159

Cálculo dos ganhos de calor solar

Fórmulas: para superfícies opacas

Qop = Aop ×α×K

he× Ig (W)

para superfícies transparentes

Qtr = Atr × Str × Ig (W)

• Peitoril

Q 1 = (0,90 × 3,0) ×0,3 × 3,5

20× Ig

Q1 = 0,142 Ig (W)

• Vidro + caixilho + persiana

Q2 = (1,8 × 3,0) × 0,5 × Ig (W)

Q2= 2,70 Ig (W)

• Empena

Q3 = (2,7 × 6,0) × 0,4 × 2,020

× Ig (W)

Q3 = 0,648 Ig (W)

160

• Cobertura

Q4 = (3,0 × 6,0) × 0,5 × 2,320

× Ig (W)

Q4 = 1,035 Ig (W)

Planilha de ganhos de calor solar

horaFachada Oeste Fachada Norte Cobertura

TotaisWIg

(W/m2)Peitoril0,142 Ig

Envidraçado2,70 Ig

Ig

W/m2Empena0,648 Ig

Ig

W/m2 1,035 Ig

08 h 105 15 284 105 68 292 302 669

09 h 138 20 373 138 89 396 410 892

10 h 164 23 443 164 106 476 493 1.065

11 h 179 25 483 179 116 527 545 1.169

12 h 185 26 500 185 120 544 563 1.209

13 h 247 35 667 179 116 527 545 1.363

14 h 290 41 783 164 106 476 493 1.423

15 h 309 44 834 138 89 396 410 1.377

16 h 298 42 805 105 68 292 302 1.217

17 h 244 35 659 66 43 173 179 916

Ganhos de calor devidos à ocupação (calor sensível)

Qe = 4 × 65 W Qe = 260 W

161

Total de ganhos de calor

Q = 1423 + 260 Q = 1623 W

Perdas de calor devidas à diferença de temperaturasinterna e externa (∆t)

Fórmulas:

Q′op = Aop × K ∆t (W)

para superfícies opacas e

Q′tr = Atr × K ∆t (W)

para superfícies transparentes e translúcidas.

• Peitoril

Q′1 = (0,9 × 3,0) 3,5 × ∆t Q′1 = 9,5 ∆t (W)

• Envidraçado

Q′2 = (1,8 × 3,0) 5,0 × ∆t Q′2 = 27,0 ∆t (W)

• Empena

Q′3 = (2,7 × 6,0) 2,0 × ∆t Q′3 = 32,4 ∆t (W)

• Cobertura (fluxo ascendente)

Q′4 = (3,0 × 6,0) 2,8 ∆t Q′4 = 50,4 ∆t (W)

162

Perdas devidas à ventilação

Adotando um valor para a taxa horária de renovação — N — a serposteriormente analisado sob o ponto de vista da suficiência e conferido quantoao dimensionamento do sistema de aberturas:

Q′vent = 0,35 × N × V × ∆t N = 6 1⁄hV = 3 × 6 × 2,7 = 48,6 m3

Q′vent = 0,35 × 6 × 48,6 ∆t Q′vent = 101 ∆t (W)

Total de perdas de calor:

Q′ = Q′1 + Q′2 + Q′3 + Q′4 + Q′vent

Q′ = 220,3 ∆t (W)

Balanço térmico: ganhos = perdas

Q = Q′ 1623 = 220,3 ∆t ∆t = 1623220,3

∆t = 7,4°C

Avaliação da inércia

Peso da parede (inclusive piso e teto)

e2

× d × 1 (kg/m2)

—Peitoril: 0,15

2× 2000 = 150 kg/m2;

—Empena: 0,20

2× 1600 = 160 kg/m2;

163

—Parede divisória dormitório/sala de estar — não será considerada por serrevestida com cortiça;

—Parede que contém o armário — não será considerada porque o fator relativoao revestimento será zero;

—Piso, considerado com revestimento isolante, de carpete, com fator relativoao revestimento zero;

Cobertura, considerando só a laje (e = 0,15 m)

0,152

× 2400 = 180 kg/m2

Segundo o peso de cada parede e a resistência térmica de seu revestimento,pode-se determinar a superfície equivalente pesada (item 2.1.21):

área coeficiente

Peitoril 2,7 m2 2⁄3 (sem revestimento)

Empena 16,2 m2 2⁄3 (eλ

= 0,020,85

< 0,15)

Cobertura 18,0 m2 2⁄3 (sem revestimento)

(2,7 × 2⁄3) + (16,2 × 2⁄3) + (18 × 2⁄3) = 24,6m2

E, superfície equivalente pesadaárea do piso

= 24,618

= 1,37

sendo, portanto, a inércia classificada como fraca, e o coeficiente de inércia

m = 0,6

164

Cálculo de temperatura externa média — te e elongação — E

Temax = 30,7 + 24,62

= 27,6°C

Temin =17,4 + 13,8

2= 15,6°C

te__

= 27,6 + 15,62

= 21,6°C

A =27,6 −15,6

2= 12°C e E = 12

2= 6°C

Cálculo da temperatura interna máxima resultante — timax

timax = te + (1 − m) E + (1 − m) ∆ttimax = 21,6 + (1 − 0,6) 6 + (1 − 0,6) 7,4

timax = 27,0°C

Cálculo da Temperatura Efetiva (T. E.)

Dados necessários para calcular a T.E.:

• Temperatura de bulbo seco — T.B.S. = timax = 27,0°C• Umidade Relativa do Ar — U.R. = 80%• Temperatura de bulbo úmido — T.B.U. — pode ser calculada através da Carta

Psicrométrica para São Paulo (Anexo 5), como mostra a Figura 74, utilizandoos dados de T.B.S. e U.R.:

T.B.U. = 24,3°C

165

De posse desses dados, calcula-se a Temperatura Efetiva TE através doNomograma (Anexo 3), segundo mostra a Figura 75, e obtém-se:

para vo = 0,5 m/s TE = 24,7°C

para vo = 1,0 m/s TE = 24,0°C

Verificação da Ventilação

Efeito Chaminé

Fórmula: φc = 0,14 × A√H × ∆t1 (m3/s)

onde:

A — área total de abertura de entrada (mais baixa) ou de saída (mais alta),a menor delas; neste caso, Ae = As = metade da área total da abertura da janela, sendo que a persiana provoca uma perda de área decerca de 30%, a ser considerada;

H — distância vertical entre as duas aberturas; neste caso H = 1,10⁄2;∆t1— ∆t (1 − m) = 7,4 × (1 − 0,6) = 2,96°C ,ou seja,

o ∆t calculado no item balanço térmico afetado do fator de inércia.

As = 1,40 × 1,102

× 0,7

As = 0,54 m2

Ae = 1,4 × 1,102

× 0,7

Ae = 0,54 m2

H = 0,55 m1,40

As

Ae

CORTEELEVAÇÃO

1,10 H

166

φc = 0,14 × 0,54√0,55 × 2,96 = 0,096 m3/s

φc = 0,096 × 3600 = 345,6 m3/h

Então, a taxa horária de ventilação será obtida com a divisão do fluxo (emm3/h) pelo volume do recinto (em m3)

N =φc

V= 345,6

48,6= 7,1/h

Como foi considerado N = 6/h e encontrado N = 7,1/h e a TemperaturaEfetiva está dentro da Zona de Conforto Térmico, verifica-se que a hipótese foiacertada.

No que se refere à ação do vento e ao efeito simultâneo chaminé + vento,basta uma análise qualitativa, considerando que o vento deve ser aproveitado,quando o usuário julgar necessário, abrindo também as portas e promovendo aventilação cruzada.

Respostas:

timax = 27,0°C

TE = 24,7°C

para vo = 0,5 m/s

TE = 24,0°C

para v0 = 1,0 m/s, dentro da Zona de Conforto Térmico.

167

��2��

Para o caso de um edifício com unidades em tão diversas posições,recomenda-se selecionar alguns casos para amostra, a exemplo das posições 2,3 e 4, para se obter um quadro mais significativo do desempenho térmico doedifício.

Quando se conclui que as condições termo-higrométricas não se enqua-dram dentro da zona de conforto, a atitude diante do projeto deve ser:a) verificar, na planilha de ganhos de calor solar, quais os elementos da envol-

tória responsáveis pelos maiores ganhos e alterar uma ou mais característicasdesses elementos para:

— reduzir os ganhos sem alterar as perdas, substituindo, quando possível, acor de sua superfície externa por uma mais clara e reduzindo o coeficiente deabsorção da radiação solar;— reduzir os ganhos reduzindo a área de superfícies envidraçadas ou insta-lando-as em fachadas com menores problemas de insolação;— aumentar a resistência térmica do elemento, substituindo o material ouacrescentando material isolante térmico; neste caso, haverá também reduçãode perdas e a alteração merece ser analisada quanto à sua real vantagem;

b) aumentar as perdas de calor, aumentando a ventilação, quando possível (noexemplo do exercício, a taxa de renovação já é elevada e não seria o caso);neste caso, os ganhos ficam inalterados;

c) reduzir os ganhos e aumentar as perdas, utilizando simultaneamente todos osrecursos.

168

Figura 74 — Aplicação da Carta Psicrométrica para os casos apresentados comoexemplos de Exercícios Resolvidos.

169

Figura 75 — Aplicação do Nomograma de Temperatura Efetiva para os casosapresentados como exemplos de Exercícios Resolvidos.

170

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5� �� 52��

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174

Anexos

175

Atividade CalorMetabólico

CalorSensível

CalorLatente

durante o sono (basal) 80 40 40

sentado, em repouso 115 63 52

em pé, em repouso 120 63 57

sentado, cosendo à mão 130 65 65

escritório (atividademoderada)

140 65 75

em pé, trabalho leve 145 65 80

datilografando rápido 160 65 95

lavando pratos 175 65 110

confeccionando calçados 190 65 125

andando 220 75 145

trabalho leve, em bancada 255 80 175

garçom 290 95 195

descendo escada 420 140 280

serrando madeira 520 175 345

nadando 580 — —

subindo escada 1280 — —

esforço máximo 870 a 1400 — —

Anexo 1 — Calor cedido ao ambiente (W), segundo a atividadedesenvolvida pelo indivíduoFonte: Mesquita(41)

177

Anexo 2 — Carta Bioclimática para habitantes de regiões de clima quente,em trabalho leve, vestindo 1 “clo”.Fonte: Koenigsberger(34)

178

Anexo 3 — Nomograma de Temperatura Efetiva para pessoas normalmentevestidas, em trabalho leve.Fonte: Koenigsberger(34)

179

Anexo 4 — Carta Psicrométrica para cidades ao nível do mar.Fonte: Koenigsberger(34)

180

Anexo 5 — Carta Psicrométrica para a cidade de São Paulo.

181

Anexo 6 — Figura 1 – Nomograma de Índice de Conforto Equatorial.Fonte: Webb(59)

182

Anexo 6 — Figura 2 – Gráfico de conforto para indivíduos residentes emCingapura.Fonte: Webb(59)

183

Material λ(W/m°C)

d(kg/m3)

c(J/kg°C)

Água 0,58 1000 4187

Algodão 0,06 80

Amianto 0,15 580

Amianto projetado 0,05 160

Areia seca 0,49 1600 2093

Areia úmida 2,35 variável 8374

Argamassa de cal e cimento(ou de cimento)

0,650,851,05

160018002000

754754754

Argamassa celular 0,300,510,81

60010001400

104710471047

Argamassa de gesso(ou de cal e gesso)

0,530,70

10001200

837837

Argila 0,72 1720

Asfalto puro 0,70 2100

Asfalto com areia 1,15 2100

Borrachas sintéticas— formofenólicas— mastique para junta— poliamida— policlorure de vinil— poliéster— polietileno

0,400,400,400,200,400,40

130013501100135015501000

Cerâmica 0,46 variável 837

Cimento-amianto 0,650,95

16002000

Cimento-amianto-celulose 0,46 1600

Concreto aparente 1,651,91

22002400

10051005

Concreto armado 1,75 2400 1005

Anexo 7 — Características térmicas dos materiais. continua

184

Material λ(W/m°C)

d(kg/m3)

c(J/kg°C)

Concreto comum 1,281,501,74

200022002400

100510051005

Concreto comum cavernosoidem c/ 50% de calcárea

1,401,15

18501800

Concreto c/ agregado muito leve— c/ vermiculite ou pedras-pomes

— placa de concreto c/ vermiculitefabricado na usina

0,170,260,330,430,50

0,19

600800

100012001400

400

963963963963963

963

Concreto c/ argila expandida 0,851,05

15001700

963963

Concreto c/ escória expandida granulada750 kg/m3, c/ areiaIdem, sem areia ou finos

0,52

0,44

1500

1100

963

963

Concreto celular autoclavado 0,100,120,160,210,27

300400600800

1000

963963963963963

Concreto celular (bloco) 0,050,50

450600

963963

Concreto de cascalho 1,98 1800 1005

Concreto sem finos 0,740,93

16001800

Concreto c/ agregado pesado de escóriade alto fornoIdem cavernoso

1,400,70

23001800

Cortiça (em placas, de granulado) 0,040,05

100200

14241424

Cortiça comprimida 0,10 500 1423

Feltro 0,05 160


185

Material λ(W/m°C)

d(kg/m3)

c(J/kg°C)

Feltro asfáltico 0,14 1200 1675

Feltro de crina 0,03 270

Feltro de lã 0,04 150

Fibra de vidro 0,03 70 754

Gesso celular 0,50 128

Gesso (placa) 0,350,35

7501500

837837

Gesso paramentado c/ cartão antichama 0,35 900

Gesso c/ fibras minerais 0,35 950

Gesso projetado 0,50 1200 837

Gesso c/ vermiculite 1:1 0,30 850

Gesso c/ vermiculite 1:2 0,25 600

Lã de escória 0,03 110

Lã de ovelha 0,04 136

Lã de rocha 0,030,040,04

100130190

754754754

Lã de vidro 0,050,040,040,03

24647696

754754754754

Madeiras— abeto, cedro— balsa— bétula, pinho silvestre, pinho marítimo— carvalho, frutíferas— pinho perpendicular a fibra— pinho paralelo a fibra

0,120,05

0,150,230,140,30

40090

500700550900

1424

1424142427211256

Fibras de madeira 0,06 140 1675

Lascas de madeira 0,06 140 1675


186

Material λ(W/m°C)

d(kg/m3)

c(J/kg°C)

Painéis de madeira— aglomerado mole isolante— painel de fibra de madeira isolante— painel de fibra de madeira duro e

extraduro— painel de fibra de madeira aglomerada

— painel de fibra de madeiraaglomerada e compensada

0,050,06

0,200,100,120,140,17

0,200,24

300300

900400500600700

8001000

1424142414241424

14241424

Metais— aço— aço inoxidável— alumínio— chumbo— cobre— duralumínio— ferro fundido— ferro puro— latão— zinco

52,0046,00

230,0035,00

380,00160,0056,0072,00

110,00112,00

778078002700

11340893028007500787084007130

461

Palha comprimida 0,12 350

Papelão 0,08 650

Papelão corrugado, quatro camadas porpolegada 0,10 170

Pedras— ardósia— arenito— basalto— calcáreo— gnaise— granito— gres— mármore

2,101,283,501,403,503,501,983,26

27002000290020002600270024002700

837837837837837837837837


187

Material λ(W/m°C)

d(kg/m3)

c(J/kg°C)

— pederneira— pedregulho— pórfiro

3,502,352,90

270019002500

837837837

Plásticos alveolares— poliestireno expandido moldado

— poliestireno expandido moldado, porvia úmida

— poliestireno expandidotermocomprimido, por via seca

— poliestireno expandidotermocomprimido, por via seca

— poliestireno estruturado. placas s/ pele na superfície. placas c/ pele na superfície

0,040,040,040,040,04

0,42

0,040,040,04

0,04

0,030,030,03

1115182330

14

141823

30

303238

— espuma rígida de poliuretano. placas ou blocos extensos contínuos. placas ou blocos descontínuos

— espumas formofenólicas

— outros materiais plásticos alveolares

0,030,030,040,040,040,040,05

35354050709540

Telha de barro moldada (ou cerâmica) 0,93 — 921

Telha de fibrocimento 0,650,95

——

16002000


188

Material λ(W/m°C)

d(kg/m3)

c(J/kg°C)

Terra argilosa secaTerra comprimida (bloco)Terra úmida

0,521,150,60

170018001800

837837

1465

Tijolo de concreto furado (8 furos)19 × 19 × 39 (paredes 6 mm)Tijolo maciço prensado

0,910,72

17001600

1005921

Vidro 0,8 2200

Anexo 7 — Características térmicas dos materiais.Fonte: CSTB — Régles de Calcule; Gomes, R. José(30),Puppo E. & Puppo, O.(48)

189

Posição das paredes esentido do fluxo Unidades

Paredes exteriores

hi1hi

he1he

1hi

+ 1he

W/m2°C 8 — 20 — —

m2°C/W — 0,12 — 0,05 0,17

W/m2°C 11 — 20 — —

m2°C/W — 0,09 — 0,05 0,14

W/m2°C 6 — 20 — —

m2°C/W — 0,17 — 0,05 0,22

Anexo 8 — Tabela 1 — Valores de condutâncias (he, hi) e resistências térmicas

superficiais (1he

, 1hi

), para paredes exteriores.

190

Posição das paredes esentido do fluxo Unidades

Paredes interiores

hi1hi

he1he

1hi

+ 1he

W/m2°C 8 — 8 — —

m2°C/W — 0,12 — 0,12 0,24

W/m2°C 10 — 10 — —

m2°C/W — 0,10 — 0,10 0,20

W/m2°C 6 — 6 — —

m2°C/W — 0,17 — 0,17 0,34

Anexo 8 — Tabela 2 — Valores de condutâncias (he, hi) e resistências térmicas

superficiais (1he

, 1hi

), para paredes interiores.

Fonte: CSTB, R.E.E.F. 58-II (12).

191

Tipo de vento Velocidade do vento (m/s) he (W/m2°C)

ar calmo 0,1 8

velocidade muito fraca 0,5 10

velocidade fraca 1 13

velocidade média 3 21

velocidade forte 9 35

velocidade muito forte 18 50

Anexo 9 — Tabela 1 — Variação da Condutância Térmica Superficial Externa (he).Fonte: CSTB, R.E.E.F. 58 — II(12).

PosiçãoEspaçode Ar

Direção eSentido

do Fluxode Calor

Espessurado Espaço

de Ar(cm)

Temperaturadas faces Rar (m2°C/W), para εr =

Média(°C)

Diferença(°C)

0,82 0,47 0,20 0,11

vertical horizontal 2 a 10 32 5,5 0,15 0,22 0,38 0,51

10 5,5 0,18 0,26 0,41 0,54

horizontal verticalascendente

2 a 10 10 5,5 0,16 0,21 0,32 0,39

horizontal verticaldescendente

24

10

323232

111111

0,150,160,17

0,210,260,28

0,360,480,58

0,460,660,86

sendo:εr = 1

1ε1

+ 1ε2

− 1

para: εr = emissividade térmica relativa

ε1 e ε2 = emissividade de cada uma das lâminas paralelasque confinam o espaço de ar

Anexo 9 — Tabela 2 — Valores de Resistência Térmica de Espaços de Ar (Rar)confinado entre duas lâminas paralelas.Fonte: Gomes, R.(30)

192

Superfície(α)

Absorção pararadiação solar

(α) e (ε)para temperatura

entre 10 e 40°C

preto fosco 0,85 — 0,95 0,90 — 0,98

tijolo ou pedra ou telha cor vermelha 0,65 — 0,80 0,85 — 0,95

tijolo ou pedra cor amarela, couro 0,50 — 0,70 0,85 — 0,95

tijolo ou pedra ou telha cor amarela 0,30 — 0,50 0,40 — 0,60

vidro da janela transparente 0,90 — 0,95

alumínio, ouro, bronze (brilhantes) 0,30 — 0,50 0,40 — 0,60

latão, alumínio fosco, aço galvanizado 0,40 — 0,65 0,20 — 0,30

latão, cobre (polidos) 0,30 — 0,50 0,02 — 0,05

alumínio, cromo (polidos) 0,10 — 0,40 0,02 — 0,04

Anexo 10 — Tabela 1 — Valores de Coeficientes de Absorção (α) e Emissividade (ε).Fonte: Koenigsberger et alii(34).

Cor (α)

branca 0,2 — 0,3

amarela, laranja, vermelha-clara 0,3 — 0,5

vermelha-escura, verde-clara, azul-clara 0,5 — 0,7

marrom-clara, verde-escura, azul-escura 0,7 — 0,9

marrom-escura, preta 0,9 — 1,0

Anexo 10 — Tabela 2 — Valores de Coeficiente de Absorção da Radiação Solar (α),específico de pintura.Fonte: Croiset, M.(15)

193

Tipo de Vidro Fator Solar (Str)

Lâmina ÚnicaVidro comum transparenteVidro cinza sombraVidro atérmico verde-claroVidro atérmico verde-escuro

0,860,660,600,49

Vidro usado como proteçãoexterna de vidro comum transparenteVidro cinza-sombraVidro atérmico verde-claroVidro atérmico verde-escuro

0,450,390,22

Anexo 11 — Tabela 1 — Fator Solar (Str) de vidros.Fonte: Catálogos de vidros produzidos no Brasil.

Tipo de ProteçãoCor do Elemento de Proteção

Clara Média Escura Preta

Proteção externa— Persiana de madeira (e = 1 cm), vertical— Persiana de madeira (e = 2 cm), vertical— Persiana metálica, vertical— Persiana de madeira (e = 1 cm), projetada

à italiana— Persiana metálica, projetada à italiana

0,050,040,070,09

0,10

0,080,070,100,09

0,11

0,100,090,130,10

0,12

0,130,110,160,11

0,14

Proteção entre dois vidros— Veneziana de lâminas finas a 45°C— Cortina opaca— Cortina pouco transparente

0,240,210,24

0,310,280,32

0,380,360,40

0,440,43—

Proteção interna— Persiana de lâminas finas, vertical— Persiana de lâminas finas, a 45°C— Cortina opaca— Cortina pouco transparente— Cortina muito transparente

0,390,510,340,360,39

0,500,620,450,470,50

0,600,700,570,590,51

0,700,760,66——

Anexo 11 — Tabela 2 — Fator Solar das proteções das vidraças(para vidros simples com Str = 0,85)Fonte: Croiset(15).

194

Anexo 12 — Mapa climatológico simplificado do Brasil.Fonte: Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística —Diretoria Técnica — SUEGE-SUPRENMapa “Brasil-climas” — 1978.

quente semi-úmido

quente seco

temperado

quente úmido

LEGENDA CLIMAS

195

Anexo 13 — Cartas Solares

196

Latitude 0° Sul

197

Latitude 4° Sul

198

Latitude 8° Sul

199

Latitude 12° Sul

200

Latitude 16° Sul

201

Latitude 20° Sul

202

Latitude 24° Sul

203

Latitude 28° Sul

204

Latitude 32° Sul

205

Gráfico Auxiliar para o Traçado das Máscaras

Anexo 14 — Transferidor Auxiliar.

206

Aparelhos Potência (W)

Aquecedor elétrico (tipo residencial) 1000 a 1500

Aquecedor elétrico (tipo comercial) 2000 a 6000

Ar-condicionado portátil (1 HP) 1200

Ar-condicionado portátil (2 HP) 2400

Aspirador de pó 250 a 800

Barbeador 8 a 12

Cafeteira 500 a 2000

Chuveiro elétrico 1500 a 4000

Exaustor 300 a 500

Ferro elétrico 400 a 850

Ferro elétrico a vapor 660 a 1200

Fogão elétrico 4000 a 6000

Geladeiras comerciais (1⁄2 a 1 HP) 450 a 1000

Geladeiras domésticas 150 a 300

Irradiador de calor 500 a 1000

Lavadora de pratos 600 a 1000

Lavadora de roupas 600 a 800

Liquidificador 120 a 250

Máquina de costura 60 a 90

Rádio 40 a 150

Secador de cabelos 350 a 1200

Secadora de roupas 4000 a 5000

Televisão 200 a 400

Torradeira 500 a 1200

Ventilador portátil 50 a 200

Nota: é aconselhável verificar, quando possível, a potência nominal dos apare-lhos, devendo esta tabela apenas servir de base quando não há disponibilidadede dados reais.

Anexo 15 — Potências aproximadas de aparelhos eletrodomésticos.

207

Anexo 16 — Dados de Intensidade de Radiação Solar Direta sobre plano normal eDifusa sobre plano horizontal, segundo a altura do sol, para diversascondições de céu.Fonte: LNEC.

208

06h 07h 08h 09h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h

deze

mbr

o 22

S 9 200 338 401 436 447 458 447 436 401 338 200 9

SE 21 417 660 696 630 494 343 176 60 53 45 28 0

E 20 406 621 614 490 288 65 63 60 53 45 28 0

NE 8 173 245 203 98 63 65 63 60 53 45 28 0

N 0 28 45 53 60 63 65 63 60 53 45 28 0

NW 0 28 45 53 60 63 65 63 98 203 245 173 8

W 0 28 45 53 60 63 65 288 490 614 621 406 20

SW 0 28 45 53 60 176 343 494 630 696 660 417 21

H 0 155 424 669 869 992 1033 992 869 669 424 155 0

S 0 30 48 55 63 68 63 68 63 55 48 30 0

mar

ço 2

2 / s

etem

bro

22SE 16 352 516 476 406 247 63 68 63 55 48 30 0

E 22 486 711 651 547 322 63 68 63 55 48 30 0

NE 16 352 516 476 406 247 63 68 63 55 48 30 0

N 0 30 48 55 63 68 63 68 63 55 48 30 0

NW 0 30 48 55 63 68 63 247 406 476 516 352 16

W 0 30 48 55 63 68 63 322 547 651 711 486 22

SW 0 30 48 55 63 68 63 247 406 476 516 352 16

H 0 182 478 706 964 1082 1138 1082 964 706 478 182 0

S 0 28 45 53 60 63 65 63 60 53 45 28 0

junh

o 21

SE 8 173 245 203 98 63 65 63 60 53 45 28 0

E 20 406 621 614 490 288 65 63 60 53 45 28 0

NE 21 417 660 696 630 494 343 176 60 53 45 28 0

N 9 200 338 401 436 447 458 447 436 401 338 200 9

NW 0 28 45 53 60 176 343 494 630 696 660 417 21

W 0 28 45 53 60 63 65 288 490 614 621 406 20

SW 0 28 45 53 60 63 65 63 98 203 245 173 8

H 0 155 424 669 869 992 1033 992 869 669 424 155 0

Anexo 17 — Tabela 1 — Dados de Radiação Solar Incidente (Ig) sobrePlanos Verticais e Horizontais (W/m2). Latitude: 0°.Fonte: Gonçalves(32) e LNEC.

209

06h 07h 08h 09h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h

deze

mbr

o 22

S 26 222 321 365 386 402 400 402 386 365 321 222 26

SE 57 480 664 691 598 476 303 129 60 55 48 33 5

E 57 476 647 626 495 311 68 65 60 55 48 33 5

NE 25 207 278 239 137 65 68 65 60 55 48 33 5

N 5 33 48 55 60 65 68 65 60 55 48 33 5

NW 5 33 48 55 60 65 68 65 137 239 278 207 25

W 5 33 48 55 60 65 68 311 495 626 647 476 57

SW 5 33 48 55 60 129 303 476 598 691 664 480 57

H 13 203 462 704 902 1018 1072 1018 902 704 462 203 13

S 0 30 48 55 63 68 65 68 63 55 48 30 0

mar

ço 2

2 / s

etem

bro

22SE 16 344 498 473 365 205 65 68 63 55 48 30 0

E 22 481 710 690 548 328 65 68 63 55 48 30 0

NE 16 355 535 534 447 298 123 68 63 55 48 30 0

N 0 38 73 99 121 134 130 134 121 99 73 38 0

NW 0 30 48 55 63 68 123 298 447 534 535 355 16

W 0 30 48 55 63 68 65 328 548 690 710 481 22

SW 0 30 48 55 63 68 65 205 365 473 498 344 16

H 0 180 477 747 960 1100 1139 1100 960 747 477 180 0

S — 28 45 53 58 63 63 63 58 53 45 28 —

junh

o 21

SE — 166 230 178 63 63 63 63 58 53 45 28 —

E — 380 608 605 713 288 63 63 58 53 45 28 —

NE — 404 657 708 651 533 380 214 58 53 45 28 —

N — 196 347 428 474 502 511 502 474 428 347 196 —

NW — 28 45 53 58 214 380 533 651 708 657 404 —

W — 28 45 53 58 63 63 288 713 605 608 380 —

SW — 28 45 53 58 63 63 63 63 178 230 166 —

H — 200 406 642 834 957 991 957 834 642 406 200 —

Anexo 17 — Tabela 2 — Dados de Radiação Solar Incidente (Ig) sobrePlanos Verticais e Horizontais (W/m2). Latitude: 4° Sul.Fonte: Gonçalves(32) e LNEC.

210

06h 07h 08h 09h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h

deze

mbr

o 22

S 59 220 301 331 336 332 327 332 336 331 301 220 59

SE 124 492 661 665 571 420 251 89 63 58 48 33 10

E 121 495 663 645 509 302 68 68 63 58 48 33 10

NE 53 228 304 279 185 68 68 68 63 58 48 33 10

N 10 33 48 58 63 68 68 68 63 58 48 33 10

NW 10 33 48 58 63 68 68 68 185 279 304 228 53

W 10 33 48 58 63 68 68 302 509 645 663 495 121

SW 10 33 48 58 63 89 251 420 571 665 661 492 124

H 30 214 484 730 930 1062 1103 1062 930 730 484 214 30

S 0 30 48 55 63 68 65 68 63 55 48 30 0

mar

ço 2

2 / s

etem

bro

22SE 16 342 473 439 322 154 65 68 63 55 48 30 0

E 22 490 705 689 547 326 65 68 63 55 48 30 0

NE 16 368 552 567 488 347 164 68 63 55 48 30 0

N 0 49 104 146 181 204 205 204 488 146 104 49 0

NW 0 30 48 55 63 68 164 347 488 567 552 368 16

W 0 30 48 55 63 68 65 326 547 689 705 490 22

SW 0 30 48 55 63 68 65 154 322 439 473 342 16

H 0 185 466 739 954 1091 1129 1091 954 739 466 185 0

S — 23 43 50 58 60 63 60 58 50 43 23 —

junh

o 21

SE — 130 201 143 58 60 63 60 58 50 43 23 —

E — 316 573 586 477 285 63 60 58 50 43 23 —

NE — 329 634 714 682 568 421 250 89 50 43 23 —

N — 163 349 454 521 553 569 553 521 454 349 163 —

NW — 23 43 50 89 250 421 568 682 714 634 329 —

W — 23 43 50 58 60 63 285 477 586 573 316 —

SW — 23 43 50 58 60 63 60 58 143 201 130 —

H — 105 351 587 773 904 946 904 773 587 351 105 —


211

06h 07h 08h 09h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h

deze

mbr

o 22

S 98 239 278 278 263 255 252 255 263 278 278 239 98

SE 214 607 659 628 516 366 198 68 63 58 50 38 13

E 213 579 683 645 504 303 68 68 63 58 50 38 13

NE 94 279 336 318 234 99 68 68 63 58 50 38 13

N 13 38 50 58 63 68 68 68 63 58 50 38 13

NW 13 38 50 58 63 68 68 99 234 318 336 279 94

W 13 38 50 58 63 68 68 303 504 645 683 579 213

SW 13 38 50 58 63 68 198 366 516 628 659 607 214

H 53 293 534 775 961 1087 1126 1087 961 775 534 293 53

S 0 30 48 55 63 68 68 68 63 55 48 30 0

mar

ço 2

2 / s

etem

bro

22SE 16 319 452 402 271 99 68 68 63 55 48 30 0

E 22 467 701 688 546 328 68 68 63 55 48 30 0

NE 16 359 568 603 538 404 228 68 63 55 48 30 0

N 0 58 130 197 252 283 294 283 252 197 130 58 0

NW 0 30 48 55 63 68 228 404 538 603 568 359 16

W 0 30 48 55 63 68 68 328 546 688 701 467 22

SW 0 30 48 55 63 68 68 99 271 402 452 319 16

H 0 172 460 719 936 1070 1113 1070 936 719 460 172 0

S — 20 40 50 55 58 60 58 55 50 40 20 —

junh

o 21

SE — 106 174 118 55 58 60 58 55 50 40 20 —

E — 264 544 564 459 261 60 58 55 50 40 20 —

NE — 279 520 716 700 586 455 298 128 50 40 20 —

N — 142 355 468 563 601 618 601 563 468 355 142 —

NW — 20 40 50 128 298 455 586 700 716 520 279 —

W — 20 40 50 55 58 60 261 459 564 544 264 —

SW — 20 40 50 55 58 60 58 55 118 174 106 —

H — 83 320 540 722 853 880 853 722 540 320 83 —


212

06h 07h 08h 09h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h

deze

mbr

o 22

S 99 226 242 235 208 191 179 191 208 235 242 226 99

SE 213 549 636 605 481 325 146 68 63 58 43 38 19

E 213 574 682 655 509 309 65 68 63 58 43 38 19

NE 99 281 350 355 276 152 65 68 63 58 43 38 19

N 18 38 43 58 63 68 65 68 63 58 43 38 19

NW 18 38 43 58 63 68 65 152 276 355 350 281 99

W 18 38 43 58 63 68 65 309 509 655 682 574 213

SW 18 38 43 58 63 68 146 325 481 605 636 549 213

H 61 283 525 786 978 1100 1133 1100 978 786 525 283 61

S 0 30 45 53 60 65 68 65 60 53 45 30 0

mar

ço 2

2 / s

etem

bro

22SE 16 308 426 367 225 65 68 65 60 53 45 30 0

E 23 457 692 680 536 224 68 65 60 53 45 30 0

NE 16 356 579 627 568 444 275 80 60 53 45 30 0

N 0 64 153 237 303 344 360 344 303 237 153 64 0

NW 0 30 45 53 60 80 275 444 568 627 579 353 16

W 0 30 45 53 60 65 68 224 536 680 692 457 23

SW 0 30 45 53 60 65 68 65 225 367 426 308 16

H 0 167 449 700 912 1039 1091 1039 912 700 449 167 0

S — 18 38 48 53 58 58 58 53 48 38 18 —

junh

o 21

SE — 84 154 89 53 58 58 58 53 48 38 18 —

E — 220 506 547 449 274 58 58 53 48 38 18 —

NE — 235 584 712 707 622 484 317 147 48 38 18 —

N — 122 342 489 581 640 660 640 581 489 342 122 —

NW — 18 38 48 147 317 484 622 707 712 584 235 —

W — 18 38 48 53 58 58 274 449 547 506 220 —

SW — 18 38 48 53 58 58 58 53 89 154 84 —

H — 66 275 498 672 788 820 788 672 498 275 66 —


213

06h 07h 08h 09h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h

deze

mbr

o 22

S 108 213 234 194 158 138 124 138 158 194 234 213 108

SE 239 547 673 578 446 288 107 68 63 58 50 38 20

E 241 583 746 657 511 309 65 68 63 58 50 38 20

NE 114 299 412 407 344 225 65 68 63 58 50 38 20

N 20 38 50 58 63 68 65 68 63 58 50 38 20

NW 20 38 50 58 63 68 65 225 344 407 412 299 114

W 20 38 50 58 63 68 65 309 511 657 746 583 241

SW 20 38 50 58 63 68 107 288 446 578 673 547 239

H 73 289 567 801 985 1105 1140 1105 985 801 567 289 73

S 0 28 45 53 60 65 68 65 60 53 45 28 0

mar

ço 2

2 / s

etem

bro

22SE 219 537 668 573 443 285 110 65 60 53 45 28 0

E 221 573 741 652 508 306 68 65 60 53 45 28 0

NE 94 289 407 402 341 222 68 65 60 53 45 28 0

N 88 203 229 189 155 135 127 135 155 189 229 203 88

NW 0 28 45 53 60 65 68 222 341 402 407 289 94

W 0 28 45 53 60 65 68 306 508 652 741 573 221

SW 0 28 45 53 60 65 110 285 443 573 668 537 219

H 0 157 439 686 897 1025 1071 1025 897 686 439 157 0

S — 13 35 45 50 55 58 55 50 45 35 13 —

junh

o 21

SE — 65 127 75 50 55 58 55 50 45 35 13 —

E — 163 425 524 439 267 58 55 50 45 35 13 —

NE — 174 495 693 711 633 501 334 161 45 35 13 —

N — 90 295 485 596 661 685 661 596 485 295 90 —

NW — 13 35 45 161 334 501 633 711 693 495 174 —

W — 13 35 45 50 55 58 267 439 524 425 163 —

SW — 13 35 45 50 55 58 55 50 75 127 65 —

H — 43 201 430 614 737 776 737 614 430 201 43 —


214

06h 07h 08h 09h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h

deze

mbr

o 22

S 114 208 195 151 106 74 63 74 106 151 195 208 114

SE 255 560 615 549 410 244 63 68 63 58 50 40 20

E 276 608 704 659 511 311 63 68 63 58 50 40 20

NE 121 323 410 417 349 235 65 68 63 58 50 40 20

N 20 40 50 58 63 68 66 68 63 58 50 40 20

NW 20 40 50 58 63 68 65 235 349 417 410 323 121

W 20 40 50 58 63 68 63 311 511 659 704 608 276

SW 20 40 50 58 63 68 63 244 410 549 615 560 255

H 81 317 575 811 990 1108 1138 1108 990 811 575 317 81

S 0 28 45 53 60 63 63 63 60 53 45 28 0

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22SE 16 288 386 313 163 63 63 63 60 53 45 28 0

E 23 441 673 667 531 316 63 63 60 53 45 28 0

NE 16 351 591 661 624 513 341 155 60 53 45 28 0

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W 0 28 45 53 60 63 63 316 531 667 673 441 23

SW 0 28 45 53 60 63 63 63 163 313 386 288 16

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S — 8 30 45 50 53 55 53 50 45 30 8 —

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SE — 36 112 56 50 53 55 53 50 45 30 8 —

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NE — 96 478 679 708 643 515 349 180 45 30 8 —

N — 51 289 485 607 679 705 679 607 485 289 51 —

NW — 8 30 45 180 349 515 643 708 679 478 96 —

W — 8 30 45 50 53 55 261 424 501 395 90 —

SW — 8 30 45 50 53 55 53 50 56 112 36 —

H — 21 182 395 573 675 716 675 573 395 182 21 —

Anexo 17 — Tabela 7 — Dados de Radiação Solar Incidente (Ig) sobrePlanos Verticais e Horizontais (W/m2). Latitude: 23°30′ Sul.Fonte: Gonçalves(32) e LNEC.

215

06h 07h 08h 09h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h

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E 285 588 707 659 515 304 63 68 63 58 50 38 20

NE 134 314 419 427 367 249 88 68 63 58 50 38 20

N 20 38 50 58 63 87 98 87 63 58 50 38 20

NW 20 38 50 58 63 68 88 249 367 427 419 314 134

W 20 38 50 58 63 68 63 304 515 659 707 588 285

SW 20 38 50 58 63 68 63 222 397 539 611 540 280

H 87 289 579 813 986 1110 1137 1110 986 813 579 289 87

S 0 28 45 53 60 63 65 63 60 53 45 28 0

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NE 16 351 591 669 636 524 362 169 60 53 45 28 0

N 0 76 198 314 406 464 485 464 406 314 198 76 0

NW 0 28 45 53 60 169 362 524 636 669 591 351 16

W 0 28 45 53 60 63 65 314 528 659 665 437 23

SW 0 28 45 53 60 63 65 63 146 300 376 283 16

H 0 153 404 659 856 973 1016 973 856 659 404 153 0

S — 5 30 45 50 53 53 53 50 45 30 5 —

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E — 54 389 492 410 263 53 53 50 45 30 5 —

NE — 58 461 673 699 644 518 360 190 45 30 5 —

N — 28 281 487 608 688 711 688 608 487 281 28 —

NW — 5 30 45 190 360 518 644 699 673 461 58 —

W — 5 30 45 50 53 53 263 410 492 389 54 —

SW — 5 30 45 50 53 53 53 50 49 106 22 —

H — 12 168 357 463 526 538 526 463 357 168 12 —


216

06h 07h 08h 09h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h

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E 340 633 715 667 517 309 65 68 63 58 50 43 25

NE 165 357 456 475 422 311 146 68 63 58 50 43 25

N 25 43 50 58 117 170 179 170 117 58 50 43 25

NW 25 43 50 58 63 68 146 311 422 475 456 357 165

W 25 43 50 58 63 68 65 309 517 667 715 633 340

SW 25 43 50 58 63 68 65 116 345 502 586 563 330

H 114 345 588 804 985 1099 1134 1099 985 804 588 345 114

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NE 16 343 596 686 666 565 406 216 58 50 45 28 0

N 0 80 219 347 458 526 548 526 458 347 219 80 0

NW 0 28 45 50 58 216 406 565 666 686 596 343 16

W 0 28 45 50 58 63 63 309 518 649 651 421 23

SW 0 28 45 50 58 63 63 63 101 261 351 270 16

H 0 144 388 617 808 928 964 928 808 617 388 144 0

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E — 35 278 429 387 244 50 50 45 38 23 3 —

NE — 37 333 602 682 641 524 364 198 48 23 3 —

N — 20 207 445 604 691 720 691 604 445 207 20 —

NW — 3 23 48 198 364 524 641 682 602 333 37 —

W — 3 23 38 45 50 50 244 387 429 278 35 —

SW — 3 23 38 45 50 50 50 45 38 72 14 —

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221

Anexo 19 — Variação da intensidade de radiação solar segundo a variaçãoda altitude do local com relação ao nível do mar.Fonte: Koenigsberger et alii(34)

222

Anexo 20 — Taxas de ventilação recomendadas.Fonte: Toledo(54)

223

Anexo 21 — Figura 1 — Gráfico de Irminger e Nokkentued para determinaçãodos coeficientes de pressão para modelos de seção quadrada comanteparo maciço com altura = h.Fonte: Toledo(54)

224

Anexo 21 — Figura 2 — Gráfico de Irminger e Nokkentued para determinaçãodos coeficientes de pressão para modelos de seção quadrada comanteparo maciço com altura = 1⁄3 h.Fonte: Toledo(54)

225

Estado Cidade Latit. Longit. Altit. Mês (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)

AcreCruzeirodo Sul 07º38′ 72º40′ 170 m

marçojunho

setembrodezembro

24,423,424,524,6

29,829,231,430,3

21,419,220,021,3

32,231,533,932,9

19,315,116,118,5

90898589

269104147241

Amazonas

Manaus 03º08′ 60º01é 48 m

marçojunho

setembrodezembro

25,826,627,926,7

30,031,133,131,1

23,323,423,923,7

33,133,034,933,4

21,421,322,121,6

88837685

3019962

228

Amazonas

Barcelos 00º59′ 62º55é 40 m

marçojunho

setembrodezembro

26,325,526,026,6

31,830,632,332,1

22,622,121,922,5

35,032,734,734,4

21,020,219,920,8

84878485

175234105125

Amazonas

Coari 04º05′ 63º08′ 49 m

marçojunho

setembrodezembro

25,425,326,025,6

30,230,332,030,5

22,021,622,022,3

32,132,234,233,5

20,018,318,919,0

90898688

28913499

222

AmazonasFonteBoa 02º32′ 66º10′ 56 m

marçojunho

setembrodezembro

24,924,525,225,2

30,229,631,130,6

20,520,420,920,4

32,331,433,233,0

16,416,417,916,9

89898789

278238150247

Amazonas

Humaitá 07º31′ 63º00′ 50 m

marçojunho

setembrodezembro

25,425,226,325,7

30,731,533,331,3

21,920,321,421,8

32,632,835,435,6

18,516,417,218,4

88837886

34848

104295

Amazonas

Iavaretê 00º18′ 68º54′ 122 m

marçojunho

setembrodezembro

25,324,425,125,3

31,329,331,330,8

21,821,321,121,6

33,832,133,433,3

20,019,019,520,0

89908788

295256266237

Pará

Belém 01º28′ 48º27′ 24 m

marçojunho

setembrodezembro

25,426,026,026,3

30,331,831,931,8

22,822,522,022,4

32,433,032,833,6

21,220,820,720,9

91858485

436165120197

ParáAlto Tapajós(Jacareacan-

ga / Uari)07º20′ 57º30′ 140 m

marçojunho

setembrodezembro

25,324,925,825,3

30,733,133,631,1

22,319,121,022,1

33,234,436,333,6

20,714,017,220,7

92868792

43526

138329

Pará

Santarém 02º25′ 54º42′ 20 m

marçojunho

setembrodezembro

25,525,426,726,5

30,030,432,731,9

22,622,322,822,9

31,632,134,133,8

20,821,321,821,3

88888081

35817439

123

Anexo 22 — Dados de Clima — Acre, Amazonas e Pará.

226


Maranhão

São Luiz 02º32′ 44º17′ 32 m

marçojunho

setembrodezembro

26,326,427,027,2

30,231,231,531,3

23,323,023,724,1

31,832,533,133,1

21,921,522,622,2

86847678

416155

746

MaranhãoBarra do

Corda 05º30′ 45º16′ 81 m

marçojunho

setembrodezembro

25,524,627,726,5

31,332,535,632,9

21,518,521,121,7

34,734,737,435,8

18,515,417,119,8

87796478

2281416

118

Maranhão

Carolina 07º20′ 47º28′ 183 m

marçojunho

setembrodezembro

25,826,128,326,1

31,934,636,332,1

21,819,121,621,7

34,236,138,335,0

17,816,118,419,2

84646182

2948

40217

Maranhão

Grajaú 05º48′ 46º27′ 154 m

marçojunho

setembrodezembro

25,525,027,225,9

30,732,835,131,6

21,118,120,021,2

33,934,336,834,0

18,415,116,519,1

87786982

2811628

154

Maranhão

Imperatriz 05º32′ 47º30′ 39 m

marçojunho

setembrodezembro

25,224,826,325,6

31,233,234,631,9

21,718,619,521,4

33,334,636,534,5

20,316,416,719,7

86777082

3091940

198

Piauí

Teresina 05º05′ 42º49′ 79 m

marçojunho

setembrodezembro

26,226,429,128,2

31,732,536,634,4

22,621,221,923,1

33,734,438,337,3

21,418,418,721,4

85745568

3111510

105

Ceará

Fortaleza 03º46′ 38º33′ 26 m

marçojunho

setembrodezembro

26,826,126,427,2

30,230,030,030,7

23,322,323,224,4

32,531,832,333,0

20,720,121,221,9

82787475

3001001730

Ceará

Iguatu 06º22′ 39º18′ 213m

marçojunho

setembrodezembro

26,625,828,229,1

31,831,434,935,1

22,821,222,423,7

34,833,736,537,1

21,218,720,921,3

76665055

203287

39

CearáQuixera-mobim 05º12′ 39º18′ 205 m

marçojunho

setembrodezembro

27,626,528,329,1

31,130,033,133,8

25,023,524,525,6

33,531,834,235,1

23,121,422,823,2

70665153

171404

16

Ceará

Sobral 03º42′ 40º21′ 63 m

marçojunho

setembrodezembro

26,727,328,728,9

32,433,736,836,3

23,222,022,923,6

35,135,737,837,5

21,820,421,121,6

81726163

211282

19

Anexo 22 — Dados de Clima — Maranhão, Piauí e Ceará.

227


RioGrandedo Norte Natal 05º46′ 35º12′ 18 m

marçojunho

setembrodezembro

27,324,925,527,0

30,228,228,529,8

23,620,921,924,3

31,329,230,231,1

20,817,919,622,0

77827674

1892844720

RioGrandedo Norte Macaíba 05º49′ 35º20′ 24 m

marçojunho

setembrodezembro

26,524,224,426,4

32,029,130,332,4

22,120,619,520,8

33,830,932,033,3

20,418,817,117,7

78837773

1411953028

Paraíba

João Pessoa 07º06′ 34º52′ 28 m

marçojunho

setembrodezembro

26,824,324,726,4

30,728,228,530,0

23,121,121,122,9

32,029,729,531,0

21,419,719,620,8

78847976

1733486141

Paraíba

Areia 06º58′ 35º41′ 624 m

marçojunho

setembrodezembro

22,820,220,522,6

28,023,925,728,8

19,117,317,018,5

30,726,427,530,8

16,715,415,216,4

85928581

1592375138

ParaíbaCampinaGrande 07º13′ 35º53′ 527 m

marçojunho

setembrodezembro

26,824,324,726,4

30,525,527,830,8

20,918,718,320,2

32,527,929,832,4

19,817,116,418,2

76867571

741192419

Pernam-buco Recife

(Olinda) 08º01′ 34º51′ 56 m

marçojunho

setembrodezembro

27,024,725,026,7

30,027,627,929,8

24,121,822,424,2

31,528,729,331,0

22,019,720,422,2

79837876

1973186240

Pernam-buco

Garanhuns 08º53′ 36º31′ 927 m

marçojunho

setembrodezembro

21,918,819,222,0

28,322,624,329,0

17,515,515,517,3

31,125,827,531,7

16,713,812,816,1

77908375

1112316639

Alagoas

Maceió 09º40′ 35º42′ 46 m

marçojunho

setembrodezembro

26,624,324,526,3

30,027,327,629,7

23,421,821,622,9

31,829,029,531,5

21,819,919,521,5

79827776

1352648638

Sergipe

Aracaju 10º55′ 37º05′ 6 m

marçojunho

setembrodezembro

26,924,524,526,2

29,927,427,429,3

23,621,521,522,9

32,129,329,330,6

22,019,419,320,8

78807778

1071775438

Sergipe

Propriá 10º12′ 36º52′ 34 m

marçojunho

setembrodezembro

27,823,824,327,4

33,428,029,633,8

23,420,420,423,2

35,530,633,436,9

21,516,817,921,5

71847970

471234022

Anexo 22 — Dados de Clima — Rio Grande do Norte, Paraíba, Pernambuco, Alagoase Sergipe.

228


Bahia

Salvador 12º57′ 38º30′ 8 m

marçojunho

setembrodezembro

26,323,823,625,6

29,326,426,529,0

23,621,421,022,8

32,328,628,631,2

21,819,819,021,5

80818080

1631938599

Bahia

Barra 11º05′ 43º10′ 408 m

marçojunho

setembrodezembro

26,624,527,226,4

32,832,234,732,5

20,916,219,121,0

35,433,936,835,9

18,213,315,018,9

68554668

11908

147

Bahia

Caitité 14º04′ 42º29′ 872 m

marçojunho

setembrodezembro

24,219,221,622,1

28,225,328,427,6

17,413,814,717,2

31,028,832,231,2

15,011,212,315,5

77736278

1271113

164

Bahia

Caravelas 17º44′ 39º15′ 4 m

marçojunho

setembrodezembro

25,421,722,223,0

29,826,126,628,9

21,417,818,021,3

31,729,229,231,1

19,114,414,416,8

83848282

18311398

170

Bahia

Ilhéus 14º47′ 39º03′ 44 m

marçojunho

setembrodezembro

25,922,723,425,5

29,927,027,229,2

22,219,419,522,0

31,729,129,331,1

20,817,217,020,0

84878384

25419597

152

Bahia

Jacobina 11º11′ 40º31′ 470 m

marçojunho

setembrodezembro

25,321,623,025,1

31,726,629,331,6

21,118,018,320,0

34,730,333,835,0

19,114,214,916,0

69776967

1296134

104

Bahia

Remanso 09º41′ 42º04′ 411 m

marçojunho

setembrodezembro

27,126,027,227,5

34,634,135,434,9

20,418,519,620,4

36,535,937,437,7

17,616,316,417,7

51504648

10814

93

EspíritoSanto

Vitória 20º19′ 40º20′ 31 m

marçojunho

setembrodezembro

25,721,922,224,7

29,126,226,228,6

22,618,919,421,9

32,830,129,632,7

20,416,616,719,6

80807981

1346278

206

EspíritoSanto Cachoeiro

deItapemirim

20º51′ 41º06′ 40 m

marçojunho

setembrodezembro

25,520,621,724,8

32,3—

28,531,0

20,219,416,119,9

36,5—

33,435,7

16,312,411,016,3

80827781

1044245

189

EspíritoSanto Conceição

da Barra 18º37′ 39º40′ 4 m

marçojunho

setembrodezembro

25,822,022,625,1

29,125,625,828,2

22,418,319,022,0

30,627,927,832,1

20,715,615,819,4

84868385

1507867

205

Anexo 22 — Dados de Clima — Bahia e Espírito Santo.

229


MinasGerais Belo

Horizonte 19º56′ 43º56′ 915 m

marçojunho

setembrodezembro

22,318,020,821,6

27,724,327,226,5

18,413,215,718,1

30,227,231,131,0

16,08,8

12,315,5

76726380

1651038

354

MinasGerais

Barbacena 21º15′ 43º46′ 1.126 m

marçojunho

setembrodezembro

19,114,816,919,0

25,121,423,624,4

15,69,6

11,815,4

28,524,328,329,3

12,74,56,9

12,0

83817577

1862158

290

MinasGerais

Curvelo 18º46′ 44º26′ 609 m

marçojunho

setembrodezembro

23,718,522,023,3

30,026,930,029,1

18,110,814,118,4

32,929,533,633,2

15,06,99,9

14,8

81746682

1637

35317

MinasGerais

Frutal 20º02′ 48º56′ 563 m

marçojunho

setembrodezembro

24,419,423,524,5

31,228,331,830,9

19,913,017,020,2

33,630,935,434,4

15,26,5

12,516,8

80705978

1992557

254

MinasGerais

Itajubá 22º25′ 45º28′ 840 m

marçojunho

setembrodezembro

21,515,319,121,6

28,724,227,329,1

16,58,8

12,116,7

31,526,531,531,9

12,73,86,5

13,3

79766778

1643167

252

MinasGerais

Januária 15º30′ 44º21′ 439 m

marçojunho

setembrodezembro

25,222,225,524,7

30,729,533,129,1

19,915,117,919,7

33,832,136,633,6

16,211,215,015,7

78695781

1031

16217

MinasGerais

Lavras 21º14′ 45º00′ 842 m

marçojunho

setembrodezembro

21,315,619,121,2

28,124,327,427,3

16,79,8

12,917,0

32,126,731,430,9

13,14,96,8

13,9

82797083

1762058

288

MinasGerais

Muriaé 21º08′ 42º22′ 240 m

marçojunho

setembrodezembro

24,819,121,624,3

31,226,828,829,9

19,012,214,819,3

35,229,733,934,0

13,56,18,9

15,8

81837782

1353155

285

MinasGerais Poços de

Caldas 21º47′ 46º34′ 1.189 m

marçojunho

setembrodezembro

19,813,617,519,8

25,621,424,825,2

15,47,5

11,415,6

27,924,328,528,5

10,42,24,2

11,6

82787182

2183069

284

MinasGerais São João

Del Rei 21º08′ 44º16′ 907 m

marçojunho

setembrodezembro

21,215,718,721,0

27,623,526,126,8

16,59,6

12,416,5

29,926,330,829,9

10,75,36,9

12,2

79756979

1902250

297

Anexo 22 —Dados de Clima — Minas Gerais.

230


Rio deJaneiro Rio de

Janeiro 22º54′ 43º10′ 30 m

marçojunho

setembrodezembro

25,521,321,524,5

29,125,225,027,8

22,718,218,721,6

32,828,931,233,4

20,415,315,718,8

79787879

1334354

127

Rio deJaneiro Angra dos

Reis 23º01′ 44º19′ 2 m

marçojunho

setembrodezembro

25,220,220,623,9

28,924,124,027,4

21,621,417,220,5

33,227,829,232,8

18,313,514,317,6

81828281

280105143287

Rio deJaneiro

Cabo Frio 22º53′ 42º02′ 2 m

marçojunho

setembrodezembro

25,121,321,124,1

28,524,924,227,3

22,218,118,521,3

32,728,428,231,8

19,514,715,118,8

84838484

824448

104

Rio deJaneiro

Campos 21º45′ 41º20′ 11 m

marçojunho

setembrodezembro

25,520,821,524,6

31,127,027,029,5

21,516,517,621,0

34,630,632,133,8

19,213,514,218,5

81827982

1093154

198

Rio deJaneiro

Macaé 22º21′ 41º48′ 3 m

marçojunho

setembrodezembro

24,820,420,924,1

29,225,925,328,2

21,015,817,320,5

31,430,132,432,0

18,312,513,617,7

84838384

1044474

189

Rio deJaneiro

Niterói 22º53′ 43º05′ 14 m

marçojunho

setembrodezembro

25,720,221,425,0

31,526,627,030,1

21,615,617,120,8

35,830,433,035,7

18,811,913,617,9

76817677

1495659

139

Rio deJaneiro

Petrópolis 22º31′ 43º11′ 895 m

marçojunho

setembrodezembro

20,115,616,819,4

24,820,621,924,0

16,611,813,116,1

27,823,327,228,2

13,58,08,7

12,4

85828086

25676

102317

Rio deJaneiro

Resende 22º29′ 44º28′ 439 m

marçojunho

setembrodezembro

23,317,620,022,9

30,125,627,429,3

19,012,214,718,7

33,228,932,634,2

15,77,19,6

15,3

80787379

2122452

247

Rio deJaneiro

Teresópolis 22º27′ 42º56′ 874 m

marçojunho

setembrodezembro

20,314,316,420,0

26,321,522,825,1

16,19,5

11,816,2

29,724,727,928,9

12,14,17,1

11,7

85858285

2084273

340

Rio deJaneiro

Vassouras 22º24′ 43º40′ 446 m

marçojunho

setembrodezembro

21,318,019,622,4

29,124,525,728,0

19,413,715,618,9

32,328,132,033,7

16,48,4

11,114,0

83817782

1582548

190

Anexo 22 — Dados de Clima — Rio de Janeiro.

231


São Paulo

São Pauloa 23º37′ 46º39′ 802 m

marçojunho

setembrodezembro

21,015,619,020,4

25,720,825,124,6

17,711,915,017,4

29,925,231,930,7

14,07,89,4

13,8

79807180

1142846

180

São Paulo

Avaré 23º06′ 48º55′ 760 m

marçojunho

setembrodezembro

21,716,418,621,8

29,024,526,729,2

17,211,012,816,4

33,229,831,634,4

13,94,55,8

11,3

81787278

1156070

171

São PauloCampinasa

(Viracopos) 23º00′ 47º08′ 648 m

marçojunho

setembrodezembro

22,717,222,222,5

29,023,829,428,2

17,611,815,918,1

32,727,833,233,6

14,56,99,7

14,2

74745774

1272264

131

São Paulo

Franca 20º33′ 47º26′ 1.035 m

marçojunho

setembrodezembro

21,217,320,521,0

27,224,327,826,5

16,811,714,316,7

30,127,231,429,6

12,36,49,0

14,1

79675881

1872265

274

São Paulo

Guarulhosa 23º36′ 48º28′ 749 m

marçojunho

setembrodezembro

21,514,719,221,0

27,422,027,025,9

16,58,4

12,716,2

31,826,733,531,7

11,12,56,9

11,3

77836980

1112839

218

São Paulo

Iguape 24º43′ 47º33′ 3 m

marçojunho

setembrodezembro

24,518,419,223,9

28,023,122,928,3

19,813,914,819,0

34,027,830,134,0

14,98,4

10,414,4

85888782

19298

123150

São Paulo

Mogi-Guaçub 22º17′ 47º09′ 580 m

marçojunho

setembrodezembro

23,516,220,122,9

29,924,927,429,4

18,010,013,018,1

————

————

79796976

11415013890

São PauloRibeirãoPretoc 21º11′ 47º48′ 621 m

marçojunho

setembrodezembro

22,918,322,523,2

30,126,530,829,6

17,311,915,418,0

33,329,635,433,2

13,75,67,7

14,5

77675576

1673046

271

São Paulo

Santos 23º56′ 46º20′ 2 m

marçojunho

setembrodezembro

24,819,319,723,9

28,924,323,427,5

21,315,416,620,5

32,829,029,633,0

18,911,212,517,3

85868784

248120145204

São Paulo

Sorocabad 23º29′ 47º27′ 632 m

marçojunho

setembrodezembro

22,916,818,522,4

28,823,325,327,9

18,711,612,218,4

31,625,829,731,3

15,75,98,8

15,8

75747073

1246986

220

Anexo 22 — Dados de Clima — São Paulo

232


Paraná

Curitiba 25º25′ 49º16′ 947 m

marçojunho

setembrodezembro

19,213,214,818,9

25,119,421,125,3

15,78,9

10,514,8

29,224,226,429,5

12,12,35,06,6

84838181

12488

130147

Paraná

Cascavele 24º53′ 53º23′ 660 m

marçojunho

setembrodezembro

22,215,017,822,6

28,220,323,828,1

18,211,413,318,4

31,124,229,632,3

12,55,56,8

14,9

75766873

141128143182

Paraná

Castro 24º47′ 50º00′ 990 m

marçojunho

setembrodezembro

19,612,815,219,8

26,120,422,526,6

15,16,89,4

14,4

29,024,227,330,5

10,80,12,59,0

83848079

13196

121138

Paraná

Guarapuava 25º24′ 51º28′ 1.116 m

marçojunho

setembrodezembro

19,112,915,319,6

25,118,821,625,8

14,98,8

10,414,6

28,223,126,229,1

10,11,73,8

10,3

80797475

134136157152

Paraná

Jaguariaíva 24º15′ 49º42′ 891 m

marçojunho

setembrodezembro

20,413,616,420,5

26,320,623,426,6

16,38,8

11,315,7

29,023,827,630,7

12,82,95,2

12,0

81817476

1188099

137

Paraná

Londrinae 23º22′ 54º10′ 585 m

marçojunho

setembrodezembro

23,816,619,423,3

29,522,825,728,9

18,511,714,018,7

32,225,731,632,7

12,87,56,5

15,6

75756573

10884

145122

Paraná

Palmas 26º29′ 51º59′ 1.090 m

marçojunho

setembrodezembro

18,611,614,219,3

24,817,920,925,8

13,15,98,1

12,9

28,622,326,329,6

6,1-2,00,86,7

81868280

————

Paraná

Paranaguá 25º31′ 48º31′ 10 m

marçojunho

setembrodezembro

24,218,118,523,4

28,622,822,527,6

20,814,715,519,8

32,628,029,033,4

17,58,7

11,015,5

85878683

25093

131175

ParanáPontaGrossa 25º06′ 50º10′ 868 m

marçojunho

setembrodezembro

20,313,916,220,5

26,720,422,927,2

16,19,1

11,315,7

31,023,928,031,0

12,01,64,7

11,1

80817575

11496

122145

Anexo 22 — Dados de Clima — Paraná.

233


SantaCatarina Florianó-

polis 27º35′ 48º35′ 46 m

marçojunho

setembrodezembro

23,817,618,722,8

27,521,321,126,5

21,315,115,520,2

31,226,027,031,9

18,110,011,416,5

83858481

14079

105107

SantaCatarina

Araranguá 28º53′ 49º31′ 12 m

marçojunho

setembrodezembro

22,314,916,422,1

27,621,221,727,6

17,59,8

11,516,8

32,226,828,433,5

12,63,36,1

12,5

83858379

11791

12782

SantaCatarina

Camboriú 27º00′ 48º38′ 8 m

marçojunho

setembrodezembro

22,916,017,222,5

28,622,422,327,6

18,511,012,817,7

31,926,528,533,1

13,35,46,5

13,2

86858784

15878

111131

SantaCatarina

Lages 27º49′ 50º20′ 926 m

marçojunho

setembrodezembro

18,911,513,919,3

25,117,419,425,9

14,77,49,7

14,4

29,421,925,430,3

9,20,13,09,0

80848074

10996

133117

SantaCatarina

Laguna 28º29′ 48º48′ 34 m

marçojunho

setembrodezembro

23,116,517,122,2

26,420,019,925,5

20,413,714,519,2

30,725,528,730,9

16,99,2

10,515,8

83838580

13897

14292

SantaCatarina São

Franciscodo Sul

26º15′ 52º24′ 43 m

marçojunho

setembrodezembro

23,918,018,123,0

28,122,221,727,0

21,115,315,520,1

31,327,026,732,7

18,29,3

11,516,8

87888885

23686

126136

SantaCatarina

Urussanga 28º31′ 49º19′ 190 m

marçojunho

setembrodezembro

22,415,217,118,9

28,722,123,429,1

17,09,6

11,616,4

32,227,231,034,8

11,62,55,0

11,0

82848076

15181

123116

SantaCatarina

Valões 26º15′ 50º48′ 777 m

marçojunho

setembrodezembro

19,511,514,420,0

26,918,921,827,9

14,55,88,6

14,1

32,225,527,234,0

8,47,01,39,0

82868177

134122143128

SantaCatarina

Xanxerê 26º51′ 52º24′ 791 m

marçojunho

setembrodezembro

19,111,914,419,7

26,620,222,727,7

13,36,38,6

13,4

29,724,427,431,9

6,6-2,70,17,6

85878280

194235224180

Anexo 22 — Dados de Clima — Santa Catarina.

234


RioGrandedo Sul Porto Alegre 30º02′ 51º13′ 10 m

marçojunho

setembrodezembro

23,315,016,823,4

29,020,021,729,4

19,111,012,818,4

33,525,628,933,9

14,44,67,6

14,3

75837769

8814012488

RioGrandedo Sul Alegrete 29º46′ 55º47′ 104 m

marçojunho

setembrodezembro

22,213,315,923,3

29,119,122,430,2

16,99,2

10,816,9

33,924,229,734,9

11,82,85,1

12,1

73847566

121129128123

RioGrandedo Sul Bagé 31º20′ 54º06′ 216 m

marçojunho

setembrodezembro

21,712,914,922,8

28,018,020,729,5

16,79,0

10,216,4

33,623,330,134,6

11,63,55,1

11,2

72827664

9711912577

RioGrandedo Sul

Caxias doSul 29º10′ 51º12′ 760 m

marçojunho

setembrodezembro

19,012,113,919,4

25,117,319,626,2

15,28,69,9

14,5

30,122,025,430,9

9,61,13,99,0

80837973

126157165131

RioGrandedo Sul Cruz Alta 28º38′ 53º36′ 473 m

marçojunho

setembrodezembro

21,714,216,322,8

27,919,522,229,3

16,59,8

11,116,7

32,524,129,133,6

11,23,45,3

11,4

74807465

123168158140

RioGrandedo Sul

PassoFundo 28º16′ 52º24′ 676 m

marçojunho

setembrodezembro

20,313,215,621,8

26,318,521,628,3

15,99,3

10,716,1

31,223,227,132,0

10,82,95,0

11,6

76827568

120149160133

RioGrandedo Sul Pelotas 31º45′ 52º21′ 7 m

marçojunho

setembrodezembro

21,712,914,521,4

27,518,619,727,5

16,68,5

10,115,8

32,824,427,433,4

11,43,14,6

10,3

82868477

11013214176

RioGrandedo Sul

SantaMaria 29º41′ 53º48′ 138 m

marçojunho

setembrodezembro

22,814,616,723,7

29,419,522,530,5

17,510,311,617,1

34,525,029,735,4

9,04,85,5

12,8

78848173

109164151123

RioGrandedo Sul Uruguaiana 29º45′ 57º05′ 66 m

marçojunho

setembrodezembro

23,614,216,925,1

30,019,622,831,7

18,010,111,818,4

34,925,529,736,7

12,84,05,9

13,0

70807465

12811911980

Anexo 22 — Dados de Clima — Rio Grande do Sul.

235


Goiás

Goiânia 16º41′ 49º17′ 729 m

marçojunho

setembrodezembro

22,819,823,222,7

29,428,332,028,2

18,010,414,718,2

32,030,034,531,2

14,76,49,5

14,2

82685482

1985

36271

Goiás

Catalão 18º10′ 47º58′ 857 m

marçojunho

setembrodezembro

22,318,822,722,1

27,725,629,426,9

18,413,517,018,6

30,727,832,830,0

15,66,99,7

16,5

78655181

2299

37341

Goiás

Formosa 15º32′ 47º18′ 904 m

marçojunho

setembrodezembro

21,919,022,821,6

27,626,430,126,6

17,913,116,218,1

30,028,633,530,1

15,89,1

12,416,5

82665284

2273

30343

Goiás

Luziânia 16º15′ 47º56′ 958 m

marçojunho

setembrodezembro

21,718,322,121,6

28,126,530,327,3

17,111,414,918,7

31,128,934,130,2

14,77,1

10,915,5

82695884

2297

27317

Goiás

Pirenópolis 15º51′ 48º58′ 740 m

marçojunho

setembrodezembro

22,519,423,422,3

28,928,331,827,4

18,313,116,818,7

31,530,534,330,9

16,09,6

12,516,5

84726486

2415

45337

TocantinsPorto

Nacional 10º31′ 48º43′ 237 m

marçojunho

setembrodezembro

25,424,827,925,5

31,433,636,031,3

21,717,320,621,5

35,235,538,134,8

20,214,016,320,3

85685784

2731

35284

Tocantins

Taguatinga 12º16′ 45º54′ 660 m

marçojunho

setembrodezembro

23,823,226,123,5

29,430,033,128,7

19,317,520,419,2

32,532,535,832,5

17,414,616,917,8

78544678

2650

30330

DistritoFederal

Brasíliaa 15º52′ 47º56′ 1.061 m

marçojunho

setembrodezembro

22,118,823,022,0

27,825,730,227,7

17,512,716,317,7

32,828,032,831,0

15,19,4

12,513,6

73705275

1821141

187

Anexo 22 — Dados de Clima — Goiás, Tocantins e Distrito Federal.

236


MatoGrosso

Cuiabá 15º36′ 56º06′ 172 m

marçojunho

setembrodezembro

26,223,227,026,6

32,631,635,032,6

22,417,320,722,7

35,934,338,636,0

19,49,3

14,219,3

83735879

2321440

194

MatoGrosso

Cáceres 16º03′ 57º41′ 117 m

marçojunho

setembrodezembro

26,222,126,126,6

32,129,734,332,6

22,516,619,722,5

34,432,137,935,4

19,39,2

12,118,8

85806582

1712036

197

MatoGrosso

Merure 15º43′ 51º44′ 416 m

marçojunho

setembrodezembro

24,320,024,324,3

30,930,434,130,3

19,811,916,320,0

33,432,337,133,4

16,95,3

10,517,4

85756284

2149

53273

MatoGrossodo Sul

CampoGrande 20º27′ 54º37′ 566 m

marçojunho

setembrodezembro

23,819,322,824,5

30,626,830,630,8

19,214,217,019,5

33,429,534,234,3

14,96,98,5

14,9

80736275

1405062

191

MatoGrossodo Sul Aquidauana 20º28′ 55º48′ 152 m

marçojunho

setembrodezembro

25,920,424,026,5

32,428,232,132,7

21,414,717,821,6

35,031,736,136,2

17,47,49,7

16,3

79796876

1505771

198

MatoGrossodo Sul Corumbá 19º00′ 57º39′ 139 m

marçojunho

setembrodezembro

26,421,625,427,4

32,827,732,233,8

22,017,119,922,4

35,931,836,437,1

18,39,0

13,517,2

80766374

1193552

145

MatoGrossodo Sul

PortoMurtinho 15º38′ 53º55′ 552 m

marçojunho

setembrodezembro

23,418,822,923,3

30,429,433,229,6

19,111,415,319,3

32,832,035,532,7

16,14,77,3

15,1

87786686

2619

55276

MatoGrossodo Sul

TrêsLagoas 20º47′ 51º42′ 313 m

marçojunho

setembrodezembro

25,318,923,225,8

31,626,731,332,1

20,913,617,021,2

34,330,235,136,0

17,16,49,1

17,1

79796675

1394147

205

Anexo 22 — Dados de Clima — Mato Grosso e Mato Grosso do Sul.

237

Anexo 22

Legenda:

(1) — Média aritmética mensal da temperatura em °C.(2) — Média mensal das temperaturas máximas diárias em °C.(3) — Média mensal das temperaturas mínimas diárias em °C.(4) — Temperatura máxima observada no mês (média) em °C.(5) — Temperatura mínima observada no mês (média) em °C.(6) — Média aritmética mensal da umidade relativa em %.(7) — Total mensal da chuva caída (precipitação) em mm.

Fontes:

Geral — Ministério da Agricultura, Instituto Nacional de Meteorologia, Normais Cli-matológicas, Rio de Janeiro, Períodos 1931/60, 1984 e 1961/90, 1992. 3ª edição, 1984.

Outras:

a — Ministério da Aeronáutica, Diretoria de Rotas Aéreas, 1961-65.b — UNESP, Instituto de Pesquisas Meteorológicas, 1982-90.c — Instituto Agronômico, Campinas, 1943-88.d — Ministério da Agricultura, Instituto Nacional de Meteorologia, 1977-86.e — Instituto Agronômico do Paraná.

238

�� /��H��*��F��7F��8

Magnitude Unidade Nome Conversões

comprimento m metro 1 pé = 0,305 m1 jarda = 0,914 m1 milha = 1,609 × 103m1 polegada = 0,025 m

massa kg quilograma 1 onça = 28,35 g1 libra = 454 g

temperatura K Kelvin N°C = N + 273,15 KN°F = 5⁄9 (N − 32)°C

área m2 metro quadrado 1 pé2 = 0,093 m2

1 acre = 0,405 ha1 ha = 104 m2

volume m3 metro cúbico 1 galão = 4,546 l1 litro = 10−3 m3

densidade kg/m3 quilograma pormetro cúbico

1 lb/pé3 = 16,019 kg/m3

velocidade(linear)

m/s metro porsegundo

1 km/h = 0,278 m/s1 mph = 1,609 km/h1 nó = 1,853 km/h1 nó = 0,5148 m/s

aceleração(linear)

m/s2 metro porsegundoquadrado

1 pé/s2 = 0,305 m/s2

força N newton 1 lbf = 4,448 N1 kgf = 9,807 N1 dyn = 10-5 N

239

Magnitude Unidade Nome Conversões

trabalho, energia J joule 1 Wh = 3600 J1 kcal = 4187 J1 mkgf = 9,807 J1 Btu = 1055,06 J

potência W watt 1 kcal/h = 1,163 W1 Btu/h = 0,293 W1 hp = 745,7 W1 t refrig = 3,516 kW1 CV (métrico) = 735,5 W

densidade dofluxo energético

W/m2 watt por metroquadrado

1 kcal/m2h = 1,163 W/m2

pressão N/m2

(pascal)newton pormetro quadrado

1 bar = 100 kN/m2

1 kgf/m2 = 9,8 N/m2

1 atm = 101,32 kN/m2

1 atm = 76 cmHg1 atm = 1,013 milibária1 bária = 0,987 atm

calor específico J/m3°CJ/kg°C

1 kcal/m3 °C = 4187 J/m3 °C1 kcal/kg °C = 4187 J/kg °C

condutibilidadetérmica

W/m°C 1 kcal/mh°C = 1,163 W/m°C

transmitânciatérmica

W/m2°C 1 kcal/m2h°C = 1,163 W/m2°C

calor latente J/kgJ/m3

1 kcal/kg = 4187 J/kg1 kcal/m3 = 4187 J/m3

Fontes: Koenigsberger, et alii (33). Manual do Engenheiro Globo. Vol. I, P. Alegre, Globo, 1951

240

��

��

A = Amplitude de temperatura (°C)

A1,2.. = Áreas parciais de elementos da construção (m2)

Ae = Área de abertura de entrada de ar (m2)

As = Área de abertura de saída de ar (m2)

Ao = Área equivalente das aberturas (para ventilação) (m2)

c = Calor específico (Wh/kg°C)

ca = Coeficiente de perda de carga por ação dos ventos

ce = Coeficiente de pressão de abertura de entrada de ar

cs = Coeficiente de pressão de abertura de saída de ar

d = Densidade (kg/m3)

e = Espessura (m)

E = Elongação (°C)

G = Coeficiente volumétrico de perdas de calor

hc = Coeficiente de trocas térmicas por convecção (W/m2°C)

he = Coeficiente de condutância térmica superficial externa (W/m2°C)

hi = Coeficiente de condutância térmica superficial interna (W/m2°C)

hr = Coeficiente de trocas térmicas por radiação (W/m2°C)

Id = Intensidade da radiação solar difusa (W/m2)

ID = Intensidade da radiação solar direta (W/m2)

Ig = Intensidade da radiação solar global (W/m2)

K = Coeficiente global de transmissão térmica (W/m2°C)

m = Coeficiente de amortecimento

241

N = Freqüência horária da ventilação (1/hora)

q = Intensidade de fluxo térmico (W/m2)

qc = Intensidade do fluxo térmico, por efeito da convecção (W/m2)

qcd = Intensidade do fluxo térmico, por efeito da condução (W/m2)

qr = Intensidade do fluxo térmico, por efeito da radiação (W/m2)

Q = Carga térmica (W)

Qe = Carga térmica produzida por pessoas (W)

Qop = Carga térmica transmitida por material opaco (W)

Qoc = Carga térmica produzida pela ocupação (W)

Qtr = Carga térmica transmitida por material transparente (W)

Q′vent = Carga térmica transmitida pela ventilação (W)

r = Resistência térmica específica de uma lâmina dedeterminado material (m2°C/W)

R = Resistência térmica global (m2°C/W)

Rar = Resistência térmica do ar (m2°C/W)

Sop = Fator de ganho solar de material opaco

Str = Fator de ganho solar de material transparente

td = Média das temperaturas mínimas diárias do mês (°C)

Td = Média das temperaturas máximas diárias do mês (°C)

ti = Temperatura do ar interno (°C)

timax = Temperatura interna máxima (°C)

te = Temperatura do ar externo (°C)

te = Temperatura média do ar externo (°C)

to = Temperatura do ponto de orvalho (°C)

ts = Média das temperaturas mínimas anuais (°C)

Ts = Média das temperaturas máximas anuais do mês (°C)

v = Velocidade do vento externo resultante na abertura (m/s)

242

vo = Velocidade do vento externo (m/s)

V = Volume (m3)

α = Coeficiente de absorção da radiação solar

α* = Fator fictício de absorção da radiação solar de umaparede protegida por quebra-sol

∆t = Diferença entre a temperatura do ar interno e externo (°C)

ε = Emissividade térmica

εr = Emissividade térmica relativa

θe = Temperatura de superfícies externas da envolvente (°C)

θi = Temperatura de superfícies internas da envolvente (°C)

θr = Temperatura radiante (°C)

θr = Temperatura radiante média (°C)

θ’r = Temperatura radiante orientada (°C)

θre = Temperatura radiante de superfícies externas da envolvente (°C)

θri = Temperatura radiante de superfícies internas da envolvente (°C)

λ = Coeficiente de condutibilidade térmica (W/m°C)

φc = Fluxo de ar por “efeito chaminé” (m3/s)

φce = Fluxo de entrada de ar por “efeito chaminé” (m3/s)

φcs = Fluxo de saída de ar por “efeito chaminé” (m3/s)

φv = Fluxo de ar por “ação dos ventos” (m3/s)

ρ = Coeficiente de reflexão da radiação solar

τ = Coeficiente de transparência quanto à radiação solar

243

Documents

Manual de Conforto Termico