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Manual de Conforto 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 São Paulo, 1975. — Mestre (1983), Doutora (1989) e Livre-Docente (1992) 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 1977. Índice para catálogo sistemático: 1. Arquiteura : Radiação solar 720.47 2. 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. Planejamento urbano — 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 de Conforto Térmico Anésia Barros Frota Sueli Ramos Schiffer Studio Nobel 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. 22 01410-003 — São Paulo — SP Fone/Fax: (11)3061-0838 E-mail: studionobel@livrarianobel.com.br Distribuição/Vendas Livraria Nobel S.A. Rua da Balsa, 559 02910-000 — São Paulo — SP Fone: (11)3933-2822 Fax: (11)3931-3988 E-mail: ednobel@livrarianobel.com.br É PROIBIDA A REPRODUÇÃO Nenhuma parte desta obra poderá ser reproduzida sem a permissão por escrito dos editores por qualquer meio: xerox, fotocópia, fotográfico, fotomecânico. Tampouco poderá ser copiada ou transcrita, nem mesmo transmitida por meios eletrônicos ou gravações. Os infratores serão punidos pela lei 5.988, de 14 de dezembro de 1973, artigos 122-130. Impresso no Brasil / Printed in Brazil ������� Prefácio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Capítulo 1 Exigências Humanas Quanto ao Conforto Térmico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.1 O organismo humano e a termorregulação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.1.1 Organismo humano e metabolismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.1.2 A termorregulação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.1.3 Reação ao frio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.1.4 Reação ao calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.1.5 Catabolismo, anabolismo e fadiga higrotérmica . . . . . . . . . . . . 21 1.1.6 Mecanismos de trocas térmicas entre corpo e ambiente . . . . . . 21 1.1.7 Pele, principal órgão termorregulador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.1.8 O papel da vestimenta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.1.9 Variáveis do conforto térmico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.2 Índices de conforto térmico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.2.1 Aspectos históricos dos índices de conforto térmico . . . . . . . . 24 1.2.2 Classificação dos índices de conforto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1.2.3 Escolha do índice de conforto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 1.2.4 A Carta Bioclimática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 1.2.5 Índice de Temperatura Efetiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 1.2.6 Índice de Conforto Equatorial (I.C.E.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1.2.7 “Zona de conforto”. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Capítulo 2 Trocas Térmicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.1 Mecanismos de trocas térmicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.1.1 Trocas térmicas secas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.1.2 Convecção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 5 2.1.3 Radiação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.1.4 Condução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2.1.5 Trocas térmicas úmidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.1.6 Evaporação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.1.7 Condensação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.1.8 Condutância térmica superficial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2.1.9 Espaço de ar confinado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 2.1.10 Coeficiente Global de Transmissão Térmica (K) . . . . . . . . . . . 38 2.1.11 Determinação de K para paredes homogêneas . . . . . . . . . . . . . 39 2.1.12 Determinação de K para paredes heterogêneas . . . . . . . . . . . . . 39 2.1.13 Determinação de K para paredes heterogêneas em superfície . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2.2 Comportamento térmico da construção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 2.2.1 Trocas de calor através de paredes opacas. . . . . . . . . . . . . . . . . 41 2.2.2 Trocas de calor através de paredes transparentes ou translúcidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2.2.3 Elementos de proteção solar (“brise-soleil”) . . . . . . . . . . . . . . . 44 2.2.4 Proteção solar de paredes opacas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 2.2.5 Proteção solar de paredes transparentes ou translúcidas . . . . . . 46 2.2.6 Inércia térmica de um componente da envolvente. . . . . . . . . . . 48 2.2.7 Inércia térmica da construção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Capítulo 3 Noções de Clima e Adequação da Arquitetura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.1 Noções de Clima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.1.1 Elementos climáticos e arquitetura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.1.2 Fatores climáticos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.1.3 Radiação solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.1.4 Movimento aparente do Sol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3.1.5 Longitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3.1.6 Latitude. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3.1.7 Posições aparentes do Sol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3.1.8 Influência da latitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 3.1.9 Distribuição continentes e oceanos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3.1.10 Isotérmicas do globo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 6 3.1.11 Brisas terra-mar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 3.1.12 Topografia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 3.1.13 Revestimento do solo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 3.1.14 Umidade atmosférica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 3.1.15 Ponto de orvalho. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 3.1.16 Precipitação atmosférica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 3.1.17 Nebulosidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 3.1.18 Ventos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 3.2 Adequação da arquitetura aos climas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 3.2.1 Mapa climático do Brasil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 3.2.2 Clima urbano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 3.2.3 Arquitetura e clima. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 3.2.4 Influência da umidade relativa dor ar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 3.2.5 Clima quente seco: a Arquitetura e o Urbano . . . . . . . . . . . . . . 68 3.2.6 Clima quente úmido: a Arquitetura e o Urbano. . . . . . . . . . . . . 71 3.2.7 Climas quentes e circulação de pedestres . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 3.2.8 Climas quentes e revestimento do solo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 3.2.9 Climas quentes e cores externas da arquitetura . . . . . . . . . . . . . 74 3.2.10 Climas temperados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Capítulo 4 Controle da Radiação Solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 4.1 Geometria da insolação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 4.1.1 Insolação e arquitetura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 4.1.2 Movimento aparente do Sol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 4.1.3 Esfera celeste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 4.1.4 Zênite e Nadir. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 4.1.5 Pólos celestes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 4.1.6 Pontos cardeais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 4.1.7 Altura e azimute . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 4.1.8 Altura e azimute solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 4.1.9 Movimento aparente das estrelas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 4.1.10 Trajetória aparente do Sol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 4.1.11 Latitude 0° (Equador). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 4.1.12 Latitude 231⁄2°S (Trópico de Capricórnio) . . . . . . . . . . . . . . . . 82 7 4.1.13 Latitudes entre o Equador e o Trópico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 4.1.14 Latitudes superiores a 231⁄2° . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 4.1.15 Latitude 90°S (Pólo Sul) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 4.1.16 Cartas solares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 4.1.17 Projeções das trajetórias aparentes do Sol . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 4.1.18 Determinação de Cartas Solares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 4.1.19 Horários de insolação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 4.2 Determinação gráfica dos dispositivos de proteção solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 4.2.1 Ângulo de sombra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 4.2.2 Transferidor auxiliar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 4.2.3 Máscara produzida por placa horizontal infinita . . . . . . . . . . . . 94 4.2.4 Placas infinitas com idênticos ângulos de sombra vertical . . . . 96 4.2.5 Máscara produzida por placa vertical infinita . . . . . . . . . . . . . . 96 4.2.6 Placas infinitas com idênticos ângulos de sombra horizontal . . 96 4.2.7 Placas horizontais finitas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 4.2.8 Placas verticais finitas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 4.2.9 Associação de placas horizontais e verticais . . . . . . . . . . . . . . 102 4.2.10 Dimensionamento de um dispositivo de proteção a partir da máscara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 4.2.11 Máscaras produzidas por obstáculos externos às aberturas. . . 105 4.3 Traçado de sombras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 4.3.1 Sombras de uma haste vertical. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 4.3.2 Sombra de uma haste vertical em épura . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 4.3.3 Sombra de volumes sobre o plano horizontal . . . . . . . . . . . . . 111 4.3.4 Sombra de um volume sobre outro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 4.3.5 Sombra de um volume ao longo do dia . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 4.4 Penetração do Sol pelas aberturas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 4.4.1 Área ensolarada sobre o piso do recinto . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 4.4.2 Área ensolarada sobre superfície interna paralela à abertura . 118 4.4.3 Área ensolarada sobre superfície interna perpendicular à abertura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 8 Capítulo 5 Climatização Natural das Edificações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 5.1 Fontes de calor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 5.1.1 Ganhos de calor devidos à presença humana. . . . . . . . . . . . . . 121 5.1.2 Ganhos de calor devidos ao sistema de iluminação artificial . 121 5.1.3 Ganhos de calor devidos a motores e equipamentos . . . . . . . . 122 5.1.4 Ganhos de calor advindos de processos industriais. . . . . . . . . 122 5.1.5 Ganhos de calor solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 5.2 Ventilação natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 5.2.1 Carga térmica pela ventilação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 5.2.2 Critérios de ventilação dos ambientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 5.2.3 Ventilação por “Ação dos Ventos” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 5.2.4 Fluxos de ar através dos recintos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 5.2.5 Ventilação por “efeito chaminé” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 5.2.6 Efeito simultâneo: chaminé e ação dos ventos . . . . . . . . . . . . 138 5.3 Método de avaliação do desempenho térmico das edificações. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 5.3.1 Método do C.S.T.B. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 5.3.2 Conforto térmico de inverno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 5.3.3 Dados climáticos para conforto térmico de inverno . . . . . . . . 141 5.3.4 Conforto térmico de verão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 5.3.5 Dados climáticos para conforto térmico de verão . . . . . . . . . . 145 5.3.6 Limites da climatização natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 5.3.7 Itens de verificação para adequação entre arquitetura e clima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 Capítulo 6 Exercícios Resolvidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 6.1 Máscaras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 6.2 Desempenho térmico das edificações e as exigências humanas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 9 Capítulo 7 Bibliografia Básica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 Anexos 1 Calor cedido ao ambiente (W), segundo a atividade desenvolvida 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 normalmente vestidas, 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 Equatorial Figura 1 — Nomograma. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 Figura 2 — Gráfico de conforto para indivíduos residentes em Cingapura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 7 Características térmicas dos materiais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 8 Valores de condutância (he, hi) e resistências térmicas superficiais (1/he, 1/hi) Tabela 1 — para paredes exteriores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 Tabela 2 — para paredes interiores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 9 Tabela 1 — Variação da Condutância Térmica Superficial Externa (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) e Emissividade (ε) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 Tabela 2 — Valores de Coeficiente de Absorção da Radiação (α), específico de pintura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 11 Tabela 1 — Fator Solar (Str) de vidros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 Tabela 2 — Fator Solar das proteções das vidraças (para vidros simples 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 plano normal 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 Verticais e 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 planos expostos a diversas orientações. São Paulo — latitude 23°19′ Sul Tabela 1 — março. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 Tabela 2 — junho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 Tabela 3 — setembro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 Tabela 4 — dezembro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 19 Variação da intensidade de radiação solar segundo a variação da altitude do local com relação ao nível do mar. . . . . . . . . . . . . . . . 222 20 Taxas de ventilação recomendadas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 21 Gráfico de Irminger e Nokkentued para determinação dos coeficientes de pressão para modelos de seção quadrada Figura 1 — anteparo maciço com altura = h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 Figura 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 11 �������� Ao aceitar o convite para escrever este prefácio, pensei estar assumindo uma tarefa muito fácil devido ao conhecimento do trabalho e, principalmente, da seriedade das autoras. Começando a fazê-lo, estou me dando conta de que se trata 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 informações úteis. Alguns poderão reclamar por não encontrarem mais material de algum assunto específico. Outros poderão julgar que o tema tenha sido mais valorizado do que o desejado. Enfim, isso é normal que aconteça, porém, justamente por isso, me sinto na obrigação de prestar um pequeno depoimento. Desde a fundação da FAU-USP tem havido um esforço da parte de alguns professores em colocar à disposição dos alunos material de apoio didático. Aqueles que se dedicam ao ensino e, principalmente, ao ensaio de arquitetura sabem que tal atitude envolve outras questões ainda mais primordiais, pois a produção de um material didático está comprometida com a própria tarefa de participação do ensino e este tem sido muito discutido nas últimas décadas, principalmente no âmbito do grupo de disciplinas de Conforto Ambiental da FAU-USP. A idéia central que tem guiado esse grupo de disciplinas é oferecer aos alunos de arquitetura instrumentos de compreensão dos fenômenos que relacio- nam os objetos arquitetônicos com o meio ambiente e com os usuários desses objetos. Dentre os fenômenos existentes, são selecionados principalmente aqueles que envolvem a luz, o som e o calor. Este livro foi escrito para ser o “livro-texto”da disciplina de Conforto Térmico; 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 estudos inéditos, como é o caso da Geometria da Insolação, de autoria da profª Anésia Barros Frota. 13 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 tarefa de quem esteja ministrando um curso semelhante ao nosso e propicia aos alunos uma ajuda valiosa no aprendizado. Trata-se de uma das raras obras em língua portuguesa a abordar o assunto e, principalmente, com a preocupação de destacar as questões da arquitetura que deve ser implantada nas regiões de clima tropical. Quero agradecer a gentileza do convite para escrever este prefácio e agradecer as autoras por terem escrito e atualizado este Manual, visto ser eu próprio um dos beneficiários desta tarefa nas minhas atividades didáticas. Luiz Carlos Chichierchio 14 �������� � A Arquitetura deve servir ao homem e ao seu conforto, o que abrange o seu conforto térmico. O homem tem melhores condições de vida e de saúde quando seu organismo pode funcionar sem ser submetido a fadiga ou estresse, inclusive térmico. A Arquitetura, como uma de suas funções, deve oferecer condições térmicas compatíveis ao conforto térmico humano no interior dos edifícios, sejam quais forem as condições climáticas externas. Por outro lado, a intervenção humana, expressa no ato de construir seus espaços internos e externos, altera as condições climáticas locais, das quais, por sua 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 estreitas relações com regime de chuvas, vegetação, permeabilidade do solo, águas superficiais e subterrâneas, topografia, entre outras características locais que podem ser alteradas pela presença humana. As exigências humanas de conforto térmico estão relacionadas com o funcionamento de seu organismo, cujo mecanismo, complexo, pode ser, grosso modo, comparado a uma máquina térmica que produz calor segundo sua ativi- dade. O homem precisa liberar calor em quantidade suficiente para que sua temperatura interna se mantenha da ordem de 37°C — homeotermia. Quando as trocas de calor entre o corpo humano e o ambiente ocorrem sem 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 térmicas ambientais causam sensação de frio ou de calor, é porque nosso organismo está perdendo mais calor ou menos calor que o necessário para a manutenção da homeotermia, a qual passa a ser conseguida com um esforço adicional que sempre representa sobrecarga, com queda do rendimento no trabalho, até o limite, sob condições de rigor excepcionais, perda total de capacidade para realização de trabalho e/ou problemas de saúde. Considerando que as diferenças climáticas da Terra são basicamente advindas da energia solar, torna-se indispensável a posse de elementos para 15 avaliar qual a carga térmica que determinada edificação ou espaço ao ar livre receberá nas diversas horas do dia e nas várias épocas do ano. A Geometria da Insolação fornece um instrumental, a partir de gráficos simplificados, para mensurar os horários de insolação para distintas orientações de paredes em cada latitude particular. A determinação gráfica de sombras é importante, principalmente em áreas urbanas, visto que em grande parte do dia os raios solares diretos podem ser barrados pelas construções vizinhas, modificando, portanto, o horário real de insolação. Não menos importante é a orientação das aberturas e dos elementos transparentes e translúcidos da construção, que permitem o contato com o exterior e a iluminação dos recintos. A proteção solar das aberturas por meio de “brise-soleil” ou quebra-sol é também um indispensável recurso para promover os controles térmicos naturais. Estabelecer os parâmetros relativos às condições de conforto térmico requer incorporar, além das variáveis climáticas citadas, as temperaturas das superfícies 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 genéricas para o partido arquitetônico adequado a climas particulares, proporciona condi- ções de projetar edifícios e espaços urbanos cuja resposta térmica atenda às exigências de conforto térmico. Como no processo criativo está sempre implícita uma nova proposta, um método para a previsão do desempenho térmico, em nível quantitativo, é um instrumento indispensável para verificação e possíveis ajustes ainda na etapa de projeto. A racionalização do uso da energia apresenta estreitos laços com a adequação da arquitetura ao clima, evitando ou reduzindo os sistemas de condi- cionamento artificial de ar, quer com a finalidade de refrigerar, quer com a de aquecer os ambientes. Os controles térmicos naturais propiciam a redução do excesso de calor resultante no interior dos edifícios, minimizando, por vezes, os efeitos de climas excessivamente quentes. O conhecimento do clima, aliado ao dos mecanismos de trocas de calor e do comportamento térmico dos materiais, permite uma consciente intervenção da arquitetura, incorporando os dados relativos ao meioambiente externo de modo a aproveitar o que o clima apresenta de agradável e amenizar seus aspectos negativos. 16 Imprimir a um edifício características que proporcionem uma resposta térmica ambiental conveniente não implica um acréscimo obrigatório de custo de construção, mas, ao contrário, deve resultar em redução do custo de utilização e de manutenção, além de propiciar condições ambientais internas agradáveis aos ocupantes. 17 �������� �� ��������������������������������� ������� ��� ���� �������������������������� ���� � ����� �� �������������������� ������ O homem é um animal homeotérmico. Seu organismo é mantido a uma temperatura interna sensivelmente constante. Essa temperatura é da ordem de 37°C, com limites muito estreitos — entre 36,1 e 37,2°C —, sendo 32°C o limite inferior e 42°C o limite superior para sobrevivência, em estado de enfermidade. O organismo dos homeotérmicos pode ser comparado a uma máquina térmica — sua energia é conseguida através de fenômenos térmicos. A energia térmica produzida pelo organismo humano advém de reações químicas internas, sendo a mais importante a combinação do carbono, introduzido no organismo sob a forma de alimentos, com o oxigênio, extraído do ar pela respiração. Esse processo de produção de energia interna a partir de elementos combustíveis 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. A parcela restante, cerca de 80%, se transforma em calor, que deve ser dissipado para que o organismo seja mantido em equilíbrio. Tanto o calor produzido como o dissipado dependem da atividade que o indivíduo desenvolve. Em repouso absoluto — metabolismo basal —, o calor dissipado pelo corpo, cedido ao ambiente, é de cerca de 75 W. ����! "��������� ���� � A manutenção da temperatura interna do organismo humano relativamen- te constante, em ambientes cujas condições termo-higrométricas são as mais 19 variadas e variáveis, se faz por intermédio de seu aparelho termorregulador, que comanda a redução dos ganhos ou o aumento das perdas de calor através de alguns mecanismos de controle. A termorregulação, apesar de ser o meio natural de controle de perdas de calor pelo organismo, representa um esforço extra e, por conseguinte, uma queda de potencialidade de trabalho. O organismo humano experimenta sensação de conforto térmico quando perde para o ambiente, sem recorrer a nenhum mecanismo de termorregulação, o calor produzido pelo metabolismo compatível com sua atividade. ����# $��� ��������� Quando as condições ambientais proporcionam perdas de calor do corpo além das necessárias para a manutenção de sua temperatura interna constante, o organismo reage por meio de seus mecanismos automáticos — sistema nervoso simpático —, buscando reduzir as perdas e aumentar as combustões internas. A redução de trocas térmicas entre o indivíduo e o ambiente se faz através do aumento da resistência térmica da pele por meio da vasoconstrição, do arrepio, do tiritar. O aumento das combustões internas — termogênese — se dá através do sistema glandular endócrino. ����% $��� ���������� Quando as perdas de calor são inferiores às necessárias para a manutenção de sua temperatura interna constante, o organismo reage por meio de seus mecanismos automáticos — sistema nervoso simpático —, proporcionando condições de troca de calor mais intensa entre o organismo e o ambiente e reduzindo as combustões internas. O incremento das perdas de calor para o ambiente ocorre por meio da vasodilatação e da exsudação. A redução das combustões internas — termólise — se faz através do sistema glandular endócrino. 20 ����& ���� ������'���� ������������� ���� ��������� O organismo humano passa diariamente por uma fase de fadiga — catabolismo — e por uma fase de repouso — anabolismo. O catabolismo, sob o ponto 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 fadiga termo-higrométrica é resultante do trabalho excessivo do aparelho termorregu- lador, pela existência de condições ambientais desfavoráveis, no tocante à temperatura do ar, tanto com relação ao frio quanto ao calor, e à umidade do ar. ����( )��������������������������������������*������ ����� Ao efetuar trabalho mecânico, os músculos se contraem. Tal contração produz calor. A quantidade de calor liberado pelo corpo, por essa razão, será função do trabalho desenvolvido, podendo chegar a um máximo da ordem de 1200 W, desde que por pouco tempo. Esse calor é dissipado através dos mecanismos de trocas térmicas entre o corpo e o ambiente, envolvendo as trocas secas — condução, convecção e radiação — e as trocas úmidas — evaporação. O calor perdido para o ambiente através das trocas secas é denominado calor sensível e é função das diferenças de temperatura entre o corpo e o ambiente. Já o calor perdido para o ambiente através das trocas úmidas é denominado calor latente e envolve mudança de estado de agregação — o suor, líquido, passa para o estado gasoso, de vapor, através da evaporação. Assim, o organismo perde calor para o ambiente sob duas formas: calor sensível e calor latente. O Anexo 1 apresenta dados relativos ao calor dissipado pelo corpo, cedido ao ambiente, em função da atividade do indivíduo considerado médio e sadio. Quando se considera que o indivíduo está vestido e calçado, o calor dissipado por condução é pequeno. Se a superfície dos corpos presentes no ambiente estiver a uma temperatura inferior à do sistema corpo-vestimente, há dissipação de calor por radiação (cerca de 40%). 21 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 contato com o sistema (cerca de 40%). A transpiração à superfície da pele e nos pulmões, que constitui um fenômeno normal, e a exsudação, que é um recurso termorregulador, absorvem calor do corpo. A possibilidade de perder calor por evaporação está limitada por duas condições: • a quantidade máxima de suor que o organismo pode segregar na unidade de tempo; • 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 de indivíduo para indivíduo, inclusive com o grau de aclimatação e com o biotipo. A quantidade de suor que pode evaporar na unidade de tempo depende da umidade relativa e da velocidade do ar. As perdas de energia representadas pelo calor latente correspondem à dissipação 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 libertaria proporcionando a condensação dessa quantidade de vapor d’água que se mantém no ar. Segundo Gomes(30), através da respiração e da perspiração, para o adulto médio, a uma temperatura de 20°C, são retiradas as seguintes quantidades de vapor d’água, fornecidas ao ambiente: em repouso 45 g/h em trabalho leve 110 g/h Mas, segundo Givoni(27), em casos extremos, e por um período de cerca de meia hora, o corpo humano pode chegar a suar até 2,5 l/h. ����+ ,���'�*�����*���-� ���������� ������ Sendo a pele o principal órgão termorregulador do organismo humano — a temperatura da pele —, é através dela que se realizam as trocas de calor. A temperatura da pele é regulada pelo fluxo sangüíneo que a percorre — quanto mais intenso o fluxo, mais elevada sua temperatura. Ao sentir desconforto térmico, o primeiro mecanismo fisiológico a ser ativado é a regulagem vasomo- 22 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 termorregulação da pele é a transpiração ativa, que tem início quando as perdas por convecção e radiação, somadas às perdas por perspiração insensível, são inferiores às perdas necessárias à termorregulação. A transpiração ativa se faz por meio das glândulas sudoríparas. Os limites da transpiração são as perdas de sais minerais e a fadiga das glândulas sudoríparas. ����. ��*�*������/��������� 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. A vestimenta funciona como isolante térmico — que mantém, junto ao corpo, uma camada de ar mais aquecido ou menos aquecido, conforme seja mais ou menos isolante, conforme seu ajuste ao corpo e conforme a porção de corpo que cobre. A vestimenta adequada será função da temperatura média ambiente, do movimento do ar, do calor produzido pelo organismo e, em alguns casos, da umidade do ar e da atividade a ser desenvolvida pelo indivíduo. A vestimenta reduz o ganho de calor relativo à radiação solar direta, as perdas em condições de baixo teor de umidade e o efeito refrigerador do suor. Reduz, ainda, a sensibilidade do corpo às variações de temperatura e de velocidade do ar. Sua resistência térmica depende do tipo de tecido, da fibra e do ajuste ao corpo, devendo ser medida através das trocas secas relativas de quem a usa. Sua unidade, “clo”, equivale a 0,155 m2°C/W. ����0 1���2/����������������������� As condições de conforto térmico são função, portanto, de uma série de variáveis. Para avaliar tais condições, o indivíduo deve estar apropriadamente vestido e sem problemas de saúde ou de aclimatação. É certo que as condições ambientais capzes de proporcionar sensação de conforto térmico em habitantes de clima quente e úmido não são as mesmas que proporcionam sensação de conforto em habitantes de clima quente e seco e, muito menos, em habitantes de regiões de clima temperado ou frio. 23 A partir das variáveis climáticas do conforto térmico, e de outras variáveis como atividade desenvolvida pelo indivíduo considerado aclimatado e saudável e sua vestimenta, vem sendo desenvolvida uma série de estudos que procuram determinar as condições de conforto térmico e os vários graus de conforto ou desconforto por frio ou por calor. As variáveis do conforto térmico são diversas e, variando diferentemente algumas delas ou até todas, as condições finais podem proporcionar sensações ou respostas semelhantes ou até iguais. Isso levou os estudiosos a desenvolver índices que agrupam as condições que proporcionam as mesmas respostas — os índices de conforto térmico. O A.S.H.R.A.E.(5) considera, para os climas mais quentes da América do Norte, 25°C como temperatura ótima, podendo variar entre 23 e 27°C, sendo esses 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 ��! 3�������������������������� ��!�� "�*����������-����������4�������������������������� Os primeiros estudos acerca da influência das condições termo-higromé- tricas sobre o rendimento no trabalho foram desenvolvidas pela Comissão 24 Americana da Ventilação. Em 1916, presidida por Winslow, essa comissão efetuou estudos e pesquisas com o objetivo de determinar a influência das condições termo-higrométricas no rendimento do trabalho, visando, principal- mente, ao trabalho físico do operário, aos interesses de produção surgidos com a Revolução Industrial e às situações especiais de guerra, quando as tropas são deslocadas para regiões de diferentes tipos de clima. Esses estudos vieram confirmar os resultados encontrados anteriormente por Herrington: • para o trabalho físico, o aumento da temperatura ambiente de 20°C para 24°C diminui o rendimento em 15%; • a 30°C de temperatura ambiente, com umidade relativa 80%, o rendimento cai 28%. Observações acerca do rendimento do trabalho em minas, na Inglaterra, mostraram o seguinte: o mineiro rende 41% menos quando a Temperatura Efetiva é 27°C, com relação ao rendimento à Temperatura Efetiva de 19°C. Foram também observadas variações de produção em indústrias, segundo a mudança das estações do ano, havendo, ainda, estudos que correlacionam ambientes termicamente desconfortáveis com índices elevados de acidentes no trabalho. Como pode ser visto nos itens relativos às exigências humanas, as condições de conforto térmico são função da atividade desenvolvida pelo indi- víduo, da sua vestimenta e das variáveis do ambiente que proporcionam as trocas de calor entre o corpo e o ambiente. Além disso, devem ser consideradas outras variáveis como sexo, idade, biotipo, hábitos alimentares etc. Os índices de conforto térmico procuram englobar, num parâmetro, o efeito conjunto dessas variáveis. E, em geral, esses índices são desenvolvidos fixando um tipo de atividade e a vestimenta utilizada pelo indivíduo para, a partir daí, relacionar as variáveis do ambiente e reunir, sob a forma de cartas ou nomogramas, as diversas condições ambientais que proporcionam respostas iguais por parte dos indivíduos. ��!�! ����������� ������4������������������ Os índices de conforto térmico foram desenvolvidos com base em dife- rentes aspectos do conforto e podem ser classificados como a seguir: 25 • índices biofísicos — que se baseiam nas trocas de calor entre o corpo e o ambiente, correlacionando os elementos do conforto com as trocas de calor que dão origem a esses elementos; • índices fisiológicos — que se baseiam nas reações fisiológicas originadas por condições conhecidas de temperatura seca do ar, temperatura radiante média, umidade do ar e velocidade do ar; • índices subjetivos — que se baseiam nas sensações subjetivas de conforto experimentadas em condições em que os elementos de conforto térmico variam. ��!�# ����������4����������������� A escolha de um ou outro tipo de índice de conforto deve estar relacionada com as condições ambientais com a atividade desenvolvida pelo indivíduo, pela maior ou menor importância de um ou de outro aspecto do conforto. Há condições termo-higrométricas que podem, mesmo que apenas por algum tempo, ser consideradas como de conforto em termos de sensação e provocar distúrbios fisiológicos ao fim desse tempo. É o caso, por exemplo, de indivíduos expostos a condições de baixo teor de umidade e que, não percebendo que estão transpi- rando porque o suor é evaporado rapidamente, não tomam líquido em quantidade suficiente e se desidratam. Existem cerca de três dezenas de índices de conforto térmico, porém, para fins de aplicação às condições ambientais correntes nos edifícios como habita- ções, escolas, escritórios etc., e para as condições climáticas brasileiras, serão apresentados 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). ��!�% "�������5������2���� 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 esteja abrigado quer não, de zonas de conforto e de relações entre elementos de clima e conforto. 26 Foi construída tendo como ordenada a temperatura de bulbo seco e como abscissa a umidade relativa do ar. O Anexo 2 apresenta a Carta Bioclimática para habitantes de regiões de clima quente, em trabalho leve, vestindo 1 “clo”, que corresponde a uma vestimenta 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 determinadas sobre a Carta. Evidentemente, se os pontos determinados por essas variáveis se locali- zarem na zona de conforto, as condições apresentadas serão consideradas como de conforto. Se caírem fora da zona de conforto, há necessidade de serem tomadas medidas corretivas. Se o ponto determinado pelas condições de temperatura de bulbo seco e de umidade relativa do ar cair acima da zona de conforto, será necessário recorrer-se ao efeito do movimento do ar. Se a temperatura seca do ar é elevada mas a umidade é baixa, o movimento do ar pouco favorece. Quanto à região abaixo do limite inferior da zona de conforto, as linhas representam a radiação necessária para atingir a zona de conforto, quer em termos de radiação solar quer em termos de aquecimento do ambiente. ��!�& 3������������*�������� ����/� A Temperatura Efetiva, de Yaglow e Houghten, de 1923, foi definida pela correlação entre as sensações de conforto e as condições de temperatura, umi- dade e velocidade do ar, procurando concluir quais são as condições de conforto térmico. É um índice subjetivo. Essas correlações são apresentadas sob a forma de nomograma. Em 1932, Vernon e Warner apresentaram uma proposta de correção para o índice de Temperatura Efetiva, utilizando a temperatura do termômetro de globo em vez de temperatura seca do ar, para base dos cálculos, posto que a temperatura de radiação, sendo superior ou inferior à temperatura seca do ar, proporciona alterações na sensação de conforto. Observam-se indicações das duas escalas no nomograma do Anexo 3. A zona de conforto térmico delimitada sobre o nomograma de Temperatura Efetiva para pessoas normalmente vestidas, em trabalho leve e se referindo a habitantes de regiões de climas quentes, foi adaptada por Koenigsberger et alii (34). 27 Esse nomograma, quando os dados disponíveis são de temperatura seca, ou do termômetro de globo, umidade e velocidade do ar, é normalmente utilizado em conjunto com a Carta Psicrométrica, a qual fornecerá as correspondências entre a temperatura do termômetro de bulbo seco e a temperatura do termômetro de bulbo úmido, a partir dos dados de umidade relativa. Os Anexos 4 e 5 apresentam as Cartas Psicrométricas para pressão atmosférica normal (760 mm Hg), ao nível do mar, e para São Paulo (pressão atmosférica 695,1 mm Hg). ��!�( 3������������������ 6���������7���� �8 Webb(59) desenvolveu este índice para ser aplicado a habitantes de climas tropicais, de preferência quente e úmido. Baseou-se em observações feitas em Cingapura, em habitações correntes e em uma escala climática desenvolvida especialmente para condições tropicais, procurando correlacionar os valores dessa escala com a sensação de calor, tendo incorporado dados referentes ao P4SR (Previsão da Produção de Suor em 4 horas, que é um índice fisiológico desenvolvido por McArdle, do Royal Naval Research Establishment) e chegou a um nomograma semelhante ao da Temperatura Efetiva. Esse nomograma está apresentado na figura 1 do Anexo 6. O gráfico de conforto de Cingapura — figura 2, Anexo 6 — foi elaborado com base em dados obtidos a partir da psicologia experimental e análise de testes aplicados em indivíduos completamente aclimatados na região. Esse gráfico indica a existência de um optimum em conforto na faixa de 25,5°C na escala I.C.E. Webb estende a aplicabilidade de seu índice e de seu gráfico de conforto a habitantes de regiões climáticas semelhantes a Cingapura, como, por exemplo, a Amazônia. ��!�+ 9:���������������; Como pode ser observado, tanto a Carta Bioclimática como o nomograma de Temperatura Efetiva para pessoas em trabalho leve e o nomograma do Índice de Conforto Equatorial estão apresentados como uma “zona de conforto” deli- mitada sobre cada gráfico. Essas “zonas de conforto” devem ser encaradas como uma indicação e analisadas acerca de sua aplicabilidade às condições específicas de projeto e de realidade ambiental. 28 Assim, é conveniente, para a aplicação dos índices, uma análise prévia das condições climáticas locais e as relações entre as variáveis consideradas na obtenção do índice e a respectiva “zona de conforto” determinada sobre os gráficos. 29 �������� � ������� �������� !�� )���������������������������� Para a compreensão do comportamento térmico das edificações, é neces- sária uma base conceitual de fenômenos de trocas térmicas. Esse conhecimento permite também melhor entendimento acerca do clima e do relacionamento do organismo humano com o meio ambiente térmico. As trocas térmicas entre os corpos advêm de uma das duas condições básicas: • 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 é denominado calor sensível. No âmbito do conforto termo-higrométrico, o elemento que proporciona as trocas térmicas por mudança de estado de agregação — sem mudança de temperatura — é a água, e apenas nos casos de passar do estado líquido para o estado de vapor e do estado de vapor para o estado líquido. O calor envolvido nestes mecanismos de troca é denominado calor latente. !���� ��������������������� As trocas de calor que envolvem variações de temperatura são denomina- das trocas secas, em contraposição à denominação de trocas úmidas, relativa às trocas térmicas que envolvem a água. Os mecanismos de trocas secas são convecção, radiação e condução. 31 !���! ���/��� � Convecção: troca de calor entre dois corpos, sendo um deles sólido e o outro um fluido (líquido ou gás). A intensidade do fluxo térmico envolvido no mecanismo de troca por convecção 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 movimento do ar advenha de causas naturais, como o vento, o mecanismo de troca entre a superfície 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 fluxo com o natural deslocamento ascendente das massas de ar aquecidas, enquanto no 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 temperatura inferior à sua. Para o coeficiente de trocas térmicas por convecção — hc —, no caso de convecção natural, são adotados, segundo Croiset(15), os seguintes valores: • para superfície horizontal, fluxo descendente hc = 1,2 (W/m2°C); • para superfície vertical hc = 4,7 (W/m2°C); • para superfície horizontal, fluxo ascendente hc = 7 (W/m2°C). 32 Para superfície vertical, hc varia de acordo com a velocidade do ar, segundo o gráfico apresentado na figura 1. !���# $����� � Radiação: mecanismo de troca de calor entre dois corpos — que guardam entre si uma distância qualquer — atrevés de sua capacidade de emitir e de absorver energia térmica. Esse mecanismo de troca é conseqüência da natureza eletromagnética da energia, que, ao ser absorvida, provoca efeitos térmicos, o que 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 fatores que 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 de uma superfície de emitir calor. Para os materiais de construção correntes, sem brilho metálico, ε ≅ 0,9, pode-se adotar hr = 5 (W/m2°C). !���% ������ � Condução: troca de calor entre dois corpos que se tocam ou mesmo partes do corpo que estejam a temperaturas diferentes, como apresentado na figura 2, onde θe ≠ θi. A intensidade do fluxo térmico por condução envolvido nesse mecanismo de troca é: qcd = λ e (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. θiθe λ 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 definido como sendo “o fluxo de calor que passa, na unidade de tempo, através da unidade de área de uma parede com espessura unitária e dimensões suficientemente grandes 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 ar contido em seus poros; • natureza química do material — os materiais amorfos são geralmente menos condutores 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 de temperatura correntes na construção, pode ser considerado como uma caracte- rística de cada material. A tabela do Anexo 7 apresenta, entre outros, os dados relativos ao coeficiente de condutibilidade térmica de diversos materiais de construção, representados por valores médios. !���& ����������������<����� As trocas térmicas que advêm de mudança de estado de agregação da água, do estado líquido para o estado de vapor e do estado de vapor para o estado líquido, são denominadas trocas úmidas, cujos mecanismos são evaporação e condensação. !���( /�*���� � Evaporação: troca térmica úmida proveniente da mudança do estado líquido 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 água são necessários cerca de 700 J. A velocidade de evaporação é função do estado higrométrico do ar e de sua velocidade. A uma determinada temperatura, o ar tem capacidade de conter apenas uma certa quantidade de vapor d’água, inferior ou igual a um máximo denominado peso do vapor saturante. Portanto, o grau higrométrico é a relação entre o peso de vapor d’água contido no ar, a uma certa temperatura, e o peso de vapor saturante do ar à mesma temperatura. As cartas psicrométricas, apresentadas nos Anexos 4 e 5, fornecem dados acerca do peso de vapor d’água contido no ar segundo sua temperatura. O peso de 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 de vapor contido no ar, para cada condição de umidade relativa (U.R.) e para cada condição de temperatura, pode ser obtido na mesma carta. !���+ ��������� � Condensação: troca térmica úmida decorrente da mudança do estado gasoso do vapor d’água contido no ar para o estado líquido. Quando o grau higrométrico do ar se eleva a 100%, a temperatura em que ele se encontra é denominada ponto de orvalho (conforme item 3.1.15) e, a partir daí, o excesso de 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 superfície cuja temperatura está abaixo da do seu ponto de orvalho, o excesso de vapor se condensa sobre a superfície, no caso de esta ser impermeável — condensação superficial —, ou pode condensar-se no interior da parede, caso haja porosidade. A condensação superficial passageira em cozinhas e banheiros, nos horários de uso mais intenso, é considerada normal. Torna-se problemática quando se dá em paredes e principalmente em coberturas de baixa resistência térmica. Um meio para evitar a condensação superficial consiste na eliminação do vapor d’água pela ventilação. Outro consiste em imprimir ao elemento da construção uma resistência térmica R adequada, que pode ser calculada através da expressão: 36 R = te − ti ti − to ⋅ 1 hi (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). !���. ������=���������������*�������� A condutância térmica superficial engloba as trocas térmicas que se dão à superfície da parede. O coeficiente de condutância térmica superficial expressa as trocas de calor 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 separa dois ambientes, um externo e outro interno, havendo diferenças de temperatura, as trocas térmicas superficiais poderão ser expressas através dos coeficientes de condutância 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 para condições convencionalmente simplificadas admitidas para hr. Se he e hi são coeficientes de condutância térmica superficiais, as resis- tências témicas superficiais serão 1he e 1 hi , externa e interna, respectivamente. As tabelas do Anexo 8 apresentam valores de condutâncias e resistências térmicas superficiais para paredes externas e internas, consideradas de materiais correntes e sujeitas a velocidades do ar de 2 m/s para superfícies externas e 0,5 m/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, para a velocidade do ar externo, em se considerando o meio urbano. !���0 �*������������������� Os espaços de ar confinados, portanto não ventilados, entre duas lâminas paralelas, apresentam resistência térmica que será função dos seguintes fatores: espessura da lâmina de ar, sentido do fluxo térmico e emissividade das superfícies em confronto. A tabela 2, Anexo 9, apresenta valores de resistência térmica de espaços de ar (Rar) confinados entre duas lâminas paralelas. !����> ������������?�� ��������������� ����������7@8 O coeficiente Global de Transmissão Térmica — K — engloba as trocas térmicas superficiais (por convecção e radiação) e as trocas térmicas através do material (por condução). Portanto, engloba as trocas de calor referentes a um determinado material segundo a espessura da lâmina, o coeficiente de conduti- bilidade térmica, a posição horizontal ou vertical da lâmina e, ainda, o sentido do fluxo. O coeficiente K quantifica a capacidade do material de ser atravessado por um fluxo de calor induzido por uma diferença de temperatura entre dois ambientes 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 unidade de área do elemento constituído do material, quando se estabelece uma diferença unitária de temperatura entre o ar confinante com suas faces opostas”(30). 38 !����� A��������� �����@�*����*����������� ����� Para uma parede de material homogêneo e com espessura constante, o coeficiente global de transmissão K é obtido em função de: a) Trocas térmicas na superfície interna q = hi (ti − θi) = (ti − θi)1/hi (W/m 2) b) Trocas térmicas através do material q = λ (θi − θe) e = (θi − θe) e/λ (W/m 2) c) Trocas térmicas na superfície externa q = he (θe − te) = (θe − te)1/he (W/m 2) Igualando-se estas frações e admitindo-se que: q = K(∆t) = ∆t1/K então 1K = 1 hi + 1 he + e λ (m 2 °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 1 hi e inclusive de 1he + 1 hi 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 construção se 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: 1 K = 1 he + e1 λ1 + e2 λ2 + e3 λ3 + … + 1 hi (m2°C/W) Observe-se que uma das camadas pode ser um espaço de ar confinado entre lâminas paralelas, e a parcela correspondente estará representada pelos valores relativos às suas resistências térmicas em função da posição da parede e do sentido do fluxo, de acordo com a tabela 2, Anexo 9. !����# A��������� �����@�*����*������������� ����� �����*���4��� Quando o elemento da construção não é heterogêneo em espessura mas em superfície, o coeficiente global de transmissão térmica pode, em cálculo simplificado, ser determinado considerando-se a decomposição do elemento em áreas parciais — A1, A2 ... — correspondentes às zonas diferenciadas, determi- nando-se os coeficientes — K1, K2 ... — correspondentes a essas áreas parciais e estabelecendo-se a média ponderada: Figura 4 — Esquema explicativo para determinação de K para paredes heterogêneas 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 diferenças acentuadas. Num vedo composto por painéis com alguma isolação, porém interligados por elementos de alta condutância, ocorrem fluxos térmicos no plano do vedo, provocando as chamadas pontes térmicas, que são responsáveis por grandes fluxos 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 representando sempre um certo ganho de calor, que será função da intensidade da radiação incidente e das características térmicas dos paramentos do edifício. Os elementos da edificação, quando expostos aos raios solares, diretos ou difusos, 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 uma determinada 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 efeito da radiação solar incidente e da diferença de temperatura do ar: q = K (te + αIghe − ti) (W/m 2) 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 = KαIghe + K(te − ti) (W/m2) A parcela KαIghe se refere ao ganho de calor solar, sendo αkhe = Sop, fator de ganho solar de material opaco, enquanto a parcela K(∆t) corresponde às trocas de 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), para radiação solar, e de α e ε para temperaturas entre 10 e 40°C, para diversos materiais de construção. Para uma mesma gama de comprimento de onda, da radiação incidente e da radiação emitida, α = ε. Figura 5 — Trocas de calor através de paredes opacas. Radiação Solar Fluxo da radiação solar absorvida e dissipada para o exterior Radiação solar refletida EXT. INT. Fluxo da radiação solar absorvida e dissipada para o interior θi θe te ti he hi e⁄λ ρIg Ig 42 A tabela 2, Anexo 10, apresenta valores de α, para radiação solar, em função da cor da pintura externa. !�!�! ��������������������/������*������������*������� ���������<����� No caso de uma parede transparente ou translúcida exposta à incidência da radiação solar e sujeita a uma determinada diferença de temperatura entre os ambientes que separa, os mecanismos de troca podem ser esquematizados como na figura 6. A intensidade do fluxo térmico (q) que atravessa uma parede transparente ou translúcida, deve incorporar, em comparação com a parede opaca, a parcela que penetra por transparência (τ Ig). Assim sendo, tem-se: q = αK he + τ Ig + K(∆t) (W/m 2) Figura 6 — Trocas de calor através de superfícies transparentes ou translúcidas. ρIg Parcela que penetra por transparência Radiação solar refletida Parcela de αIg dissipada 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. !�!�% ,����� �����������*��������*���� A presença de uma placa quebra-sol (“brise-soleil”) diante de uma parede opaca vai ocasionar uma série de mecanismos de trocas, conforme esquematiza- ção na figura 7. A intensidade do fluxo térmico que atravessa a parede opaca protegida por um quebra-sol será: q = K (te + α ∗Ig he − ti) (W/m2) ou q = K α ∗Ig he + K(∆t) (W/m2) 44 sendo α* denominado fator fictício de absorção da radiação solar de uma parede opaca protegida por quebra-sol. O valor de α* será função das características da proteção solar e varia inclusive com a orientação da parede a ser protegida, com a latitude do local onde está situado o edifício e com a época do ano. Segundo Croiset(15), α* pode, a partir de alguns casos estudados, assumir os 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 pouco emissiva: 0,15 a 0,10 c) quebra-sol de lâminas verticais colocado diante de parede vertical: variável d) beirais e quebra-sol de lâminas horizontais: variável Figura 7 — Proteção solar de paredes opacas. αIg Parcela de αIg dissipada através da parede Parcela de αIg dissipada para o exterior Radiação solar Ig Parcela de αIg dissipada, por ventilação da lâmina de ar Radiação solar refletida ρIg quebra-sol parede opaca 45 e) cobertura com sombreamento de um quebra-sol contínuo, a 30 cm: 0,15 a 0,20 f) cobertura com sombreamento de quebra-sol contínuo, a 30 cm, face externa clara, face interna pouco emissiva, material isolante: 0,05 O quebra-sol de lâminas verticais colocado diante de uma parede vertical proporcionará α* com valores sempre mais elevados que os contínuos, devido às diversas reflexões dos raios solares incidentes sobre as placas. O beiral deve ser analisado sob o ponto de vista de sua eficiência geométrica. Fatores como absorção, isolação e emissividade têm menor impor- tância. A continuidade da proteção horizontal impede a ventilação da camada de ar próxima à parede, tornando a proteção menos eficiente. Se os beirais são constituídos por várias lâminas horizontais, a ventilação e o desvio dos raios refletidos proporcionam maior eficiência e o fator α* pode variar entre 0,20 e 0,50, segundo a parede seja clara ou escura e, no caso de construção térrea, o solo seja pouco ou muito refletor. No caso de sombreamento de cobertura, a transmissão térmica se dá à semelhança da proteção de paredes verticais, sendo que a ventilação entre a cobertura e a placa de proteção pode produzir melhores efeitos. !�!�& ,����� �����������*������������*�����������������<����� A proteção solar de paredes transparentes ou translúcidas pode ser feita através 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 proteção externa normalmente tende a ser mais eficiente, posto que barra a radiação solar antes de sua penetração por transmissividade através do material. Porém, como a proteção solar é projetada segundo a especificidade de cada edifício, de acordo com sua localização, função e orientação, há casos em que a proteção interna pode ser mais adequada. A proteção solar de paredes transparentes ou translúcidas, para os dois casos mais correntes, de proteção externa ou interna, pode ser esquematizada segundo as figuras 8 e 9. Observe-se que, no caso da figura 8 — quebra-sol externo —, a parcela do 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 transparência 100% e proteção opaca 100%), com proteção externa. Figura 9 — Ganhos de calor através de parede transparente (supondo transparência 100% e proteção opaca 100%), com proteção interna. Parcela de αIg dissipada através da parede (e, λ) quebra-sol Parcela de αIg dissipada para o exterior Radiação solar Ig Parcela de αIg dissipada por ventilação Radiação refletida ρIg PROTEÇÃO EXTERNA Parcela de αIg dissipada para o exterior Radiação solar Ig Parcela de αIg dissipada através da proteção Radiação refletida ρIg PROTEÇÃO INTERNA Parcela de αIg dissipada para o interior EFEITO ESTUFA 47 que o vidro, não sendo transparente para radiação de baixa temperatura (onda longa), funciona como barreira — efeito estufa — resultando, assim, maior radiação no interior do recinto. Quanto aos mecanismos de trocas térmicas, ocorrem da mesma maneira que no caso da proteção de paredes opacas, e o fluxo de calor envolvido no processo pode ser assim formulado: q = K (te + αIghe − ti) (W/m 2) ou q = Str ⋅ Ig + K(∆t) (W/m2) A tabela 2, Anexo 11, representa valores de fator solar para proteções de vidraças com dispositivos tipo persianas, venezianas e cortinas. !�!�( �������������������������*������������/��/���� À inércia térmica estão associados dois fenômenos de grande significado para o comportamento térmico do edifício: o amortecimento e o atraso da onda de calor, devido ao aquecimento ou ao resfriamento dos materiais. A inércia térmica depende das características térmicas da envolvente e dos componentes construtivos internos. Quando, por exemplo, a temperatura exterior, suposta inicialmente igual à temperatura interior, se eleva, um certo fluxo de calor penetra na parede. Esse fluxo não atravessa a parede imediatamente, antes aquecendo-a internamente. Tal fluxo, se comparado com uma parede fictícia de peso nulo, atravessa a parede com um certo atraso e amortecido, conforme a figura 10. O atraso e o amortecimento, juntos, compõem a inércia térmica, a qual é função da densidade, da condutibilidade e da capacidade calorífica da parede. A capacidade calorífica da parede é expressa através do fator denominado calor específico, que se mede pela 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 calor específico de diversos materiais de construção. 48 !�!�+ ��������������������������� � Para a avaliação da inércia térmica da construção, recorre-se ao conceito de superfície equivalente pesada — que é igual à somatória das áreas das superfícies 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 térmica de seus revestimentos — em relação à área do piso do local. Uma parede apresenta maior ou menor inércia segundo seu peso e sua espessura. 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 inércia de uma parede interior (inclusive piso e teto), que consiste em aplicar um coeficiente igual a 1, 2⁄3, 1⁄3 ou 0, segundo o seu peso e a resistência térmica do seu revestimento, conforme a tabela na página seguinte: Figura 10 — Esquema explicativo do fenômeno da inércia térmica de uma parede real (q2) e de uma parede fictícia de peso nulo (q1). 49 Resistência térmica do revestimento (m°C/W) inferior a 0,15 entre 0,15 e 0,50 superior a 0,50 Parede pesando + de 200 kg/m2 1 2⁄3 0 Parede pesando entre 200 e 100 kg/m2 2⁄3 1⁄3 0 Parede pesando entre 100 e 500 kg/m2 1⁄3 0 0 Parede pesando mais de 50 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 o valor 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 inércia da construção. Considera-se que a construção está assentada diretamente sobre o 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 temperaturas externas e interna de um recinto, sem considerar os ganhos de calor solar, mas apenas as trocas relativas às diferenças de temperatura, que representam ganhos durante 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 maior que a temperatura externa (ti > te). Figura 11 — Exemplo de curvas de variação de temperaturas externa e interna de um recinto. 51 �������� � C��D��������������"��6��� ���� "�6�������� #�� C��D����������� #���� �������������2����������6�������� Adequar a arquitetura ao clima de um determinado local significa cons- truir espaços que possibilitem ao homem condições de conforto, conforme indicadas no capítulo 1. À arquitetura cabe, tanto amenizar as sensações de desconforto impostas por climas muito rígidos, tais como os de excessivos calor, frio ou ventos, como também propiciar ambientes que sejam, no mínimo, tão confortáveis como os espaços ao ar livre em climas amenos. Dentre as variáveis climáticas que caracterizam uma região, podem-se distinguir as que mais interferem no desempenho térmico dos espaços construí- dos: a oscilação diária e anual da temperatura e umidade relativa, a quantidade de radiação solar incidente, o grau de nebulosidade do céu, a predominância de época e o sentido dos ventos e índices pluviométricos. #���! E�����������2����� Os valores dessas variáveis se alteram para os dintintos locais da Terra em função da influência de alguns fatores como circulação atmosférica, distri- buição de terras e mares, relevo do solo, revestimento do solo, latitude e altitude. #���# $����� ������� A radiação solar é uma energia eletromagnética, de onda curta, que atinge a Terra após ser parcialmente absorvida pela atmosfera. A maior influência da radiação solar é na distribuição da temperatura do globo. As quantidades de radiação variam em função da época do ano e da 53 latitude. Este fenômeno pode ser melhor elucidado se examinarmos o movimento aparente do Sol em relação à Terra. #���% )�/��������*����������F�� Para um observador situado na Terra, o Sol, aparentemente, se movimenta ao longo dos dias ao redor da Terra, variando a inclinação dos raios em função da hora e da época do ano. A Terra, para efeitos práticos, é considerada como sendo uma esfera. A Figura 12 representa esta esfera de centro C, pelo qual passa um eixo imaginário denominado eixo polar, ao redor do qual a Terra gina. O ponto PN é definido como sendo o Pólo Norte e o ponto PS, o Pólo Sul. O círculo definido pela intersecção do plano que passa pelo centro C e é perpendicular ao eixo polar e à esfera terrestre é o Equador terrestre. #���& G�� ����� A posição de uma localidade A sobre a Terra pode ser especificada a partir de sua latitude e de sua longitude. A longitude é medida com relação ao Meridiano de Greenwich. Esse meridiano é, por definição, o semicírculo que passa 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 são medidas de 0° a 180°, a leste ou a oeste do Meridiano de Greenwich. #���( G������� A latitude é medida a partir do Equador, imaginando-se que cada ponto da superfície da Terra esteja contido em um semicírculo paralelo ao Equador e distante deste segundo um ângulo definido pela altura do círculo, ou seja, pelo ângulo φ2. Mede-se a latitude de 0° a 90° e se dirá que ela é Norte, se estiver acima da linha do Equador, e Sul, se estiver abaixo. #���+ ,����D����*�����������F�� Se o eixo imaginário que une os pólos fosse perpendicular ao plano da eclíptica, que é o plano de translação da Terra ao redor do Sol, cada ponto situado sobre a sua superfície veria o Sol, ao longo do ano, numa mesma posição. Mas sendo esse eixo inclinado aproximadamente 23 1⁄2° em relação à normal, con- forme representado na figura 13, o Sol, aparentemente, percorrerá uma região do céu correspondente, na Terra, àquela compreendida entre os trópicos de Câncer 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 perpendicularmente o Trópico de Câncer, ponto máximo de seu percurso do Hemisfério Norte, e no dia 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-se em 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, e se caracterizam pela passagem do Sol pelo Equador terrestre, o que resulta na duração do dia igual à da noite para qualquer ponto da Terra. #���. ���������������������� A latitude de uma região, associada à época do ano, vai determinar o ângulo de incidência dos raios de sol com relação ao plano do horizonte do lugar. Tomemos como exemplo as localidades A e B indicadas no esquema simplificado 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 DOS EIXOS SOLARES II I 56 Admitindo-se a lei da Física, segundo a qual a quantidade de radiação solar recebida por uma superfície é proporcional ao co-seno do ângulo que os raios solares fazem com a normal ao plano desta superfície, é evidente que, para o sol na posição I, a localidade A receberá maior quantidade de radiação que a B. 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 latitude de um local, menor será a quantidade de radiação solar recebida e, portanto, as temperaturas do ar tenderão a ser menos elevadas. #���0 A����� ��� ����������������������� Outro fator climático que interfere significativamente na variação da temperatura nas diversas regiões da Terra é o da não-uniformidade de distribuição de massas de terra e mar ao longo dos paralelos. O calor específico da água é aproximadamente o dobro do da terra. Se considerarmos que o calor específico de uma substância é definido como sendo a quantidade de energia necessária para elevar de um grau (Celsius) a temperatura de uma unidade de massa, a água necessita de quase o dobro de energia térmica que a terra, para uma mesma elevação de temperatura. Portanto, ao se esfriar, a água também perde grande quantidade de energia. Essa camada de ar úmido, que paira sobre os oceanos, tem capacidade de receber e de reter calor. Isto faz com que os oceanos sejam uma grande parte da reserva do calor mundial, tornando-se mais frescos no verão e mais quentes no inverno, em relação aos continentes, numa mesma latitude. Nesse sentido, se compararmos duas faixas do globo situadas entre as mesmas latitudes, mas em hemisférios opostos, por exemplo, entre 0° e 30°, observaremos que a região situada no hemisfério norte possui menos mares do que a do hemisfério sul. Como resultado deste fenômeno denominado Continen- talidade teremos que os invernos serão mais frios e os verões mais quentes, em valores médios, no hemisfério norte, pois grandes massas de água são afetadas mais lentamente que as de terra. #����> ��������������� �� � As curvas isotérmicas do globo (Fig. 15) indicam que na faixa ao longo do 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, em latitudes altas, quase sem continentes, as isotérmicas também acompanham os paralelos. Já no hemisfério norte, devido aos excessivos recortes entre continentes e oceanos, há uma grande variação das isotérmicas com relação aos paralelos. Nota-se também que o Equador Térmico médio anual, ou seja, a linha indicativa da zona de máxima temperatura, se desvia para aproximadamente 5°N. O efeito da continentalidade, entre outros fatores, é o mais significativo neste deslocamento do Equador Térmico, pois os valores mais elevador de temperaturas do ar se registram nos continentes entre as latitudes 23°N e 10°/15°S. #����� 5�����������B��� 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, ao ascender da região mais fria para a mais quente, forçará uma circulação da brisa marítima no sentido mar-terra. À noite este sentido se inverterá, pois a água, por demorar mais a esfriar que a terra, encontrar-se-á momentaneamente mais quente, gerando uma brisa terra-mar (figuras 16 e 17). #����! ��*� ����� A topografia também afeta a temperatura do ar, a nível local. Além da natural 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 escala regional. #����# $�/����������������� O revestimento do solo interferirá nas condições climáticas locais, pois quanto 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 a nível urbano, uma vez que os materiais de revestimento do solo, não só nos calçamentos das ruas, mas a nível das edificações, alteram sobremaneira as condições de porosidade e, conseqüentemente, de drenagem do solo, acarretando alterações na umidade e pluviosidade locais. #����% H������������������ A umidade atmosférica é conseqüência da evaporação das águas e da transpiração das plantas. Como definição de umidade absoluta tem-se que é o peso do vapor de água contido em uma unidade de volume de ar (g/m3), e a umidade relativa é a relação da umidade absoluta com a capacidade máxima do ar de reter vapor d’água, àquela temperatura. Isto equivale a dizer que a umidade relativa é uma porcentagem da umidade absoluta de saturação. #����& ,����������/���� A umidade relativa varia com a temperatura do ar, diminuindo com o aumento desta. Quando o ar contendo uma certa quantidade de água é esfriado, sua capacidade de reter água é reduzida, aumentando a umidade relativa até se tornar saturado — com umidade 100%. A temperatura na qual esse ar se satura é denominada temperatura do ponto de orvalho — na linha de umidade 100% nas cartas psicrométricas, Anexos 4 e 5. Qualquer esfriamento abaixo dessa tempe- ratura causa condensação de vapor. #����( ,����*���� ������������� A condensação do vapor d’água, em forma de chuva, provém, em grande parte, de massas de ar úmido em ascensão, esfriadas rapidamente por contato com massas de ar mais frias. 62 #����+ C� ��������� A quantidade de radiação solar que atinge o solo depende também da porcentagem de recobrimento e da espessura das nuvens no céu. A nebulosidade, se for suficientemente espessa e ocupar a maior parte do céu, pode formar uma barreira que impede a penetração de parte significativa da radiação solar direta. Do mesmo modo, pode dificultar a dissipação na atmosfera do calor desprendido do solo à noite. #����. 1����� A nível do globo, o determinante principal das direções e características dos ventos é a distribuição sazonal das pressões atmosféricas. A variação das pressões atmosféricas pode ser explicada, entre outros fatores, pelo aquecimento e esfriamento das terras e mares, pelo gradiente de temperatura no globo e pelo movimento de rotação da Terra. Denomina-se pressão atmosférica a ação exercida pela massa de ar que existe sobre as superfícies. A variação de temperatura do ar no globo provoca deslocamentos de massas de ar, pois, se a Terra não girasse sobre si mesma, o movimento do ar seria constante e ascendente dos pólos para o Equador. O movimento de rotação da Terra provoca uma força desviadora dessas direções (denominada Força de Coriolis). Sobre cada hemisfério há cintos de alta e baixa pressão atmosférica, podendo ser permanentes ou cíclicos. O cinto equatorial é a principal região de baixa pressão, sendo mantido durante todo o ano. Nas latitudes tropicais de ambos os hemisférios há cintos de alta pressão que se deslocam no verão na direção dos pólos e no inverno para o Equador. As regiões polares são regiões de alta 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 entre 30° e 35° de latitude, dirigindo-se para SO no hemisfério norte e NO no hemisfério sul, formando o cinto de calmas equatoriais de baixa pressão, ao longo do Equador. 63 Figura 18 — Diagrama dos ventos no globo terrestre. Fonte: Koenigsberger et alii(34). V EN TO S PO LA RE S fre nt e su bp ol ar V EN TO S D E O ES TE al ta pr es sã o su bt ro pi ca l A LÍ SE O S D E N O RO ES TE fre n te tr o pi ca l A LÍ SE O S D E SU D ES TE al ta pr es sã o su bt ro pi ca l V EN TO S D E O ES TE fre nt e su bp ol ar V EN TO S PO LA RE S SN N S 64 Os ventos de oeste têm suas origens nas regiões subtropicais, mas se deslocam através das regiões subárticas de baixa pressão. Os ventos polares são formados pelas massas de ar frio nas regiões polares e árticas de alta pressão. A nível local, essas correntes de ar sofrem a influência da topografia, das diferenças de temperaturas causadas por diversos revestimentos do solo e da vegetação. #�! "��6��� �������6������������������� #�!�� )�*������2��������5����� As distinções entre os tipos de climas poderiam ser tão diversificadas quanto as combinações entre os vários elementos climáticos. Dentre os vários sistemas de classificação de climas, os mais difundidos são os de Koppen, Atkinsons, Thornthwaite, Mahoney, entre outros. Para efeito da arquitetura, os dados climáticos mais significativos são os relativos às variações, diárias e anuais, da temperatura do ar e os índices médios de umidade relativa e precipitações atmosféricas e, quando disponível, a quan- tidade de radiação solar. O Anexo 12 apresenta um mapeamento climatológico do Brasil, baseado no do IBGE — “Brasil/Climas”, de 1978. Esse mapa simplificado contém elementos suficientes para se estabelecerem parâmetros quanto à adequação da arquitetura a qualquer região brasileira, mesmo não expressando, pela sua escala, variações climáticas locais detalhadas. #�!�! �������� ��� Uma aglomeração urbana não apresenta, necessariamente, as mesmas condições climáticas relativas ao macroclima regional na qual está inserida. Estas alterações estão diretamente relacionadas com o tamanho e setores predominan- tes de atividade do núcleo urbano e podem ser dimensionadas através de avaliação 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 modificações impostas à drenagem do solo, notadamente pelo seu revestimento por superfície de concreto e asfalto. Além desse fator, as cidades também são produtoras de calor. Nelas se instalam grandes quantidades de equipamentos termoelétricos e de combustão para a produção de mercadorias e transportes de pessoas e cargas. Interferem, ainda, as verdadeiras massas de edificação que modificam o curso natural dos ventos, prejudicando a ventilação natural no interior do núcleo. Além disso, a poluição gerada em um meio urbano modifica as condições do ar quanto a sua composição 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 de chuva são favorecidas no núcleo urbano devido às partículas sólidas em suspen- são no ar, que contribuem para a aglutinação das partículas de água que formarão a gota de chuva. #�!�# "�6���������������� Nas regiões predominantemente quentes no Brasil, a arquitetura deve contribuir para minimizar a diferença entre as temperaturas externas e internas do ar. Um desempenho térmico satisfatório da arquitetura, com a utilização apenas de recursos naturais, pode não ser possível em condições climáticas muito rígidas (vide “Limites da climatização natural” — capítulo 5). Mesmo nesses casos devem-se procurar propostas que maximizem o desempenho térmico natural, pois, assim, pode-se reduzir a potência necessária dos equipamentos de refrigeração ou aquecimento, visto que a quantidade de calor a ser retirada ou fornecida ao ambiente resultará menor. Há também a possibilidade de não ser preciso o uso contínuo desses equipamentos nas épocas do ano cujas condições térmicas climáticas não sejam tão severas. A seguir são indicadas algumas sugestões quanto à escolha de partido arquitetônico em função da qualidade de dois tipos de climas brasileiros típicos e extremos: o clima quente seco e o quente úmido. 66 Do ponto de vista do desempenho térmico da arquitetura, agruparam-se algumas classificações climáticas encontradas no Mapa: “Brasil/Climas” (Ane- xo 12), de modo a obter apenas dois grupos distintos de climas quentes: seco e úmido, 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 #�!�% ����������������������������/�������� A grande diferenciação que o grau de umidade relativa do ar acarreta nas condições climáticas de um local é quanto à amplitude da temperatura diária. Isto equivale a dizer que quanto mais seco for o clima, mais acentuadas serão sua temperatura extremas (mínimas e máximas). Este fenômeno se dá em função de as partículas de água em suspensão no ar terem a capacidade de receber calor do Sol e se aquecerem. Quanto mais úmido estiver o ar, maior será a quantidade de água em suspensão. Essas partículas, além de se aquecerem pela radiação solar que recebem, também funcionam, de dia, como uma barreira da radiação solar que atinge o solo e, à noite, ao calor dissipado pelo solo. Nesse sentido, um solo em clima mais seco recebe mais radiação solar direta 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 o dia. Se o ar for úmido, aquelas partículas de água em suspensão que de dia armazenaram calor vão também devolver ao ar o calor retido, além de dificultar a 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 vão resultar 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 de água em suspensão agindo como barreira térmica. Do mesmo modo, o calor adicional transmitido por essas partículas de água no período noturno também não será significativo. Isto vai tornar, em climas secos, a temperatura diurna bastante afastada da noturna, ou seja, com uma grande amplitude térmica. #�!�& ������6����������I���"�6�������������H� ��� As diferenças quanto à umidade relativa do ar vão requerer partidos arquitetônicos distintos em função da conseqüente variação da temperatura diária, a qual, basicamente, definirá as vantagens ou não da ventilação interna. Tomando-se como referência a amplitude climática de um clima seco, por exemplo, o da cidade de Brasília, onde a mínima (noturna) é de 15,4°C e a máxima (diurna) de 30,7°C, vê-se que, idealmente, a arquitetura nestes climas secos e quentes deveria possibilitar, durante o dia, temperaturas internas abaixo das externas e, durante a noite, acima. A ventilação não seria útil, pois o vento externo estaria, em um mesmo instante, ou mais frio ou mais quente que a temperatura do ar interno. Nesse sentido podem-se adotar partidos arquitetônicos que tenham, pri- mordialmente, uma inércia elevada (vide capítulo 2), a qual acarretará grande amortecimento do calor recebido e um atraso significativo no número de horas que esse calor levará para atravessar os vedos da edificação. Assim, é possível obter-se um desempenho térmico tal do espaço construído, de modo que o calor que atravessa os vedos só atinja o interior da edificação à noite, quando a temperatura externa já esta em declíneo acentuado. Por isto, parte do calor armazenado pelos materiais durante o dia será devolvido para fora, não pene- trando na edificação. 68 Outro fator a se considerar no projeto é o tamanho das aberturas. Já que não há conveniência de ventilação, pode-se ter pequenas aberturas, o que também facilitará a sua proteção de excessiva radiação solar direta. Quanto à proteção da radiação solar direta, é vantajoso terem-se soluções arquitetônicas onde as construções sejam as mais compactas possíveis, para possibilitar que menores superfícies fiquem expostas tanto à radiação quanto ao vento, que normalmente, em clima seco, traz também consigo poeira em suspen- são. As edificações, no conjunto urbano, podem ser pensadas de modo a se adotar em partidos onde estejam locadas aglutinadas, para fazer sombras umas às outras. A circulação urbana também pode ser planejada com características mais adequadas aos climas locais. Além dos aspectos topográficos do sítio no qual se assenta, 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, pois a inclinação dos raios solares ao longo do ano não atingirá com muito rigor as fachadas voltadas para essas ruas. As ruas com direção norte-sul devem ser mais estreitas. O Sol, do nascer até 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 se protegerem mutuamente da radiação solar direta, criando sombra nas ruas, para os 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 como barreira aos ventos, além de, naturalmente, reter parte da poeira em suspensão no ar. Os espaços abertos nesses climas podem conter espelhos de água, chafa- rizes, ou outras soluções semelhantes. A umidificação que esta água ao se evaporar trará ao ar próximo permitirá maior sensação de conforto às pessoas. O uso da água como elemento de alteração de microclimas também pode ser incorporado às construções, principalmente se localizada nos pátios internos. Se as condições desses pátios forem tais que permitam que as paredes laterais opostas se auto-sombreiem em partes do dia, é possível criar condições micro- climáticas bastante agradáveis nesses espaços, já que a maior umidade do ar resultará 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 porte adequado, tal que possam funcionar como barreiras ao vento que atinge o núcleo residencial. #�!�( ������6������<����I���"�6�������������H� ��� Com relação ao clima quente úmido, decisões quanto ao partido arquite- tônico relativo às edificações são bastante distintas das adotadas para o clima quente seco. Como a variação da temperatura noturna não é tão significativa, neste clima, 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 permitir a ventilação nas horas do dia em que a temperatura externa está mais baixa que a 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 muito grande, pois isto dificulta a retirada do calor interno armazenado durante o dia, prejudicando o resfriamento da construção quando a temperatura externa noturna está mais agradável que internamente. Nesse sentido, deve-se prever uma inércia de média a leve, porém com elementos isolantes nos vedos, para impedir que grande 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 de material com inércia média, mas com elementos isolantes, ou espaços de ar ventilados, os quais têm como característica retirar o calor que atravessa as telhas que, 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 produzirem sombra, mas não servir como barreiras à circulação do ar. No que se refere ao arranjo das edificações nos lotes urbanos, elas devem estar dispostas de modo a permitir que a ventilação atinja todos os edifícios e possibilite a ventilação cruzada nos seus interiores. Isto significa que o partido arquitetônico deve prever construções alongadas no sentido perpendicular ao vento dominante. 71 Quanto à largura das ruas, as que estiverem localizadas perpendicular- mente à direção dos ventos dominantes devem ter dimensões maiores, para evitar que construções situadas em lados opostos das ruas funcionem como obstáculos aos 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 ao vento para as vizinhas. As distâncias mínimas a serem observadas constam no capítulo 5. Figura 20 — Esquema de ventilação urbana em climas úmidos. 72 #�!�+ �������6����������������� �����*�������� O pedestre deve poder caminhar em espaços protegidos da radiação solar direta, 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. #�!�. �������6�����������/����������������� Alguns cuidados devem ser tomados quanto ao revestimento do solo em volta das construções e ao longo dos percursos de pedestres. Materiais que reflitam muito a radiação solar ou que tenham grande poder de armazenar calor devem ser evitados nas superfícies externas, principalmente em 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. 73 #�!�0 �������6�����������������������������6�������� 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. #�!��> ����������*������ 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 variação da temperatura anual e diária e da quantidade de radiação recebida, notadamente nas duas estações do ano mais importantes: o inverno e o verão, bem como os índices 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, ora a possibilidade de fechamento hermético das aberturas para barrar eventuais ventos frios. Com relação à proteção das aberturas, deve ser considerada a opção de serem móveis o suficiente para possibilitar a penetração da radiação solar, quando desejável. Tanto a forma externa quanto o entorno das construções devem incorporar soluções que visem a atender às necessidades de insolação em relação às características dos rigores climáticos locais. Alguns cuidados nos percursos de pedestres podem evitar excesso de radiação direta ou correntes de ventos frios. 74 �������� ������������$����� ��F���� %�� ?������������������� � %���� ������� ������6�������� Nas localidades onde o clima é predominantemente quente, deve-se evitar que a radiação solar direta atinja as construções e penetre excessivamente nos ambientes, 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 raios diretos. Para tal, tem-se que recorrer a algumas noções básicas da Geometria da Insolação, a qual possibilitará determinar, graficamente, os ângulos de incidência do Sol, em função da latitude, da hora e da época do ano. %���! )�/��������*����������F�� Como visto no item 3.1 (Noções de clima), um observador localizado em um ponto qualquer da superfície do globo terrestre terá a impressão de que é o Sol 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 do eixo da Terra em relação ao plano da eclíptica (em torno de 231⁄2°, é denominado Movimento Aparente do Sol. Assim, um observador situado em um local do globo terrestre verá o Sol se mover ao redor da Terra, variando de posição em função da época do ano e da hora do dia. Considerando-se um determinado instante fixo, a inclinação dos raios solares será diferente para observadores situados em latitudes distintas, conforme o item 3.1. 75 %���# ������������� Para um observador (A), situado em uma dada latitude da Terra, esta aparentará ser um grande plano e, ao olhar para os corpos celestes, terá a impressão 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 plano horizontal 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-se admitir que o raio da esfera celeste seja infinitamente grande para abarcar todos os corpos celestes. Deste modo, o observador localizado na superfície da Terra será sempre considerado como um ponto, coincidente com o centro da esfera celeste. 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 com o observador. Os corpos celestes localizados abaixo do plano do horizonte não serão visíveis para o observador em questão. %���% :��������C���� Se traçarmos uma linha que passa pelo observador e é perpendicular ao seu plano do horizonte, ela encontrará a esfera celeste em dois pontos: o que se situa acima do observador é denominado Zênite (Z) e aquele abaixo, Nadir (Z′). %���& ,-������������ Traçando-se pelo observador uma linha paralela à que une os pólos terrestres, obtêm-se, na intersecção com a esfera celeste, os pólos celestes. O pólo sul celeste localizar-se-á no mesmo sentido do pólo sul terrestre, e o pólo norte 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, perpendicular à linha que une os pólos celestes. Figura 23 — Pólos celestes. 77 %���( ,�������������� O semicírculo definido pelos pontos Z, PSC, Z′ e Z cortará o plano do horizonte do observador, definindo uma linha. Esta, ao encontrar-se com a esfera celeste, determinará o ponto cardeal Sul (S) deste observador. Do mesmo modo que a linha obtida do cruzamento do semicírculo Z, Z′ e PNC, Z determinará o ponto cardeal Norte (N), conforme indicado na Figura 24. Tendo-se a linha norte-sul, obtem-se a leste-oeste por perpendicularidade. %���+ "���������J����� Para um observador em uma dada latitude da Terra, a posição de um corpo celeste em relação ao seu plano do horizonte pode ser perfeitamente determinada a partir de dois ângulos: a altura e o azimute. Figura 24 — Pontos cardeais. 78 Assim, imaginando-se a estrela X localizada na esfera celeste conforme ilustrado na Figura 25, por ela se pode passar um plano, que contém o observador A e que é perpendicular ao seu plano do horizonte. A linha AX′ corresponde à projeção AX no plano do horizonte do observador. A altura (h) da estrela é medida a partir do plano do horizonte do observador, indicando, assim, quantos graus acima deste plano o corpo celeste é 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 o observador A. %���. "���������J����������� A posição horária do Sol é também determinada a partir de ângulos azimutais e das alturas, em função da latitude do observador. A latitude, como foi visto, determinará a posição dos pólos celestes e, conseqüentemente, das direções norte-sul e leste-oeste do observador. O azimute solar — a — é a medida angular 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, a altura 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 da altura solar será então dado pelo ângulo h, indicado na Figura 25 como sendo aquele entre o plano do horizonte e o plano α, que contém o Sol em um determinado instante. %���0 )�/��������*������������������� Pelo movimento de rotação da Terra um observador (A), situado em uma dada 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 relação ao observador A, ela aparentará descrever o círculo X′, X, X″, X′, sendo visível apenas no trecho X′, X, X″, acima do plano do horizonte do observador e durante a noite. Já o movimento de translação da Terra afeta apenas o Sol e os corpos celestes pertencentes ao sistema solar. A posição aparente das estrelas não é afetada por este movimento devido à distância delas até a Terra ser infinitamente maior 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 uma espiral quase paralela. Na Terra, este percurso solar corresponderá à zona situada entre os Trópicos de Câncer e de Capricórnio, demorando seis meses em cada direção. Na prática, para um determinado observador na Terra, o movimento aparente do Sol é descrito como uma série sucessiva de circunferência na esfera celeste, paralelas ao equador celeste, com inclinações sobre o plano do horizonte variando 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 determinar uma trajetória aparente do Sol para cada dia do ano, em função de cada latitude diversa 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. No solstício de verão tem-se sempre o dia mais longo do ano e no de inverno, o mais curto, a menos no plano do Equador. Equinócio é a denominação que se dá àquelas datas do ano onde o dia tem a mesma duração que a noite, conforme item 3.1 (Noções de clima). Indicam-se, a seguir, essas trajetórias para um observador situado em algumas latitudes típicas. %����� G��������>°�7 6�����8 Para o observador localizado na linha do Equador, onde a latitude é 0°, a duração dos dias é igual à das noites, pois os círculos determinados pelas trajetórias aparentes do Sol são perpendiculares ao plano do horizonte do observador. Desse modo, a parte visível da trajetória aparente solar é justamente a metade, conforme indicado na Figura 27. 81 %����! G��������!#�⁄ � °F�7��-*���������*���-����8 A latitude 231⁄2° caracteriza as localidades situadas nos trópicos. Para esta situação geográfica, o Sol apresenta a peculiaridade de estar a pino no solstício de verão ao meio-dia. Isto significa que a altura solar é a máxima possível, ou seja, 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 valor atingirá 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 o Trópico terá o Sol a pino duas vezes por ano, uma em cada sentido do percurso solar aparente. Figura 28 — Trajetórias aparentes do Sol para latitudes 231⁄2°S. 83 Assim, as trajetórias aparentes extremas caracterizadas pelos solstícios e as dos equinócios podem ser representadas em função da latitude, conforme indicado na Figura 29. %����% G�����������*����������!#�⁄ � ° As latitudes superiores à dos trópicos se caracterizam por não ter o Sol a pino em nenhuma data. Isto se dá em função de essas localidades situarem-se fora 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 no Pólo Sul, estão representadas na Figura 30. Figura 29 — Trajetórias aparentes do Sol para latitude sul entre o Equador e o Trópico de Capricórnio. 84 Como visto anteriormente, um observador não enxerga objetos situados abaixo do seu plano do horizonte. Em face disso, as trajetórias solares descritas entre o dia do equinócio de outono e o da primavera não são visíveis na latitude 90°S. Esta localidade polar só terá luz solar durante seis meses no ano. No dia do equinócio de outono, o Sol percorrerá a linha do horizonte, após o que desaparecerá por seis meses. %����( �������������� Na prática, para determinar o ângulo de incidência do Sol sobre uma superfície 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 utilizados para representação das trajetórias aparentes do Sol, dentre os quais destacam o ortográfico, o eqüidistante e o estereográfico. Em todos esses métodos a abóbada celeste é representada por um círculo cujo centro é a projeção do zênite do observador no plano do horizonte. Os azimutes solares são representados por linhas irradiadas do centro, e as alturas solares são indicadas por círculos concêntricos, em cada um dos métodos considerados. A projeção estereográfica será utilizada pela facilidade que apre- senta para representar as projeções das trajetórias aparents do Sol, conforme indicado a seguir. O plano onde se projetam as trajetórias aparentes do Sol é o plano do horizonte 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′. %����. A��������� ������������F������ 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 partem do centro da abóbada, ou seja, do observador. As trajetórias solares projetam- se como arcos de circunferência (Fig. 32). As cartas, elaboradas segundo o método de projeção estereográfico para algumas latitudes sul encontram-se no Anexo 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 desvios significativos. A título de exemplo, a Figura 33 representa a Carta Solar para latitude 24°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 a relativa ao horário de insolação sobre superfícies horizontais e verticais, segundo a orientação determinada. Toma-se como referência a carta solar para latitude 24°S, apresentada na Figura 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 apontará para NE. A área hachurada na carta solar corresponde à projeção da região da abóbada celeste que se situa atrás da superfície NE em questão. Isto significa Figura 34 — Horários de insolação para observador situado em superfície vertcal em latitude 24° e orientação NE. 89 que o Sol não atingirá esta superfície quando estiver nessa região da abóbada celeste. Através de leitura direta na carta solar representada na Figura 34, vê-se que a superfície voltada para NE, se estiver livre de obstáculos externos, receberá radiação direta do Sol, por exemplo, no dia 22 de dezembro desde o nascer do sol 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 para superfícies verticais com orientação distinta daquela acima considerada. Deve-se apenas cuidar em marcar corretamente a normal à superfície, que deve apontar para a sua orientação particular. %�! A��������� �� �2������������*�����/�� ���*����� ������� 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 principalmente as superfícies transparentes ou translúcidas e as aberturas, podemos utilizar dispositivos de proteção solar. A determinação do tipo e da dimensão de um dispositivo de proteção solar será feita em função da eficácia desejada. Um dispositivo de proteção solar será eficaz quando for capaz de barrar a radiação solar direta sobre uma dada superfície ou abertura no período que se julgar conveniente. %�!�� L� ���������� �� Para tal dimensionamento, aplica-se um método gráfico denominado traçado de máscaras, o qual se utiliza dos ângulos de sombra resultantes de um dispositivo 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 posição específica do observador na abertura considerada. Assim, para uma determinada posição do Sol, apenas parte da abertura pode estar sendo sombreada. Nesse caso se diz que para este horário a eficiência do dispositivo de proteção 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 em nenhum ponto da abertura, sua eficiência será nula, no período em que isto acontecer. %�!�! ��������������������� Os ângulos de sombra utilizados no método do traçado de máscaras não são 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 projetados estereograficamente neste gráfico, considera-se um observador A situado em uma 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. A reta s é paralela à superfície vertical e perpendicular ao plano do horizonte do observador. 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 a posição de retas horizontais paralelas ao seu plano do horizonte; os ângulos β, retas verticais perpendiculares a seu plano do horizonte; e os ângulos γ, retas horizontais 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 A SUPERFÍCIE VERTICAL PLANO DO HORIZONTE DO OBSERVADOR NORMAL Z’ PLANO DO HORIZONTE DO OBSERVADOR PLANO QUE CONTÉM A SUPERFÍCIE VERTICAL Z Z’ PLANO QUE CONTÉM A SUPERFÍCIE VERTICAL PLANO DO HORIZONTE DO OBSERVADOR Z 93 O transferidor auxiliar indica as projeções estereográficas sobre o plano do horizonte para um observador situado em uma superfície vertical dos planos definidos por α, β e γ. No transferidor auxiliar apresentado no Anexo 14 e Figura 38 não se encontram traçados os ângulos γ, visto que, na prática, eles podem ser obtidos através dos ângulos α, girando-se a figura em 90°. %�!�# )2������*����J����*���*���������J�������������� Considera-se uma abertura na superfície vertical da Figura 39. Sobre esta abertura, coloca-se uma placa horizontal de comprimento infinitamente grande. Um observador situado na borda de baixo dessa abertura não enxergará uma parte do céu sobre sua cabeça, a partir do limite do ângulo de sombra vertical (α). Essa região do céu fica assim “mascarada” para este observador. A região do céu não-visível pelo observador O em função da placa horizontal 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 solar horizontal e infinito. 95 região no plano do horizonte é a delimitada pelo arco de circunferência AC. Os pontos A e C, por serem pertencentes ao plano do horizonte do observador, o qual é um plano infinito, serão a projeção estereográfica dos pontos no infinito da placa horizontal. Na prática, tendo-se o ângulo α, lê-se no transferidor auxiliar a sua projeção estereográfica, obtendo-se diretamente a máscara produzida pela placa. %�!�% ,������������������������������=� ����������� ���/������� Se examinarmos as ilustrações relativas ao ângulo α, na Figura 39, sobretudo aquela que indica um corte transversal, será possível observar que, na verdade, o ângulo de sombra vertical (α) é medido a partir do plano do horizonte até o limite externo da placa horizontal. Isto significa que se podem desenhar outras placas infinitas inclinadas, cujas bordas também serão definidas por um mesmo ângulo α com o plano do horizonte do observador. Todas estas placas produzirão máscaras cujas zonas de eficiência total serão idênticas, alterando-se apenas 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 extremo oposto, deixará de enxergar parte do céu à sua esquerda, a partir do ângulo β até o limite da fachada. O ângulo será denominado β da esquerda ou da direita em função 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 normal ao observador até a borda externa da placa vertical, pode-se obter o mesmo mascaramento de eficiência total permutando-se a placa vertical lateral por outras inclinadas em relação ao plano da abertura ou deslocados do seu limite lateral. As zonas de mascaramento parcial e nula, no entanto, vão diferir em cada caso (ver figura 43). 96 Figura 41 — Exemplos de placas infinitas com mesmo ângulo de sombra vertical e respectivas máscaras. 97 Figura 42 — Máscara de placa vertical infinita agregada à lateral esquerda de uma abertura 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 uma abertura pertencente a uma superfície vertical se baseia naquele relativo ao método 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 do peitoril respectivamente abaixo dos pontos considerados. Figura 44 — Máscara produzida por uma placa horizontal finita sobre abertura em superfície vertical. 100 A zona de eficiência total indicada na máscara da Figura 44 representa o sombreamento produzido pela parte da placa horizontal que ultrapassa os limites da abertura. Tendo-se uma placa cuja extremidade coincide com a da abertura, a zona de eficiência total corresponderia apenas ao segmento de reta definido por OA. %�!�. ,������/���������������� O mascaramento produzido por placas verticais de comprimento finito é determinado pelo ângulo de sombra horizontal (β) com relação a um observador localizado no lado oposto da abertura. Tendo-se apenas placas verticais, cujos limites superiores coincidem com o da abertura, a eficiência deste dispositivo só será 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 sobre abertura em superfície vertical. 101 %�!�0 "������� �����*����������J���������/�������� Tendo-se um dispositivo de proteção solar que seja composto por mais um tipo de placa, para determinar a máscara produzida por este dispositivo com relação a uma abertura, deve-se marcar o mascaramento de cada placa indivi- dualmente, observando-se a possível característica de infinita que cada uma das placas pode ter. É o caso do exemplo a seguir, em que a área total mascarada será a 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 dada orientação solar e desejar-se barrar a radiação solar direta em um determinado horário. Para tanto, desenha-se, inicialmente, a máscara desejada sobre a carta solar e a partir dela é que se dimensiona o dispositivo de proteção. Este procedimento 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 esquerda do Norte, em latitude 24°S. Faz-se necessário dimensionar um dispositivo de proteção solar que impeça 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 pelo dispositivo de proteção solar. Figura 47 — Horário de insolação em uma abertura orientada 20° à esquerda do Norte, em latitude 24°S. 103 Sobrepõe-se esta Figura 47 ao transferidor auxiliar para escolher quais ângulos α, β ou γ irão delimitar um dispositivo solar que mascare a região do céu desejada. Como alternativa de dispositivo de proteção solar, pode-se adotar uma placa horizontal sobre o limite superior da abertura, com aba lateral esquerda de forma retangular. Observe-se, porém, que esta alternativa, apesar de dispor da mesma 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 funcionarão como protetores da radiação solar direta. O procedimento para determinar a máscara produzida por obstáculos externos é idêntico ao desenvolvido no caso de dispositivos agragados às superfícies verticais que contêm a abertura. Se a distância entre a abertura e o obstáculo externo for relativamente grande, 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 a própria abertura se confunda com um ponto, o que resulta em um mascaramento total ou nulo, não se aplicando o caso de mascaramento parcial, conforme exemplo da Figura 50. %�# �������������� ��� %�#�� F�� �����������������/������� Para a delimitação de sombra de elementos sólidos, utiliza-se o método das projeções mongeanas, da geometria descritiva. Esse método consiste em determinar a projeção de pontos e retas nos planos horizontal (PH) e vertical (PV). Como exemplo de aplicação do método considera-se uma haste vertical com relação ao plano do horizonte do observador e uma dada direção dos raios solares. O raio solar que passa pela extremidade superior da haste delimitará a sombra desta haste no plano horizontal (PH), conforme Figura 51. A direção da sombra será obtida marcando-se o azimute do Sol, para o horário em questão, a partir do ponto cardeal Norte, no plano horizontal. O valor do azimute lido na carta solar será idêntico ao projetado no PH, pois, por definição, o azimute é medido no plano horizontal do observador. O sentido da sombra será dado por a mais 180°, posto que a sombra se projeta no sentido contrário àquele da proveniência do Sol. O comprimento da sombra será delimitado pela altura do Sol, no mesmo horário considerado. No entanto, o valor desse ângulo lido na carta solar não se projetará no plano vertical (PV) em verdadeira grandeza, a não ser no caso particular 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 direção dos raios solares e a haste. Ao se projetar esse ângulo no plano vertical, vê-se que o ângulo hv resultante será sempre maior que h, exceto no caso particular já destacado. Na Figura 52 tem-se que a haste, por ser vertical, se projeta em verdadeira grandeza no PV. Assim, se considerarmos os triângulos O2P2P′2 e O2P2P″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 método de projeção mongeana deve-se, portanto, projetar no plano vertical (PV) a altura do Sol (h). Esta só se projetará em verdadeira grandeza se estiver contida em um plano paralelo ao plano vertical. Desse modo, para se projetar o ângulo da altura solar (h) contido em um plano qualquer, não paralelo ao PV, utiliza-se o método da rotação. Esse método consiste 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 haste vertical, em épura, sendo que, para a aplicação em projeto, a projeção no PH corresponde à planta e a projeção no PV corresponde à elevação ou ao corte. Operacionalmente, para determinar a projeção da altura do Sol no plano vertical (hv), deve-se marcar, passando pela base da haste (P1), a direção do azimute 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 que contém a altura do Sol lida na carta solar. Portanto, marcando-se a altura solar no PV, passando pela extremidade superior da haste (P2), a intersecção com a LT será P″2. O segmento de reta O2P″2 será o comprimento real da sombra. Esse comprimento pode ser transposto para a reta auxiliar paralela a LT que passa por P1, determinando-se P″1. Por P″1 deve-se agora fazer a rotação desta reta auxiliar até coincidi-la com a direção do azimute do Sol, no sentido da sombra projetada no PH. Nesta rotação 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 o ponto 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 um bloco, sobre o plano horizontal, por exemplo, procede-se de maneira idêntica ao caso da haste. Isto significa considerar cada aresta do bloco como uma haste vertical. 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 resolver a 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 sombra projetada de cada um sobre os demais. O procedimento para determinar a altura do Sol projetada no PV (hv) é aquele indicado anteriormente. Assim, tendo-se a e h, para um determinado horário, marca-se em épura o valor de a a partir da orientação norte do lugar e determina-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 da reta determinada por hv. No plano horizontal esses raios se projetam segundo a direção 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 a partir de retas paralelas a X1Z1 e Z1Y1, pois a projeção cilíndrica ortogonal de uma reta será uma reta paralela à primeira, quando a reta e o plano de projeção forem paralelos entre si. A sombra do bloco β sobre o bloco α encontra-se demarcada na Figura 57, 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 dos segmentos AB e BC sobre o bloco α. A*2, B*2 e C*2 estarão, em elevação, no plano vertical, no cruzamento das respectivas linhas de chamada com a direção 111 Figura 55 — Sombra de um bloco sobre o plano horizontal. RETAS PARALELAS À DIREÇÃO DE a SOMBRA PROJETADA NO PLANO HORIZONTAL E1 D1A1 B1 C1 A2 = B2 C2 D2 = E2 D1 a + 180° h P1 P2 RETASPARALELAS À DIREÇÃO DE hv a hv 112 Figura 56 — Sombra do bloco γ sobre o bloco α. β Y1 T1 X1 γZ1Y ∗1 SOMBRA DE α NO CHÃO SOMBRA DE γ SOBRE PLANO HORIZONTAL SUPERIOR DE α SOMBRA DE γ NO CHÃO, CASO NÃO HOUVESSE O BLOCO α a + 180° h hv N aP1 Z ∗1 RETAS PARALELAS À DIREÇÃO DE a α X ∗1 LT hv α Y2 = Z2 X2 = T2 γ P2 X2Y2 β RETAS PARALELAS À DIREÇÃO 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 dos segmentos de reta AB e BC. A lateral do bloco α que contém a aresta DE estará à sombra em razão da sombra própria deste bloco. A Figura 58 apresenta a solução global do exemplo. Em planta, o bloco β não projeta sombra sobre a cobertura do bloco α por ser mais baixo que este último. Figura 57 — Sombra do bloco β sobre o bloco α. γ A1 D1 B1 C1 D1 C ∗1 B ∗1E1 C ∗2 α β SOMBRA DE β NO CHÃO, CASO NÃO HOUVESSE O BLOCO α RETAS PARALELAS À DIREÇÃO DE a D2 A2 = D2 γ h hv P2 P1 a + 180° a N SOMBRA PRÓPRIA RETAS PARALELAS À 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 volume qualquer sobre um plano, ao longo do dia, será necessário repetir-se a aplicação do método indicado, para as várias horas consecutivas. Figura 58 — Sombra projetada em plano horizontal e vertical dos blocos α, β e γ. α β γ LT P2 h hv a + 180° P1 a α γ β 115 %�% ,������� �����F���*������ ������� O Sol, ao penetrar pelas aberturas, causará uma mancha iluminada no interior do recinto. Esta área de maior luminosidade que o restante do ambiente poderá provocar ofuscamento nos ocupantes, prejudicando o desenvolvimento de certas atividades. Pode, ainda, incidir sobre equipamentos ou quaisquer objetos 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 interior do recinto. Considera-se como exemplo a abertura XYZT em superfície vertical e o recinto ABCDEFGH, conforme Figura 59. A Figura 60 apresenta a abertura e o recinto da Figura 59 transpostos para épura. Marcam-se o azimute e a altura do Sol para o horário em estudo e determina-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. Do mesmo modo, os raios que passam por Z2, X2 e T2 determinarão na linha de terra Z*2, X*2 e T*2, respectivamente. No plano horizontal os raios que passam por X1, Y1, Z1 e T1, ao interceptar as 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 mancha ensolarada em função da abertura XYZT e do horário de insolação em questão. No entanto, a mancha ensolarada pode não estar localizada inteiramente sobre o piso do recinto, conforme indicado no exemplo da Figura 60. Há casos onde a mancha atinge parcial ou totalmente as superfícies verticais internas. a a Figura 60 — Área ensolarada sobre o piso de um recinto em função da penetração do Sol pela abertura. 117 %�%�! N����������������� �����*���4������������*��������M�� ������ Desloca-se, a título de exemplo, a superfície CBFG da Figura 59 até atingir a posição C′B′F′G′. Deste modo, parte da área ensolarada se localizará sobre 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 desta superfície. Os pontos R e S delimitarão a largura da área ensolarada. A altura é definida pelos raios de Sol que passam pela aresta ZY da abertura. Basta transportar a distância d, indicada na projeção sobre o plano vertical para a elevação, conforme indicado na Figura 61. a a Figura 62 — Área ensolarada sobre piso e superfície perpendicular à abertura, em função da penetração do sol. 119 %�%�# N����������������� �����*���4������������*��*��������� M�� ������ 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 pelo triângulo 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 de chamada de Y com a direção do raio de Sol que passa por XY, conforme Figura 62. 120 �������� � �������J�� ��C����������� �������D�� &�� E�������������� A previsão da carga térmica a ser gerada no interior do edifício é fundamental 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 ser classificadas como: a) presença humana; b) sistemas de iluminação artificial; c) motores e equipamentos; d) processos industriais; e) calor solar. &���� ?�����������������/�����M�*�������������� A quantidade de calor dissipada pelo organismo humano para o ambiente depende essencialmente de sua atividade (conforme item Exigências Humanas, capítulo 1). A tabela do Anexo 1 fornece os dados relativos ao calor dissipado pelo organismo humano, para o ambiente, segundo a atividade desenvolvida pelo indivíduo. Para calcular o ganho de calor, considera-se apenas o calor sensível. &���! ?�����������������/��������������������������� ������������ A conversão de energia elétrica em luz gera calor sensível. Esse calor é dissipado, por radiação, para as superfícies circundantes, por condução, através dos materiais adjacentes, e por convecção para o ar. 121 Lâmpadas incandescentes convertem apenas 10% de sua potência elétrica em luz, sendo que 90% se transforma em calor, dos quais 80% se dissipa por radiação 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 fluorescente fornece mais 25% da potência nominal da lâmpada sob forma de calor para o ambiente. Mas, como a luz também se transforma em calor depois de absorvida pelos materiais, no caso de iluminação com lâmpadas incandescentes adota-se como carga térmica a potência instalada e para fluorescentes, 125%, o que se refere à potência nominal total mais 25% referentes aos reatores. &���# ?�����������������/������������������6��*������� O calor dissipado por motores para o ambiente é função de sua potência e de suas características. Em geral, os motores de potência mais baixa têm menor rendimento. No que se refere aos equipamentos, adota-se como calor cedido ao ambiente 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 alguns dados relativos à potência elétrica de eletrodomésticos, que podem ser utilizados na falta de dados fornecidos pelos fabricantes dos aparelhos. &���% ?�����������������/���������*�������������������� Há alguns processos industriais que envolvem grandes cargas térmicas, a exemplo de siderurgias, metalurgias, fabricação de vidros etc. A avaliação das cargas térmicas dissipadas para o ambiente pode ser feita a partir das tempera- turas superficiais e das áreas das superfícies aquecidas, calculando-se os fluxos de calor de acordo com o exposto no item “Mecanismos de trocas térmicas” (capítulo 2). 122 &���& ?�������������������� O Sol, incidindo sobre os paramentos do edifício, vai representar, em maior ou menor escala, um ganho de calor. Esse ganho de calor será função da intensidade da radiação solar incidente e das características térmicas dos mate- riais desses paramentos. A radiação solar, como variável climática, deve ser medida. Porém, há dificuldades para a obtenção de dados medidos devido à complexidade ocasio- nada pelo “movimento” do Sol e também pela conversão dos dados, já que os instrumentos existentes registram dados referentes à incidência sobre o plano normal aos raios e são necessários dados relativos à radiação incidente sobre as fachadas e coberturas dos edifícios. Os dados relativos à intensidade da radiação solar incidente sobre as superfícies podem ser calculados por meio de fórmulas, sendo função da latitude, da data, da altitude, da nebulosidade, da poluição do ar etc e também da orientação do plano de incidência. Esses dados podem ser apresentados sob a forma de tabelas e de gráficos. O gráfico apresentado no Anexo 16 fornece dados de intensidade de radiação solar direta e difusa referentes a três condições de céu, resultantes de medidas efetuadas pelo LNEC (Laboratório Nacional de Engenharia Civil, de Lisboa) nas ex-províncias de Ultramar, ou seja, na África. A radiação difusa se refere à incidência sobre o plano horizontal, sendo que, para os planos verticais pode-se tomar metade do seu valor, posto que o plano vertical “vê” apenas meia abóbada celeste. Os dados da intensidade de radiação solar direta se referem à incidência sobre o plano normal e podem ser utilizados para calcular, através de fórmulas, as intensidades de radiação solar direta incidentes sobre planos diver- samente orientados, mas é um meio trabalhoso e muito demorado de obtenção de dados. Hélio Gonçalves(32), considerando basicamente o fator latitude, desenvol- veu uma série de tabelas de intensidade de radiação solar direta incidente sobre planos verticais diversamente orientados e plano horizontal, hora a hora, para os solstícios e os equinócios, para as latitudes brasileiras. Essas tabelas fornecem dados relativos à condição de céu limpo. Assim, tomando os dados calculados por Gonçalves(32) e os referentes à radiação difusa extraídos do gráfico apresentado no Anexo 16, foram elaboradas as 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 Anexo 18. Observam-se grandes diferenças ocorridas entre os dados referentes à tabela 7 do Anexo 17 — latitude 231⁄2°S — e às tabelas do Anexo 18. Essas diferenças se originam de variações de altitude, tipo de céu (nebulosidade), poluição e inclusive de implicações relativas ao denominado “clima urbano”. O gráfico apresentado no Anexo 19 fornece dados acerca da variação da intensidade de radiação solar segundo a variação da altitude com relação ao nível do mar e pode ser utilizado para corrigir os dados apresentados nas tabelas do Anexo 17, as quais se referem ao nível do mar quanto às variações de altitude. &�! 1������� ��������� A ventilação proporciona a renovação do ar do ambiente, sendo de grande importância para a higiene em geral e para o conforto térmico de verão em regiões de clima temperado e de clima quente e úmido. A renovação do ar dos ambientes proporciona a dissipação de calor e a desconcentração de vapores, fumaça, poeiras, de poluentes, enfim. A ventilação pode também ser feita por meios mecânicos, porém sendo aqui abordada apenas a ventilação natural como um dos meios de controle térmico do ambiente. A ventilação natural é o deslocamento do ar através do edifício, através de aberturas, umas funcionando como entrada e outras, como saída. Assim, as aberturas para ventilação deverão estar dimensionadas e posicionadas de modo a proporcionar um fluxo de ar adequado ao recinto. O fluxo de ar que entra ou sai do edifício depende da diferença de pressão do ar entre os ambientes internos e 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 e forma do edifício. A diferença de pressões exercidas pelo ar sobre um edifício pode ser causada pelo vento ou pela diferença de densidade do ar interno e externo, ou por ambas as forças agindo simultaneamente. A força dos ventos promove a movimentação do ar através do ambiente, produzindo a ventilação denominada ação dos ventos. O efeito da diferença de densidade provoca o chamado efeito chaminé. Assim, a ventilação natural de edifícios se faz através desses dois mecanismos: 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 dos processos pode resultar na soma das forças, ou pode agir em contraposição e prejudicar a ventilação dos ambientes. A identificação de ocorrência de uma ou de outra situação depende da análise de cada caso, especificamente. A ocupação dos edifícios por pessoas, máquinas e equipamentos e a exposição à radiação solar vão ocasionar, nos ambientes internos, temperaturas superiores às do ar externo. Esse acréscimo de temperatura, no caso de inverno nos 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 climas quantes certamente será um fator negativo, agravante das condições térmicas ambientais. &�!�� ��� ����������*����/������� � 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 temperatura interna 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 adequada ao ambiente para depois dimensionar as aberturas. 125 &�!�! �������������/������� �������� ������ O primeiro critério de ventilação dos ambientes se baseia nos requisitos básicos 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 de gás carbônico requer maiores taxas de ventilação que o suprimento do exigênio. A renovação do ar para a diluição da concentração de gás carbônico é insuficiente para a desconcentração de odores corporais, que podem causar náuseas, dores de cabeça e mal-estar. O corpo humano emite, através da exsudação e da respiração pelos pulmões, vapor de água para o ambiente, aumentando o teor de umidade do ar. Sendo também fonte de calor, a presença humana representa interferência nas condições termo-higrométricas ambientais que devem ser analisadas e consideradas no projeto dos edifícios. Outra importante função da ventilação é a remoção do excesso de calor dos ambientes. Os excessivos ganhos de calor solar, principalmente no verão, assim como o calor gerado no próprio ambiente, devido à presença de fontes diversas, podem provocar o desconforto térmico. A ventilação desses ambientes pode promover melhorias nas condições termo-higrométricas, podendo repre- sentar um fator de conforto térmico de verão ao incrementar as trocas de calor por convecção e evaporação entre o corpo e o ar interno do recinto. A ventilação de edifícios industriais, que geralmente envolve problemas de poluição do ar e de contaminação, de calor advindo de processos de produção etc., 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. (American Society of Heating, Refrigerating and Air Condictioning Engineers) relaciona o fluxo 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, para casos de adultos em atividade física moderada. &�!�# 1������� ��*���9"� ������1�����; A diferença de pressão exercida sobre o edifício pode ser causada pela ação 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 retomar o regime lamelar. Segundo ilustra a Figura 63, as paredes expostas ao vento estarão sujeitas a pressões positivas (sobrepressões), enquanto as paredes não expostas ao vento e à superfície horizontal superior estarão sujeitas a pressões negativas (subpres- sões). Essa situação proporciona condições de ventilação do ambiente pela abertura de vãos em paredes sujeitas a pressões positivas (sobrepressões) para entrada de ar e em paredes sujeitas a pressões negativas (subpressões) para saída de ar, segundo esquematizado na Figura 64. A distribuição das pressões sobre o edifício depende da direção dos ventos com relação ao edifício e do fato de estar exposto às correntes de ar ou protegido por outros edifícios ou qualquer obstáculo. A pressão exercida sobre um deter- minado ponto do edifício depende também da velocidade do vento e do seu ângulo de incidência. O fluxo da ventilação devido à ação dos ventos pode ser calculado por meio 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 de saída do ar, dentro da seguinte relação: 1 Ao2 = 1 Ae2 + 1 As2 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 de modelos, que fornecem seus valores para os casos particulares estudados. As figuras do Anexo 21 fornecem dados acerca desses coeficientes para edifícios de seção 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 dos ventos pode ser pequeno em razão da proximidade entre as construções. Outra alteração previsível se refere à direção do vento, que não se mantém a nível intra-urbano, tendendo a seguir o traçado viário. Na eventualidade de construções espaçadas, até mesmo por exigência climática (vide capítulo 3), o fator preponderante quanto à ação dos ventos é a determinação do sentido do fluxo de ar no interior das edificações. Obstáculos, produzidos por construções vizinhas, muros mou mesmo vegetação, podem inverter 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 &�!�% E����������������/��������������� A posição e as dimensões das janelas exercem uma grande influência na qualidade 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 variações do fluxo de ar para o caso de um ambiente que dispõe de janelas localizadas em Figura 65 — Distância entre obstáculo e edificação com relação ao 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 do ar, o efeito de dispositivos tipo quebra-sol e as alterações provocadas por placas defletoras, que podem, inclusive, estar representadas por janelas. Os exemplos apresentados na Figura 70 indicam o efeito favorável à ventilação 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 parcialmente divididos (em planta). Fonte: Olgyay(44). 132 Figura 69 — Exemplos de fluxo de ar através de ambientes que dispõem de aberturas localizadas em fachadas opostas (em corte). Fonte: Olgyay(44). 133 Figura 70 — Exemplos de influência favorável à ventilação que a vegetação pode proporcionar. Fonte: Olgyay(44). 134 &�!�& 1������� ��*���9��������������; O estudo da ventilação por efeito chaminé é feito considerando apenas as diferenças de pressões originadas das diferenças de temperaturas do ar interno e externo ao edifício. Os ganhos de calor a que um edifício está submetido ocasionam a elevação de temperatura do ar contido no seu interior. O ar aquecido torna-se menos denso e com uma tendência natural à ascensão. Se um recinto dispuser de aberturas próximas ao piso e próximas ao teto ou no teto, o ar interno, mais aquecido que o externo, terá a tendência de sair pela aberturas altas, enquanto o ar externo, cuja temperatura é inferior à do interno, encontrará condições de penetrar pelas aberturas baixas. Observa-se também que o fluxo do ar será tanto mais intenso quanto mais baixas forem as aberturas de entrada de ar e quanto mais altas forem as aberturas de saída de ar. Para a compreensão do fenômeno das diferenças de pressão entre o interior e o exterior do edifício, ocasionadas pela diferença de temperaturas interna 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 periférico horizontal, localizado logo abaixo da face superior do cubo, ocasionará uma distribuição de pressões segundo a Figura 71 (a), que mostra, através de vetores, as diferenças de pressões interna/externa nas paredes do cubo. O interior estará em estado de subpressão ou rarefação, sendo que as pressões interna e externa se igualam no rasgo. No caso de o rasgo ser feito próximo à base do cubo, como mostra a Figura 71 (b), as pressões interna e externa se igualam no rasgo, e as diferenças de pressões 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 horizontais próximos à face superior e à face inferior do cubo, o que proporcionará depressão na região inferior e sobrepressão na região superior. Nestas condições, o ar penetra no cubo pelo rasgo inferior e sai do cubo pelo rasgo superior e as diferenças de pressão estão distribuídas segundo os vetores representados na Figura 71 (c). Observa-se a existência de uma linha em que se dá a passagem da condição 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 ar não entrará nem sairá neste ponto. 135 No que se refere ao fluxo de ar, a fórmula básica advém da analogia hidráulica, admitindo-se para a massa específica do ar um valor correspondente a uma temperatura média do ar externo e interno, e uma diferença de pressão referida às meias alturas das aberturas. Admitidas essas hipóteses — válidas para casos 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 grandes diferenças de temperaturas — a fórmula básica para o cálculo do fluxo de ar por efeito 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, a fórmula 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 gráfico apresentado na Figura 72. Figura 72 — Gráfico para determinação do incremento de vazão causado pelo excesso de área de uma abertura sobre a outra. Fonte: Frota. 1,20 1,15 1,10 1,05 1,00 1 2 3 4 Ae/As ou As/Ae FL U X O R ES U LT A N TE CO M O M ÚL TI PL O D O C A LC U LA D O C O M O S E A e= A s (T O M A DA A M EN O R) 137 &�!�( ������������=���I������������� ������/����� Para estudar os processos simultâneos de efeito chaminé e ação dos ventos, 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 um incremento 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 ação do vento predominante. Caso se conclua que o vento não esteja contribuindo para o incremento da ventilação interna, é necessário reformular, no projeto, a proposta do sistema de aberturas destinado à ventilação, de modo a aproveitar a ação do vento. A determinação do efeito simultâneo de ambos os mecanismos pode ser feita 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 na Figura 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 DE TEMPERATURA COMO PERCENTUAL DO TOTAL 3 2 7 1 5 6 R EA L FL U X O C O M O M ÚL TI PL O D O FL U X O D EV ID O À D IF ER EN ÇA D E TE M PE R AT U RA 138 Na aplicação do gráfico, somam-se os fluxos devidos aos dois mecanis- mos, calculados separadamente, e determina-se a porcentagem referente ao efeito chaminé com relação a essa soma. O fluxo real é obtido como múltiplo do fluxo do efeito chaminé. &�# )����������/����� ����������*������������ ������������D�� Para a produção de uma arquitetura adequada ao clima, partindo do conhecimento das necessidades humanas relativas ao conforto térmico, pode ser adotado o seguinte encaminhamento: • conhecimento do clima local, principalmente em termos das variáveis de que é 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 térmico existentes, podem ser citados os de Mahoney(46), de Nessi e Nissole(36) e o do CSTB. 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. &�#�� )�����������F���5� Este método, apresentado por Croiset(15) e Borel(07), se baseia no regime térmico permanente. No caso de conforto térmico de inverno, são consideradas apenas as perdas térmicas, já que a temperatura interna desejável no edifício é sempre superior à temperatura do ar exterior, mesmo em termos de temperaturas médias. 139 No caso de conforto térmico de verão, faz-se um balanço térmico sobre hipóteses montadas acerca do que sejam os ganhos e do que sejam as perdas e são consideradas trocas por diferença de temperatura e ganhos devidos à inci- dência da radiação solar. &�#�! ����������������������/���� A temperatura ambiente média no inverno nos climas frios depende do equilíbrio entre as perdas e o aquecimento artificial. O conforto térmico de inverno depende também da ação das paredes e dos pisos frios e das correntes de ar frias. As perdas de calor através das paredes opacas e transparentes serão função do coeficiente global de transmissão térmica da parede — K — e de ∆t, sendo que 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 avaliadas por 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 perdas em 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 ⋅ KopV + 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. As vidraças, 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 de outro, à temperatura de outras paredes e do ar. O limite de conforto humano para as diferenças entre as temperaturas das paredes, inclusive o vidro, é 4°C, expresso em termos de temperatura radiante orientada, para o indivíduo situado a um metro da parede mais fria. À medida que o ponto de localização do indivíduo se afasta da janela, essa diferença de temperatura diminui. Esse efeito pode ser minimizado quando os radiadores de calor, utilizados para o aquecimento dos ambientes, forem localizados sob a janela. Outro efeito a ser verificado é o solo frio, que pode ser contornado pela utilização de uma boa isolação. Em função de θi, calcula-se um coeficiente K adequado. &�#�# A���������2������*��������������������������/���� Para o caso de inverno, o CSTB apresenta os seguintes critérios para a seleção adequada da temperatura externa de cálculo (te): • por razões econômicas, as temperaturas excepcionalmente baixas encontradas num período de dez ou até cinco anos são negligenciadas; • procura-se realizar o conforto de inverno com base numa temperatura exterior representada pela temperatura mais baixa registrada, em média, um dia por ano — temperatura de exigência — a partir de, pelo menos, cinco a dez anos de registro; • partindo do princípio de que o edifício tem uma certa inércia e está sujeito a uma variação diária de temperatura, a denominada temperatura de cálculo é tomada 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, podem ser 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 ser calculada como a seguir: te = td + ts 2 + 4 (°C). &�#�% ��������������������/�� � Partindo do pressuposto de que todas as equações de trocas térmicas são lineares e de que os coeficientes são constantes e, ainda, que a renovação do ar é constante, o método do CSTB propõe calcular a temperatura do ar de local não climatizado 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 valor médio que a onda de temperatura do ar exterior, mas a sua amplitude é amortecida segundo a inércia da construção; b) considera-se, em seguida, o regime provocado pela onda de calor advindo da insolação, sem considerar as temperaturas do ar exterior — aqui também se leva em conta a inércia da construção (amortecimento e atraso). Fixada a temperatura exterior base para o cálculo (te) — a temperatura de cálculo — e observados os dados de clima referentes à radiação solar, umidade relativa do ar e ventos, montam-se as equações relativas às trocas térmicas pelas duas vias citadas: diferença de temperatura interna e externa (∆t) e radiação solar incidente. 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), apenas Ig varia com a hora do dia e com a época do ano, pois as demais variáveis são determinadas no projeto. Considerando, ainda, que na maioria das vezes não é possível detectar o máximo ganho de calor solar através da envoltória composta tão diversamente, é recomendável deixar os ganhos de calor solar em função de Ig e montar uma planilha contendo os cálculos hora a hora através de cada um dos elementos da envoltória para as diversas exposições a que estão submetidos. Esta planilha, cujo exemplo pode ser visto no item 6.2 — Capítulo 6 Exercícios Resolvidos —, tem o duplo objetivo de permitir detectar o ganho máximo de calor solar e localizar, em função dos valores encontrados para cada elementos da envoltória, os setores da envoltória passíveis de adequado ajuste no sentido de redução dos ganhos de calor solar. Já no que se refere às trocas térmicas por diferença de temperaturas do ar interior, considera-se que, se o ar interior, mesmo submetido aos ganhos de calor solar e aos ganhos de calor gerado no interior do recinto, não se mantém em constante sobreaquecimento é porque ocorrem perdas de calor através da envol- tória, decorrentes de diferença de temperaturas interna e externa ∆t (item 2.2) e em 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 perdas de 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 material opaco (efeito estufa). A ventilação é também um meio eficiente de perder calor, e a carga térmica 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 pode representar um ganho de calor e o usuário deve reduzi-la ao mínimo. Essa prática é corrente no verão de países do Mediterrâneo, por exemplo, e no Brasil, nas regiões mais secas. Há ainda que se adicionar os dados de ocupação, referentes às pessoas e outras 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 menos a somatória das perdas é igual a zero, pois, caso contrário, os ambientes entrariam em processo de aquecimento ou esfriamento contínuo, o que, evidentemente não ocorre. O ∆t calculado por essa via seria real no caso de o edifício ser considerado de inércia nula. Nesse caso, a temperatura interna máxima — timax — seria a temperatura externa máxima acrescida de ∆t, pois para uma inércia nula o atraso também é nulo, assim como o amortecimento. Para contornar esta simplificação do cálculo, avalia-se separadamente a inércia da construção e considera-se que a onda de calor sofrerá um atraso e um amortecimento na transmissão pela envoltória. A temperatura de referência passa a ser a temperatura média externa e o coeficiente de amortecimento passa a afetar a elongação e o ∆t calculado. A temperatura máxima (timax) é então calculada como 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 ar correspondente 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 clima extremamente quente e úmido, o índice de Conforto Equatorial (Anexo 6). Se a temperatura expressa através do índice estiver acima do limite superior 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 a escolha adequada da temperatura de cálculo: • a temperatura de “exigência” é fixada como aquela que foi registrada com uma freqüência de cinco dias por ano, calculada como média de um grande número de anos, e coincide com a temperatura de cálculo; • para os cálculos, pode-se considerar que as curvas cotidianas de temperatura no decorrer de uma seqüência quente são idênticas e podem ser representadas por uma senóide que tem como máximo a temperatura de cálculo e como média as médias cotidianas dos dias de seqüência. A radiação solar, não considerada no caso de conforto de inverno, é fator importante no verão e os dados devem ser buscados nos registros meteorológicos ou adotados de tabelas referentes à latitude do lugar e alterados segundo as condições locais (Anexos 16, 17 e 19). Os dados de umidade relativa do ar devem ser observados paralelamente aos de temperatura do ar, pois cada relação particular entre estas duas variáveis repercute de maneira distinta tanto no conforto humano como nas propostas arquitetônicas que sejam adequadas ao clima (vide capítulo 3). Nos casos em que a ventilação é exigida como um fator de conforto, é importante contar com os dados de ventos, uma vez observado que podem ser coadjuvantes 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 uma senóide 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 2 e Temin = td + ts 2 A amplitude (A) é calculada segundo a expressão: A = Temax − Temin2 (°C), e a elongação E, por E = A2 (°C). Os dados de umidade relativa do ar podem permitir, em conjunto com os dados de temperatura do ar, a determinação de uma zona de conforto térmico e a 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. Esses dados 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 é superior ao limite do conforto humano, ou seja, 28°C, não é possível garantir, internamente às construções, temperaturas dentro da faixa de conforto apenas utilizando-se recursos naturais. No entanto, deve-se tentar, ainda nesses casos, garantir à edificação um ganho de calor solar mínimo. O dimensionamento do equipamento necessário à climatização artificial interna dos ambientes será realizado em função das diferenças entre as temperaturas do ar externa e interna. Deste modo, a potência do equipamento, bem como o seu conseqüente consumo mensal de energia, serão tão menores quanto menor for esta variação das temperaturas interna e externa. Para os locais onde a temperatura externa média é inferior a 28°C e superior a 18°C, há condições de se obterem internamente às edificações tem- 146 peraturas dentro dos limites do conforto humano, utilizando-se apenas recursos relativos à climatização natural. Porém, há que se observar que cada caso deve ser analisado de acordo com as condições sócioeconômicas e culturais dos ocupantes, além do estágio de 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 de itens 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 função das 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 de placa horizontal de comprimento infinito no lado indicado, pois os pontos do triângulo que pertencem também ao plano α serão percebidos, pelo observador postado no peitoril, como situados no infinito. Portanto, a máscara resultante será: 150 151 152 (���! a) Para o caso de um edifício situado em São Paulo, desenhar a máscara e um dispositivo de proteção solar que tenha eficiência total a partir de 8h30 no solstício de verão e de 9h30 no solstício de inverno, para uma janela localizada na fachada leste. 153 b) Para o caso de um edifício situado em Belo Horizonte e uma janela localizada numa fachada S-SW, desenhar a máscara e o quebra-sol correspondente que tenha eficiência total nos meses de verão. S S-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 a máscara de um dispositivo de proteção solar que tenha ediciência total durante os meses de setembro a março, para uma janela localizada na fachada N-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 placa vertical à esquerda. (�! A����*�������������������������D�� �������� �������������� A título de exemplo, foi tomado um edifício cuja função é alojamento para estudantes, localizado na cidade de São Paulo, e cujas unidades têm a planta apresentada 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 retirados da tabela apresentada no Anexo 22 e os de Intensidade de Radiação Solar Incidente, 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, conforme apresentado no Capítulo 5. Dados de Clima (dezembro) Temperatura do ar Ts = 30,7°C ts = 13,8°C Td = 24,6°C td = 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 edifício Pé-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°C argamassa 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°C e2 = 0,05 m — concreto com argila expandida λ = 0,85 W/m°C e3 = 0,15 m — concreto armado (d = 2400 kg/m3) λ = 1,75 W/m°C Ocupação: 4 pessoas em trabalho leve, dissipando 65 W cada Ventilação: 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. e1 e2 e3 158 Orientação oeste — posição 1 Cálculo do coeficiente global de transmissão térmica — K Fórmula: 1K = 1 he + 1 hi + ei λ 1 he + 1 hi — Anexo 8, paredes exteriores. • Peitoril de concreto 1 K = 0,17 + 0,15 1,28 = 0,287 K = 3,5 W/m 2 °C • Empena — reboco interno + tijolo + reboco externo 1 k = 0,17 + 0,02 0,85 + 0,20 0,72 + 0,02 0,85 = 0,5 K = 2,0 W/m 2 °C • Cobertura — para fluxo ascendente (ganhos de calor) 1 K = 0,22 + 0,01 0,14 + 0,05 0,85 + 0,15 1,75 = 0,436 K = 2,3 W/m 2 °C — para fluxo descendente (perdas de calor) 1 K = 0,14 + 0,01 0,14 + 0,05 0,85 + 0,15 1,75 = 0,356 K = 2,8 W/m 2 °C 159 Cálculo dos ganhos de calor solar Fórmulas: para superfícies opacas Qop = Aop × α×Khe × Ig (W) para superfícies transparentes Qtr = Atr × Str × Ig (W) • Peitoril Q 1 = (0,90 × 3,0) × 0,3 × 3,520 × 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 hora Fachada Oeste Fachada Norte Cobertura Totais WIg (W/m2) Peitoril 0,142 Ig Envidraçado 2,70 Ig Ig W/m2 Empena 0,648 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 temperaturas interna 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 ser posteriormente analisado sob o ponto de vista da suficiência e conferido quanto ao dimensionamento do sistema de aberturas: Q′vent = 0,35 × N × V × ∆t N = 6 1⁄h V = 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) e 2 × d × 1 (kg/m 2) —Peitoril: 0,152 × 2000 = 150 kg/m 2; —Empena: 0,202 × 1600 = 160 kg/m 2; 163 —Parede divisória dormitório/sala de estar — não será considerada por ser revestida com cortiça; —Parede que contém o armário — não será considerada porque o fator relativo ao revestimento será zero; —Piso, considerado com revestimento isolante, de carpete, com fator relativo ao revestimento zero; Cobertura, considerando só a laje (e = 0,15 m) 0,15 2 × 2400 = 180 kg/m 2 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 = 0,02 0,85 < 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 = 24,6 18 = 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 + 24,6 2 = 27,6°C Temin = 17,4 + 13,8 2 = 15,6°C te __ = 27,6 + 15,6 2 = 21,6°C A = 27,6 −15,62 = 12°C e E = 12 2 = 6°C Cálculo da temperatura interna máxima resultante — timax timax = te + (1 − m) E + (1 − m) ∆t timax = 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, utilizando os 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 do Nomograma (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 de cerca 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 × 1,10 2 × 0,7 As = 0,54 m2 Ae = 1,4 × 1,10 2 × 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 (em m3/h) pelo volume do recinto (em m3) N = φcV = 345,6 48,6 = 7,1/h Como foi considerado N = 6/h e encontrado N = 7,1/h e a Temperatura Efetiva está dentro da Zona de Conforto Térmico, verifica-se que a hipótese foi acertada. 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 a ventilação 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 do edifício. 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 características desses elementos para: — reduzir os ganhos sem alterar as perdas, substituindo, quando possível, a cor de sua superfície externa por uma mais clara e reduzindo o coeficiente de absorção 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 ou acrescentando material isolante térmico; neste caso, haverá também redução de perdas e a alteração merece ser analisada quanto à sua real vantagem; b) aumentar as perdas de calor, aumentando a ventilação, quando possível (no exemplo 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 os recursos. 168 Figura 74 — Aplicação da Carta Psicrométrica para os casos apresentados como exemplos de Exercícios Resolvidos. 169 Figura 75 — Aplicação do Nomograma de Temperatura Efetiva para os casos apresentados como exemplos de Exercícios Resolvidos. 170 �������� � 5� ��� ������52���� 1. 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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 em Cingapura. 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) 0,65 0,85 1,05 1600 1800 2000 754 754 754 Argamassa celular 0,30 0,51 0,81 600 1000 1400 1047 1047 1047 Argamassa de gesso (ou de cal e gesso) 0,53 0,70 1000 1200 837 837 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 0,40 0,40 0,40 0,20 0,40 0,40 1300 1350 1100 1350 1550 1000 Cerâmica 0,46 variável 837 Cimento-amianto 0,65 0,95 1600 2000 Cimento-amianto-celulose 0,46 1600 Concreto aparente 1,65 1,91 2200 2400 1005 1005 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 1,28 1,50 1,74 2000 2200 2400 1005 1005 1005 Concreto comum cavernoso idem c/ 50% de calcárea 1,40 1,15 1850 1800 Concreto c/ agregado muito leve — c/ vermiculite ou pedras-pomes — placa de concreto c/ vermiculite fabricado na usina 0,17 0,26 0,33 0,43 0,50 0,19 600 800 1000 1200 1400 400 963 963 963 963 963 963 Concreto c/ argila expandida 0,85 1,05 1500 1700 963 963 Concreto c/ escória expandida granulada 750 kg/m3, c/ areia Idem, sem areia ou finos 0,52 0,44 1500 1100 963 963 Concreto celular autoclavado 0,10 0,12 0,16 0,21 0,27 300 400 600 800 1000 963 963 963 963 963 Concreto celular (bloco) 0,05 0,50 450 600 963 963 Concreto de cascalho 1,98 1800 1005 Concreto sem finos 0,74 0,93 1600 1800 Concreto c/ agregado pesado de escória de alto forno Idem cavernoso 1,40 0,70 2300 1800 Cortiça (em placas, de granulado) 0,04 0,05 100 200 1424 1424 Cortiça comprimida 0,10 500 1423 Feltro 0,05 160 Anexo 7 — Características térmicas dos materiais. continua 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) 0,35 0,35 750 1500 837 837 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 0,03 0,04 0,04 100 130 190 754 754 754 Lã de vidro 0,05 0,04 0,04 0,03 24 64 76 96 754 754 754 754 Madeiras — abeto, cedro — balsa — bétula, pinho silvestre, pinho marítimo — carvalho, frutíferas — pinho perpendicular a fibra — pinho paralelo a fibra 0,12 0,05 0,15 0,23 0,14 0,30 400 90 500 700 550 900 1424 1424 1424 2721 1256 Fibras de madeira 0,06 140 1675 Lascas de madeira 0,06 140 1675 Anexo 7 — Características térmicas dos materiais. continua 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 madeira aglomerada e compensada 0,05 0,06 0,20 0,10 0,12 0,14 0,17 0,20 0,24 300 300 900 400 500 600 700 800 1000 1424 1424 1424 1424 1424 1424 Metais — aço — aço inoxidável — alumínio — chumbo — cobre — duralumínio — ferro fundido — ferro puro — latão — zinco 52,00 46,00 230,00 35,00 380,00 160,00 56,00 72,00 110,00 112,00 7780 7800 2700 11340 8930 2800 7500 7870 8400 7130 461 Palha comprimida 0,12 350 Papelão 0,08 650 Papelão corrugado, quatro camadas por polegada 0,10 170 Pedras — ardósia — arenito — basalto — calcáreo — gnaise — granito — gres — mármore 2,10 1,28 3,50 1,40 3,50 3,50 1,98 3,26 2700 2000 2900 2000 2600 2700 2400 2700 837 837 837 837 837 837 837 837 Anexo 7 — Características térmicas dos materiais. continua 187 Material λ(W/m°C) d (kg/m3) c (J/kg°C) — pederneira — pedregulho — pórfiro 3,50 2,35 2,90 2700 1900 2500 837 837 837 Plásticos alveolares — poliestireno expandido moldado — poliestireno expandido moldado, por via úmida — poliestireno expandido termocomprimido, por via seca — poliestireno expandido termocomprimido, por via seca — poliestireno estruturado . placas s/ pele na superfície . placas c/ pele na superfície 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,42 0,04 0,04 0,04 0,04 0,03 0,03 0,03 11 15 18 23 30 14 14 18 23 30 30 32 38 — espuma rígida de poliuretano . placas ou blocos extensos contínuos . placas ou blocos descontínuos — espumas formofenólicas — outros materiais plásticos alveolares 0,03 0,03 0,04 0,04 0,04 0,04 0,05 35 35 40 50 70 95 40 Telha de barro moldada (ou cerâmica) 0,93 — 921 Telha de fibrocimento 0,65 0,95 — — 1600 2000 Anexo 7 — Características térmicas dos materiais. continua 188 Material λ(W/m°C) d (kg/m3) c (J/kg°C) Terra argilosa seca Terra comprimida (bloco) Terra úmida 0,52 1,15 0,60 1700 1800 1800 837 837 1465 Tijolo de concreto furado (8 furos) 19 × 19 × 39 (paredes 6 mm) Tijolo maciço prensado 0,91 0,72 1700 1600 1005 921 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 e sentido do fluxo Unidades Paredes exteriores hi 1 hi he 1 he 1 hi + 1 he 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 , 1 hi ), para paredes exteriores. 190 Posição das paredes e sentido do fluxo Unidades Paredes interiores hi 1 hi he 1 he 1 hi + 1 he 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 , 1 hi ), 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). Posição Espaço de Ar Direção e Sentido do Fluxo de Calor Espessura do Espaço de Ar (cm) Temperatura das 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 vertical ascendente 2 a 10 10 5,5 0,16 0,21 0,32 0,39 horizontal vertical descendente 2 4 10 32 32 32 11 11 11 0,15 0,16 0,17 0,21 0,26 0,28 0,36 0,48 0,58 0,46 0,66 0,86 sendo: εr = 1 1 ε1 + 1 ε2 − 1 para: εr = emissividade térmica relativa ε1 e ε2 = emissividade de cada uma das lâminas paralelas que 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 para radiação 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 Única Vidro comum transparente Vidro cinza sombra Vidro atérmico verde-claro Vidro atérmico verde-escuro 0,86 0,66 0,60 0,49 Vidro usado como proteção externa de vidro comum transparente Vidro cinza-sombra Vidro atérmico verde-claro Vidro atérmico verde-escuro 0,45 0,39 0,22 Anexo 11 — Tabela 1 — Fator Solar (Str) de vidros. Fonte: Catálogos de vidros produzidos no Brasil. Tipo de Proteção Cor 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 0,05 0,04 0,07 0,09 0,10 0,08 0,07 0,10 0,09 0,11 0,10 0,09 0,13 0,10 0,12 0,13 0,11 0,16 0,11 0,14 Proteção entre dois vidros — Veneziana de lâminas finas a 45°C — Cortina opaca — Cortina pouco transparente 0,24 0,21 0,24 0,31 0,28 0,32 0,38 0,36 0,40 0,44 0,43 — Proteção interna — Persiana de lâminas finas, vertical — Persiana de lâminas finas, a 45°C — Cortina opaca — Cortina pouco transparente — Cortina muito transparente 0,39 0,51 0,34 0,36 0,39 0,50 0,62 0,45 0,47 0,50 0,60 0,70 0,57 0,59 0,51 0,70 0,76 0,66 — — 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-SUPREN Mapa “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 disponibilidade de dados reais. Anexo 15 — Potências aproximadas de aparelhos eletrodomésticos. 207 Anexo 16 — Dados de Intensidade de Radiação Solar Direta sobre plano normal e Difusa sobre plano horizontal, segundo a altura do sol, para diversas condições de céu. Fonte: LNEC. 208 06h 07h 08h 09h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h de ze m br 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 m ar ço 2 2 / s et em br o 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 jun ho 2 1 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) sobre Planos 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 de ze m br 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 m ar ço 2 2 / s et em br o 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 — jun ho 2 1 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) sobre Planos 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 de ze m br 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 m ar ço 2 2 / s et em br o 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 — jun ho 2 1 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 — Anexo 17 — Tabela 3 — Dados de Radiação Solar Incidente (Ig) sobre Planos Verticais e Horizontais (W/m2). Latitude: 8° Sul. Fonte: Gonçalves(32) e LNEC. 211 06h 07h 08h 09h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h de ze m br 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 m ar ço 2 2 / s et em br o 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 — jun ho 2 1 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 — Anexo 17 — Tabela 4 — Dados de Radiação Solar Incidente (Ig) sobre Planos Verticais e Horizontais (W/m2). Latitude: 13° Sul. Fonte: Gonçalves(32) e LNEC. 212 06h 07h 08h 09h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h de ze m br 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 m ar ço 2 2 / s et em br o 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 — jun ho 2 1 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 — Anexo 17 — Tabela 5 — Dados de Radiação Solar Incidente (Ig) sobre Planos Verticais e Horizontais (W/m2). Latitude: 17° Sul. Fonte: Gonçalves(32) e LNEC. 213 06h 07h 08h 09h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h de ze m br 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 m ar ço 2 2 / s et em br o 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 — jun ho 2 1 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 — Anexo 17 — Tabela 6 — Dados de Radiação Solar Incidente (Ig) sobre Planos Verticais e Horizontais (W/m2). Latitude: 20° Sul. Fonte: Gonçalves(32) e LNEC. 214 06h 07h 08h 09h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h de ze m br 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 m ar ço 2 2 / s et em br o 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 N 0 73 190 290 386 446 453 446 386 290 190 73 0 NW 0 28 45 53 60 155 341 513 624 661 591 351 16 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 H 0 155 418 667 751 983 1029 983 751 667 418 155 0 S — 8 30 45 50 53 55 53 50 45 30 8 — jun ho 2 1 SE — 36 112 56 50 53 55 53 50 45 30 8 — E — 90 395 501 424 261 55 53 50 45 30 8 — 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) sobre Planos 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 de ze m br o 22 S 123 197 186 137 84 68 63 68 84 137 186 197 123 SE 280 540 611 539 397 222 63 68 63 58 50 38 20 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 m ar ço 2 2 / s et em br o 22SE 16 283 376 300 146 63 65 63 60 53 45 28 0 E 23 437 665 659 528 314 65 63 60 53 45 28 0 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 — jun ho 2 1 SE — 22 106 49 50 53 53 53 50 45 30 5 — 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 — Anexo 17 — Tabela 8 — Dados de Radiação Solar Incidente (Ig) sobre Planos Verticais e Horizontais (W/m2). Latitude: 25° Sul. Fonte: Gonçalves(32) e LNEC. 216 06h 07h 08h 09h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h de ze m br o 22 S 142 188 143 78 63 68 65 68 63 78 143 188 142 SE 330 563 586 502 345 116 65 68 63 58 50 43 25 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 S 0 28 45 50 58 63 63 63 58 50 45 28 0 m ar ço 2 2 / s et em br o 22SE 16 270 351 261 101 63 63 63 58 50 45 28 0 E 23 421 651 649 518 309 63 63 58 50 45 28 0 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 S — 3 23 38 45 50 50 50 45 38 23 3 — jun ho 2 1 SE — 14 72 38 45 50 50 50 45 38 23 3 — 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 — H — 6 101 280 446 558 594 558 446 280 101 6 — Anexo 17 — Tabela 9 — Dados de Radiação Solar Incidente (Ig) sobre Planos Verticais e Horizontais (W/m2). Latitude: 30° Sul. Fonte: Gonçalves(32) e LNEC. 217 H or a O ri en ta çã o 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 To ta l d iá ri o D ire ta N o rm al 0 0 16 7 24 1 27 0 28 4 29 0 29 2 29 0 28 4 27 0 24 1 16 7 0 0 27 94 N or te D ire ta D ifu sa 58 17 40 13 1 49 82 19 3 77 11 6 24 3 99 14 4 27 4 11 2 16 2 28 4 11 8 16 8 27 4 11 2 16 2 24 3 99 14 4 19 3 77 11 6 13 1 49 82 58 17 40 20 82 82 6 12 56 N or o es te D ire ta D ifu sa 40 0 40 82 0 82 11 6 0 11 6 14 4 0 14 4 18 9 27 16 2 25 1 83 16 8 29 5 13 3 16 2 31 4 17 0 14 4 30 6 19 0 11 6 26 4 18 2 82 16 7 12 7 40 21 68 91 2 12 56 O es te D ire ta D ifu sa 40 0 40 82 0 82 11 6 0 11 6 14 4 0 14 4 16 2 0 16 2 16 8 0 16 8 23 8 76 16 2 28 6 14 2 14 4 30 7 19 1 11 6 29 0 20 8 82 20 1 16 1 40 20 34 77 8 12 56 Su do es te D ire ta D ifu sa 40 0 40 82 0 82 11 6 0 11 6 14 4 0 14 4 16 2 0 16 2 16 8 0 16 8 16 2 0 16 2 17 4 30 14 4 19 6 80 11 6 19 5 11 3 82 14 1 10 1 40 15 80 32 4 12 56 Su l D ire ta D ifu sa 40 0 40 82 0 82 11 6 0 11 6 14 4 0 14 4 16 2 0 16 2 16 8 0 16 8 16 2 0 16 2 14 4 0 14 4 11 6 0 11 6 82 0 82 40 0 40 12 56 0 12 56 Su de st e D ire ta D ifu sa 14 1 10 1 40 19 5 11 3 82 19 6 80 11 6 17 4 30 14 4 16 2 0 16 2 16 8 0 16 8 16 2 0 16 2 14 4 0 14 4 11 6 0 11 6 82 0 82 40 0 40 15 80 32 4 12 56 Le ste D ire ta D ifu sa 20 1 16 1 40 29 0 20 8 82 30 7 19 1 11 6 28 6 14 2 14 4 23 8 76 16 2 16 8 0 16 8 16 2 0 16 2 14 4 0 14 4 11 6 0 11 6 82 0 82 40 0 40 20 34 77 8 12 56 N or de ste D ire ta D ifu sa 16 6 12 7 40 26 4 18 2 82 30 6 19 0 11 6 31 4 17 0 14 4 29 4 13 3 16 2 25 0 83 16 8 18 7 27 16 2 14 4 0 14 4 11 6 0 11 6 82 0 82 40 0 40 21 68 91 2 12 56 H or iz o n ta l D ire ta D ifu sa 0 0 10 0 40 60 22 7 10 9 11 8 34 0 17 5 16 5 42 7 22 5 20 2 48 3 25 7 22 6 50 1 26 7 23 4 48 3 25 7 22 6 42 7 22 5 20 2 34 0 17 5 16 5 22 7 10 9 11 8 10 0 40 60 0 0 36 55 18 79 17 76 A n ex o 1 8 — Ta be la 1 — R ad ia çã o so la r gl o ba l ( I g) , d ire ta (I D ) e di fu sa (I d ), p ar a pl an o s ex po st o s a di v er sa s o rie n ta çõ es . Sã o P au lo 2 3º 19 ′ Su l. Pe río do 1 97 6/ 19 79 (W /m 2 ). M ês d e m a rç o ( F on te s: IA G / IP T) 218 H or a O ri en ta çã o 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 To ta l d iá ri o D ire ta N o rm al 0 0 58 35 6 44 1 47 6 49 1 49 6 49 1 47 6 44 1 35 6 58 0 0 41 40 N or te D ire ta D ifu sa 36 27 9 24 3 19 4 49 36 0 27 5 85 43 6 32 3 11 3 48 2 35 2 13 0 49 8 36 2 13 6 48 6 35 2 13 0 43 6 32 3 11 3 36 0 27 5 85 24 3 19 4 49 36 27 9 36 12 27 04 90 8 N or o es te D ire ta D ifu sa 9 0 9 49 0 49 85 0 85 18 7 74 11 3 29 6 16 6 13 0 39 2 25 6 13 6 46 2 33 2 13 0 49 6 38 3 11 3 48 2 39 7 85 38 6 33 7 49 65 56 9 29 09 20 01 90 8 O es te D ire ta D ifu sa 9 0 9 49 0 49 85 0 85 11 3 0 11 3 13 0 0 13 0 13 6 0 13 6 24 7 11 6 13 0 33 2 21 9 11 3 37 1 28 6 85 33 2 28 3 49 61 51 9 18 63 95 5 90 8 Su do es te D ire ta D ifu sa 9 0 9 49 0 49 85 0 85 11 3 0 11 3 13 0 0 13 0 13 6 0 13 6 13 0 0 13 0 11 3 0 11 3 93 8 85 11 1 62 49 27 18 9 99 6 88 90 8 Su l D ire ta D ifu sa 9 0 9 49 0 49 85 0 85 11 3 0 11 3 13 0 0 13 0 13 6 0 13 6 13 0 0 13 0 11 3 0 11 3 85 0 85 49 0 49 9 0 9 90 8 0 90 8 Su de st e D ire ta D ifu sa 27 18 9 11 1 62 49 93 8 85 11 3 0 11 3 13 0 0 13 0 13 6 0 13 6 13 0 0 13 0 11 3 0 11 3 85 0 85 49 0 49 9 0 9 99 6 88 90 8 Le ste D ire ta D ifu sa 61 51 9 33 2 28 3 49 37 1 28 6 85 33 2 21 9 11 3 24 7 11 6 13 0 13 6 0 13 6 13 0 0 13 0 11 3 0 11 3 85 0 85 49 0 49 9 0 9 18 63 95 5 90 8 N or de ste D ire ta D ifu sa 65 56 9 38 6 33 7 49 48 2 39 7 85 49 6 38 3 11 3 46 2 33 2 13 0 39 2 25 6 13 6 29 6 16 6 13 0 18 7 74 11 3 85 0 85 49 0 49 9 0 9 29 09 20 01 90 8 H or iz o n ta l D ire ta D ifu sa 0 0 19 4 15 16 0 94 66 30 2 19 3 10 9 41 5 27 2 14 3 48 6 32 2 16 4 51 1 34 0 17 1 48 6 32 2 16 4 41 5 27 2 14 3 30 2 19 3 10 9 16 0 94 66 19 4 15 0 0 32 75 22 10 11 65 A n ex o 1 8 — Ta be la 2 — R ad ia çã o so la r gl o ba l ( I g) , d ire ta (I D ) e di fu sa (I d ), p ar a pl an o s ex po st o s a di v er sa s o rie n ta çõ es . Sã o P au lo 2 3º 19 ′ Su l. Pe río do 1 97 6/ 19 79 (W /m 2 ). M ês d e j u n ho ( F on te s: IA G / IP T) 219 H or a O ri en ta çã o 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 To ta l d iá ri o D ire ta N o rm al 0 0 11 6 16 1 17 8 18 6 19 0 19 1 19 0 18 6 17 8 16 1 11 6 0 0 18 53 N or te D ire ta D ifu sa 50 13 37 11 0 34 76 15 9 51 10 8 19 8 65 13 3 22 4 75 14 9 23 2 78 15 4 22 4 75 14 9 19 8 65 13 3 16 0 51 10 8 11 0 34 76 50 13 37 17 14 55 4 11 60 N or o es te D ire ta D ifu sa 37 0 37 76 0 76 10 8 0 10 8 13 3 0 13 3 16 7 18 14 9 20 9 55 15 4 23 6 87 14 9 24 5 11 2 13 3 23 4 12 6 10 8 19 8 12 2 76 12 5 88 37 17 68 60 8 11 60 O es te D ire ta D ifu sa 37 0 37 76 0 76 10 8 0 10 8 13 3 0 13 3 14 9 0 14 9 15 4 0 15 4 19 8 49 14 9 22 6 93 13 3 23 3 12 6 10 8 21 4 13 8 76 14 9 11 2 37 16 78 51 8 11 60 Su do es te D ire ta D ifu sa 37 0 37 76 0 76 10 8 0 10 8 13 3 0 13 3 14 9 0 14 9 15 4 0 15 4 14 9 0 14 9 15 3 20 13 3 16 0 52 10 8 15 1 75 76 10 7 70 37 13 37 21 7 11 60 Su l D ire ta D ifu sa 37 0 37 76 0 76 10 8 0 10 8 13 3 0 13 3 14 9 0 14 9 15 4 0 15 4 14 9 0 14 9 13 3 0 13 3 10 8 0 10 8 76 0 76 37 0 37 11 60 0 11 60 Su de st e D ire ta D ifu sa 10 7 70 37 15 1 75 76 16 0 52 10 8 15 3 20 13 3 14 9 0 14 9 15 4 0 15 4 14 9 0 14 9 13 3 0 13 3 10 8 0 10 8 76 0 76 37 0 37 13 37 21 7 11 60 Le ste D ire ta D ifu sa 14 9 11 2 37 21 4 13 8 76 23 3 12 6 10 8 22 6 93 13 3 19 8 49 14 9 15 4 0 15 4 14 9 0 14 9 13 3 0 13 3 10 8 0 10 8 76 0 76 37 0 37 16 78 51 8 11 60 N or de ste D ire ta D ifu sa 12 6 88 37 19 7 12 2 76 23 3 12 6 10 8 24 4 11 2 13 3 23 6 87 14 9 20 8 55 15 4 16 6 18 14 9 13 3 0 13 3 10 8 0 10 8 76 0 76 37 0 37 17 68 60 8 11 60 H or iz o n ta l D ire ta D ifu sa 0 0 85 27 58 18 6 73 11 3 27 5 11 4 16 1 34 4 14 7 19 7 38 8 16 8 22 0 40 2 17 5 22 7 38 8 16 8 22 0 34 4 14 7 19 7 27 5 11 4 16 1 18 6 73 11 3 85 27 58 0 0 29 58 12 33 17 25 A n ex o 1 8 — Ta be la 3 — R ad ia çã o so la r gl o ba l ( I g) , d ire ta (I D ) e di fu sa (I d ), p ar a pl an o s ex po st o s a di v er sa s o rie n ta çõ es . Sã o P au lo 2 3º 19 ′ Su l. Pe río do 1 97 6/ 19 79 (W /m 2 ). M ês d e s et em br o ( F on te s: IA G / IP T) 220 H or a O ri en ta çã o 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 To ta l d iá ri o D ire ta N o rm al 0 94 20 1 24 3 26 4 27 6 28 0 28 4 28 0 27 6 26 4 24 3 20 1 94 0 30 00 N or te D ire ta D ifu sa 27 0 27 66 0 66 10 5 0 10 5 13 8 0 13 8 16 4 0 16 4 17 9 0 17 9 18 5 0 18 5 17 9 0 17 9 16 4 0 16 4 13 8 0 13 8 10 5 0 10 5 66 0 66 27 0 27 15 43 0 15 43 N or o es te D ire ta D ifu sa 27 0 27 66 0 66 10 5 0 10 5 13 8 0 13 8 16 4 0 16 4 17 9 0 17 9 18 5 0 18 5 22 3 44 17 9 24 3 79 16 4 23 9 10 1 13 8 21 0 10 5 10 5 15 3 87 66 64 37 27 19 96 45 3 15 43 O es te D ire ta D ifu sa 27 0 27 66 0 66 10 5 0 10 5 13 8 0 13 8 16 4 0 16 4 17 9 0 17 9 18 5 0 18 5 24 7 66 17 9 29 0 12 7 16 4 30 9 17 1 13 8 29 8 19 3 10 5 24 4 17 8 66 11 3 87 27 23 65 82 2 15 43 Su do es te D ire ta D ifu sa 27 0 27 66 0 66 10 5 0 10 5 13 8 0 13 8 16 4 0 16 4 17 9 0 12 9 18 5 0 18 5 22 9 50 17 9 26 3 99 16 4 28 0 14 2 13 8 27 3 16 8 10 5 23 0 16 4 66 11 2 85 27 22 51 70 8 15 43 Su l D ire ta D ifu sa 61 35 27 12 1 55 66 15 0 44 10 5 16 6 29 13 8 17 8 14 16 4 18 4 4 17 9 18 7 0 18 5 17 9 0 17 9 17 8 14 16 4 16 6 29 13 8 15 0 44 10 5 12 1 57 66 60 35 27 19 04 36 2 15 43 Su de st e D ire ta D ifu sa 11 2 85 27 23 0 16 4 66 27 3 16 8 10 5 28 0 14 2 13 8 26 3 99 16 4 22 9 50 17 9 18 5 0 18 5 17 9 0 17 9 16 4 0 16 4 13 8 0 13 8 10 5 0 10 5 66 0 66 27 0 27 22 51 70 8 15 43 Le ste D ire ta D ifu sa 11 3 87 27 24 4 17 8 66 29 8 19 3 10 5 30 9 17 1 13 8 28 9 12 7 16 4 24 7 66 17 9 18 5 0 18 5 17 9 0 17 9 16 4 0 16 4 13 8 0 13 8 10 5 0 10 5 66 0 66 27 0 27 23 65 82 2 15 43 N or de ste D ire ta D ifu sa 63 37 27 15 3 87 66 21 0 10 5 10 5 23 8 10 1 13 8 24 3 79 16 4 22 3 44 17 9 18 5 0 18 5 17 9 0 17 9 16 4 0 16 4 13 1 0 13 8 10 5 0 10 5 66 0 66 27 0 27 19 96 45 3 15 43 H or iz o n ta l D ire ta D ifu sa 0 56 15 41 17 4 76 98 29 2 14 1 15 1 39 5 19 9 19 6 47 6 24 4 23 2 52 7 27 3 25 4 54 5 28 3 26 2 52 7 27 3 25 4 47 6 24 4 23 2 39 5 19 9 19 6 29 2 14 1 15 1 17 4 76 98 56 15 41 0 43 85 21 79 22 06 A n ex o 1 8 — Ta be la 4 — R ad ia çã o so la r gl o ba l ( I g) , d ire ta (I D ) e di fu sa (I d ), p ar a pl an o s ex po st o s a di v er sa s o rie n ta çõ es . Sã o P au lo 2 3º 19 ′ Su l. Pe río do 1 97 6/ 19 79 (W /m 2 ). M ês d e d ez em br o ( F on te s: IA G / IP T) 221 Anexo 19 — Variação da intensidade de radiação solar segundo a variação da 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 determinação dos coeficientes de pressão para modelos de seção quadrada com anteparo maciço com altura = h. Fonte: Toledo(54) 224 Anexo 21 — Figura 2 — Gráfico de Irminger e Nokkentued para determinação dos coeficientes de pressão para modelos de seção quadrada com anteparo maciço com altura = 1⁄3 h. Fonte: Toledo(54) 225 Estado Cidade Latit. Longit. Altit. Mês (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Acre Cruzeiro do Sul 07º38′ 72º40′ 170 m março junho setembro dezembro 24,4 23,4 24,5 24,6 29,8 29,2 31,4 30,3 21,4 19,2 20,0 21,3 32,2 31,5 33,9 32,9 19,3 15,1 16,1 18,5 90 89 85 89 269 104 147 241 Amazonas Manaus 03º08′ 60º01é 48 m março junho setembro dezembro 25,8 26,6 27,9 26,7 30,0 31,1 33,1 31,1 23,3 23,4 23,9 23,7 33,1 33,0 34,9 33,4 21,4 21,3 22,1 21,6 88 83 76 85 301 99 62 228 Amazonas Barcelos 00º59′ 62º55é 40 m março junho setembro dezembro 26,3 25,5 26,0 26,6 31,8 30,6 32,3 32,1 22,6 22,1 21,9 22,5 35,0 32,7 34,7 34,4 21,0 20,2 19,9 20,8 84 87 84 85 175 234 105 125 Amazonas Coari 04º05′ 63º08′ 49 m março junho setembro dezembro 25,4 25,3 26,0 25,6 30,2 30,3 32,0 30,5 22,0 21,6 22,0 22,3 32,1 32,2 34,2 33,5 20,0 18,3 18,9 19,0 90 89 86 88 289 134 99 222 Amazonas Fonte Boa 02º32′ 66º10′ 56 m março junho setembro dezembro 24,9 24,5 25,2 25,2 30,2 29,6 31,1 30,6 20,5 20,4 20,9 20,4 32,3 31,4 33,2 33,0 16,4 16,4 17,9 16,9 89 89 87 89 278 238 150 247 Amazonas Humaitá 07º31′ 63º00′ 50 m março junho setembro dezembro 25,4 25,2 26,3 25,7 30,7 31,5 33,3 31,3 21,9 20,3 21,4 21,8 32,6 32,8 35,4 35,6 18,5 16,4 17,2 18,4 88 83 78 86 348 48 104 295 Amazonas Iavaretê 00º18′ 68º54′ 122 m março junho setembro dezembro 25,3 24,4 25,1 25,3 31,3 29,3 31,3 30,8 21,8 21,3 21,1 21,6 33,8 32,1 33,4 33,3 20,0 19,0 19,5 20,0 89 90 87 88 295 256 266 237 Pará Belém 01º28′ 48º27′ 24 m março junho setembro dezembro 25,4 26,0 26,0 26,3 30,3 31,8 31,9 31,8 22,8 22,5 22,0 22,4 32,4 33,0 32,8 33,6 21,2 20,8 20,7 20,9 91 85 84 85 436 165 120 197 Pará Alto Tapajós (Jacareacan- ga / Uari) 07º20′ 57º30′ 140 m março junho setembro dezembro 25,3 24,9 25,8 25,3 30,7 33,1 33,6 31,1 22,3 19,1 21,0 22,1 33,2 34,4 36,3 33,6 20,7 14,0 17,2 20,7 92 86 87 92 435 26 138 329 Pará Santarém 02º25′ 54º42′ 20 m março junho setembro dezembro 25,5 25,4 26,7 26,5 30,0 30,4 32,7 31,9 22,6 22,3 22,8 22,9 31,6 32,1 34,1 33,8 20,8 21,3 21,8 21,3 88 88 80 81 358 174 39 123 Anexo 22 — Dados de Clima — Acre, Amazonas e Pará. 226 Estado Cidade Latit. Longit. Altit. Mês (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Maranhão São Luiz 02º32′ 44º17′ 32 m março junho setembro dezembro 26,3 26,4 27,0 27,2 30,2 31,2 31,5 31,3 23,3 23,0 23,7 24,1 31,8 32,5 33,1 33,1 21,9 21,5 22,6 22,2 86 84 76 78 416 155 7 46 Maranhão Barra do Corda 05º30′ 45º16′ 81 m março junho setembro dezembro 25,5 24,6 27,7 26,5 31,3 32,5 35,6 32,9 21,5 18,5 21,1 21,7 34,7 34,7 37,4 35,8 18,5 15,4 17,1 19,8 87 79 64 78 228 14 16 118 Maranhão Carolina 07º20′ 47º28′ 183 m março junho setembro dezembro 25,8 26,1 28,3 26,1 31,9 34,6 36,3 32,1 21,8 19,1 21,6 21,7 34,2 36,1 38,3 35,0 17,8 16,1 18,4 19,2 84 64 61 82 294 8 40 217 Maranhão Grajaú 05º48′ 46º27′ 154 m março junho setembro dezembro 25,5 25,0 27,2 25,9 30,7 32,8 35,1 31,6 21,1 18,1 20,0 21,2 33,9 34,3 36,8 34,0 18,4 15,1 16,5 19,1 87 78 69 82 281 16 28 154 Maranhão Imperatriz 05º32′ 47º30′ 39 m março junho setembro dezembro 25,2 24,8 26,3 25,6 31,2 33,2 34,6 31,9 21,7 18,6 19,5 21,4 33,3 34,6 36,5 34,5 20,3 16,4 16,7 19,7 86 77 70 82 309 19 40 198 Piauí Teresina 05º05′ 42º49′ 79 m março junho setembro dezembro 26,2 26,4 29,1 28,2 31,7 32,5 36,6 34,4 22,6 21,2 21,9 23,1 33,7 34,4 38,3 37,3 21,4 18,4 18,7 21,4 85 74 55 68 311 15 10 105 Ceará Fortaleza 03º46′ 38º33′ 26 m março junho setembro dezembro 26,8 26,1 26,4 27,2 30,2 30,0 30,0 30,7 23,3 22,3 23,2 24,4 32,5 31,8 32,3 33,0 20,7 20,1 21,2 21,9 82 78 74 75 300 100 17 30 Ceará Iguatu 06º22′ 39º18′ 213m março junho setembro dezembro 26,6 25,8 28,2 29,1 31,8 31,4 34,9 35,1 22,8 21,2 22,4 23,7 34,8 33,7 36,5 37,1 21,2 18,7 20,9 21,3 76 66 50 55 203 28 7 39 Ceará Quixera- mobim 05º12′ 39º18′ 205 m março junho setembro dezembro 27,6 26,5 28,3 29,1 31,1 30,0 33,1 33,8 25,0 23,5 24,5 25,6 33,5 31,8 34,2 35,1 23,1 21,4 22,8 23,2 70 66 51 53 171 40 4 16 Ceará Sobral 03º42′ 40º21′ 63 m março junho setembro dezembro 26,7 27,3 28,7 28,9 32,4 33,7 36,8 36,3 23,2 22,0 22,9 23,6 35,1 35,7 37,8 37,5 21,8 20,4 21,1 21,6 81 72 61 63 211 28 2 19 Anexo 22 — Dados de Clima — Maranhão, Piauí e Ceará. 227 Estado Cidade Latit. Longit. Altit. Mês (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Rio Grande do Norte Natal 05º46′ 35º12′ 18 m março junho setembro dezembro 27,3 24,9 25,5 27,0 30,2 28,2 28,5 29,8 23,6 20,9 21,9 24,3 31,3 29,2 30,2 31,1 20,8 17,9 19,6 22,0 77 82 76 74 189 284 47 20 Rio Grande do Norte Macaíba 05º49′ 35º20′ 24 m março junho setembro dezembro 26,5 24,2 24,4 26,4 32,0 29,1 30,3 32,4 22,1 20,6 19,5 20,8 33,8 30,9 32,0 33,3 20,4 18,8 17,1 17,7 78 83 77 73 141 195 30 28 Paraíba João Pessoa 07º06′ 34º52′ 28 m março junho setembro dezembro 26,8 24,3 24,7 26,4 30,7 28,2 28,5 30,0 23,1 21,1 21,1 22,9 32,0 29,7 29,5 31,0 21,4 19,7 19,6 20,8 78 84 79 76 173 348 61 41 Paraíba Areia 06º58′ 35º41′ 624 m março junho setembro dezembro 22,8 20,2 20,5 22,6 28,0 23,9 25,7 28,8 19,1 17,3 17,0 18,5 30,7 26,4 27,5 30,8 16,7 15,4 15,2 16,4 85 92 85 81 159 237 51 38 Paraíba Campina Grande 07º13′ 35º53′ 527 m março junho setembro dezembro 26,8 24,3 24,7 26,4 30,5 25,5 27,8 30,8 20,9 18,7 18,3 20,2 32,5 27,9 29,8 32,4 19,8 17,1 16,4 18,2 76 86 75 71 74 119 24 19 Pernam- buco Recife (Olinda) 08º01′ 34º51′ 56 m março junho setembro dezembro 27,0 24,7 25,0 26,7 30,0 27,6 27,9 29,8 24,1 21,8 22,4 24,2 31,5 28,7 29,3 31,0 22,0 19,7 20,4 22,2 79 83 78 76 197 318 62 40 Pernam- buco Garanhuns 08º53′ 36º31′ 927 m março junho setembro dezembro 21,9 18,8 19,2 22,0 28,3 22,6 24,3 29,0 17,5 15,5 15,5 17,3 31,1 25,8 27,5 31,7 16,7 13,8 12,8 16,1 77 90 83 75 111 231 66 39 Alagoas Maceió 09º40′ 35º42′ 46 m março junho setembro dezembro 26,6 24,3 24,5 26,3 30,0 27,3 27,6 29,7 23,4 21,8 21,6 22,9 31,8 29,0 29,5 31,5 21,8 19,9 19,5 21,5 79 82 77 76 135 264 86 38 Sergipe Aracaju 10º55′ 37º05′ 6 m março junho setembro dezembro 26,9 24,5 24,5 26,2 29,9 27,4 27,4 29,3 23,6 21,5 21,5 22,9 32,1 29,3 29,3 30,6 22,0 19,4 19,3 20,8 78 80 77 78 107 177 54 38 Sergipe Propriá 10º12′ 36º52′ 34 m março junho setembro dezembro 27,8 23,8 24,3 27,4 33,4 28,0 29,6 33,8 23,4 20,4 20,4 23,2 35,5 30,6 33,4 36,9 21,5 16,8 17,9 21,5 71 84 79 70 47 123 40 22 Anexo 22 — Dados de Clima — Rio Grande do Norte, Paraíba, Pernambuco, Alagoas e Sergipe. 228 Estado Cidade Latit. Longit. Altit. Mês (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Bahia Salvador 12º57′ 38º30′ 8 m março junho setembro dezembro 26,3 23,8 23,6 25,6 29,3 26,4 26,5 29,0 23,6 21,4 21,0 22,8 32,3 28,6 28,6 31,2 21,8 19,8 19,0 21,5 80 81 80 80 163 193 85 99 Bahia Barra 11º05′ 43º10′ 408 m março junho setembro dezembro 26,6 24,5 27,2 26,4 32,8 32,2 34,7 32,5 20,9 16,2 19,1 21,0 35,4 33,9 36,8 35,9 18,2 13,3 15,0 18,9 68 55 46 68 119 0 8 147 Bahia Caitité 14º04′ 42º29′ 872 m março junho setembro dezembro 24,2 19,2 21,6 22,1 28,2 25,3 28,4 27,6 17,4 13,8 14,7 17,2 31,0 28,8 32,2 31,2 15,0 11,2 12,3 15,5 77 73 62 78 127 11 13 164 Bahia Caravelas 17º44′ 39º15′ 4 m março junho setembro dezembro 25,4 21,7 22,2 23,0 29,8 26,1 26,6 28,9 21,4 17,8 18,0 21,3 31,7 29,2 29,2 31,1 19,1 14,4 14,4 16,8 83 84 82 82 183 113 98 170 Bahia Ilhéus 14º47′ 39º03′ 44 m março junho setembro dezembro 25,9 22,7 23,4 25,5 29,9 27,0 27,2 29,2 22,2 19,4 19,5 22,0 31,7 29,1 29,3 31,1 20,8 17,2 17,0 20,0 84 87 83 84 254 195 97 152 Bahia Jacobina 11º11′ 40º31′ 470 m março junho setembro dezembro 25,3 21,6 23,0 25,1 31,7 26,6 29,3 31,6 21,1 18,0 18,3 20,0 34,7 30,3 33,8 35,0 19,1 14,2 14,9 16,0 69 77 69 67 129 61 34 104 Bahia Remanso 09º41′ 42º04′ 411 m março junho setembro dezembro 27,1 26,0 27,2 27,5 34,6 34,1 35,4 34,9 20,4 18,5 19,6 20,4 36,5 35,9 37,4 37,7 17,6 16,3 16,4 17,7 51 50 46 48 108 1 4 93 Espírito Santo Vitória 20º19′ 40º20′ 31 m março junho setembro dezembro 25,7 21,9 22,2 24,7 29,1 26,2 26,2 28,6 22,6 18,9 19,4 21,9 32,8 30,1 29,6 32,7 20,4 16,6 16,7 19,6 80 80 79 81 134 62 78 206 Espírito Santo Cachoeiro de Itapemirim 20º51′ 41º06′ 40 m março junho setembro dezembro 25,5 20,6 21,7 24,8 32,3 — 28,5 31,0 20,2 19,4 16,1 19,9 36,5 — 33,4 35,7 16,3 12,4 11,0 16,3 80 82 77 81 104 42 45 189 Espírito Santo Conceição da Barra 18º37′ 39º40′ 4 m março junho setembro dezembro 25,8 22,0 22,6 25,1 29,1 25,6 25,8 28,2 22,4 18,3 19,0 22,0 30,6 27,9 27,8 32,1 20,7 15,6 15,8 19,4 84 86 83 85 150 78 67 205 Anexo 22 — Dados de Clima — Bahia e Espírito Santo. 229 Estado Cidade Latit. Longit. Altit. Mês (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Minas Gerais Belo Horizonte 19º56′ 43º56′ 915 m março junho setembro dezembro 22,3 18,0 20,8 21,6 27,7 24,3 27,2 26,5 18,4 13,2 15,7 18,1 30,2 27,2 31,1 31,0 16,0 8,8 12,3 15,5 76 72 63 80 165 10 38 354 Minas Gerais Barbacena 21º15′ 43º46′ 1.126 m março junho setembro dezembro 19,1 14,8 16,9 19,0 25,1 21,4 23,6 24,4 15,6 9,6 11,8 15,4 28,5 24,3 28,3 29,3 12,7 4,5 6,9 12,0 83 81 75 77 186 21 58 290 Minas Gerais Curvelo 18º46′ 44º26′ 609 m março junho setembro dezembro 23,7 18,5 22,0 23,3 30,0 26,9 30,0 29,1 18,1 10,8 14,1 18,4 32,9 29,5 33,6 33,2 15,0 6,9 9,9 14,8 81 74 66 82 163 7 35 317 Minas Gerais Frutal 20º02′ 48º56′ 563 m março junho setembro dezembro 24,4 19,4 23,5 24,5 31,2 28,3 31,8 30,9 19,9 13,0 17,0 20,2 33,6 30,9 35,4 34,4 15,2 6,5 12,5 16,8 80 70 59 78 199 25 57 254 Minas Gerais Itajubá 22º25′ 45º28′ 840 m março junho setembro dezembro 21,5 15,3 19,1 21,6 28,7 24,2 27,3 29,1 16,5 8,8 12,1 16,7 31,5 26,5 31,5 31,9 12,7 3,8 6,5 13,3 79 76 67 78 164 31 67 252 Minas Gerais Januária 15º30′ 44º21′ 439 m março junho setembro dezembro 25,2 22,2 25,5 24,7 30,7 29,5 33,1 29,1 19,9 15,1 17,9 19,7 33,8 32,1 36,6 33,6 16,2 11,2 15,0 15,7 78 69 57 81 103 1 16 217 Minas Gerais Lavras 21º14′ 45º00′ 842 m março junho setembro dezembro 21,3 15,6 19,1 21,2 28,1 24,3 27,4 27,3 16,7 9,8 12,9 17,0 32,1 26,7 31,4 30,9 13,1 4,9 6,8 13,9 82 79 70 83 176 20 58 288 Minas Gerais Muriaé 21º08′ 42º22′ 240 m março junho setembro dezembro 24,8 19,1 21,6 24,3 31,2 26,8 28,8 29,9 19,0 12,2 14,8 19,3 35,2 29,7 33,9 34,0 13,5 6,1 8,9 15,8 81 83 77 82 135 31 55 285 Minas Gerais Poços de Caldas 21º47′ 46º34′ 1.189 m março junho setembro dezembro 19,8 13,6 17,5 19,8 25,6 21,4 24,8 25,2 15,4 7,5 11,4 15,6 27,9 24,3 28,5 28,5 10,4 2,2 4,2 11,6 82 78 71 82 218 30 69 284 Minas Gerais São João Del Rei 21º08′ 44º16′ 907 m março junho setembro dezembro 21,2 15,7 18,7 21,0 27,6 23,5 26,1 26,8 16,5 9,6 12,4 16,5 29,9 26,3 30,8 29,9 10,7 5,3 6,9 12,2 79 75 69 79 190 22 50 297 Anexo 22 —Dados de Clima — Minas Gerais. 230 Estado Cidade Latit. Longit. Altit. Mês (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Rio de Janeiro Rio de Janeiro 22º54′ 43º10′ 30 m março junho setembro dezembro 25,5 21,3 21,5 24,5 29,1 25,2 25,0 27,8 22,7 18,2 18,7 21,6 32,8 28,9 31,2 33,4 20,4 15,3 15,7 18,8 79 78 78 79 133 43 54 127 Rio de Janeiro Angra dos Reis 23º01′ 44º19′ 2 m março junho setembro dezembro 25,2 20,2 20,6 23,9 28,9 24,1 24,0 27,4 21,6 21,4 17,2 20,5 33,2 27,8 29,2 32,8 18,3 13,5 14,3 17,6 81 82 82 81 280 105 143 287 Rio de Janeiro Cabo Frio 22º53′ 42º02′ 2 m março junho setembro dezembro 25,1 21,3 21,1 24,1 28,5 24,9 24,2 27,3 22,2 18,1 18,5 21,3 32,7 28,4 28,2 31,8 19,5 14,7 15,1 18,8 84 83 84 84 82 44 48 104 Rio de Janeiro Campos 21º45′ 41º20′ 11 m março junho setembro dezembro 25,5 20,8 21,5 24,6 31,1 27,0 27,0 29,5 21,5 16,5 17,6 21,0 34,6 30,6 32,1 33,8 19,2 13,5 14,2 18,5 81 82 79 82 109 31 54 198 Rio de Janeiro Macaé 22º21′ 41º48′ 3 m março junho setembro dezembro 24,8 20,4 20,9 24,1 29,2 25,9 25,3 28,2 21,0 15,8 17,3 20,5 31,4 30,1 32,4 32,0 18,3 12,5 13,6 17,7 84 83 83 84 104 44 74 189 Rio de Janeiro Niterói 22º53′ 43º05′ 14 m março junho setembro dezembro 25,7 20,2 21,4 25,0 31,5 26,6 27,0 30,1 21,6 15,6 17,1 20,8 35,8 30,4 33,0 35,7 18,8 11,9 13,6 17,9 76 81 76 77 149 56 59 139 Rio de Janeiro Petrópolis 22º31′ 43º11′ 895 m março junho setembro dezembro 20,1 15,6 16,8 19,4 24,8 20,6 21,9 24,0 16,6 11,8 13,1 16,1 27,8 23,3 27,2 28,2 13,5 8,0 8,7 12,4 85 82 80 86 256 76 102 317 Rio de Janeiro Resende 22º29′ 44º28′ 439 m março junho setembro dezembro 23,3 17,6 20,0 22,9 30,1 25,6 27,4 29,3 19,0 12,2 14,7 18,7 33,2 28,9 32,6 34,2 15,7 7,1 9,6 15,3 80 78 73 79 212 24 52 247 Rio de Janeiro Teresópolis 22º27′ 42º56′ 874 m março junho setembro dezembro 20,3 14,3 16,4 20,0 26,3 21,5 22,8 25,1 16,1 9,5 11,8 16,2 29,7 24,7 27,9 28,9 12,1 4,1 7,1 11,7 85 85 82 85 208 42 73 340 Rio de Janeiro Vassouras 22º24′ 43º40′ 446 m março junho setembro dezembro 21,3 18,0 19,6 22,4 29,1 24,5 25,7 28,0 19,4 13,7 15,6 18,9 32,3 28,1 32,0 33,7 16,4 8,4 11,1 14,0 83 81 77 82 158 25 48 190 Anexo 22 — Dados de Clima — Rio de Janeiro. 231 Estado Cidade Latit. Longit. Altit. Mês (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) São Paulo São Pauloa 23º37′ 46º39′ 802 m março junho setembro dezembro 21,0 15,6 19,0 20,4 25,7 20,8 25,1 24,6 17,7 11,9 15,0 17,4 29,9 25,2 31,9 30,7 14,0 7,8 9,4 13,8 79 80 71 80 114 28 46 180 São Paulo Avaré 23º06′ 48º55′ 760 m março junho setembro dezembro 21,7 16,4 18,6 21,8 29,0 24,5 26,7 29,2 17,2 11,0 12,8 16,4 33,2 29,8 31,6 34,4 13,9 4,5 5,8 11,3 81 78 72 78 115 60 70 171 São Paulo Campinasa (Viracopos) 23º00′ 47º08′ 648 m março junho setembro dezembro 22,7 17,2 22,2 22,5 29,0 23,8 29,4 28,2 17,6 11,8 15,9 18,1 32,7 27,8 33,2 33,6 14,5 6,9 9,7 14,2 74 74 57 74 127 22 64 131 São Paulo Franca 20º33′ 47º26′ 1.035 m março junho setembro dezembro 21,2 17,3 20,5 21,0 27,2 24,3 27,8 26,5 16,8 11,7 14,3 16,7 30,1 27,2 31,4 29,6 12,3 6,4 9,0 14,1 79 67 58 81 187 22 65 274 São Paulo Guarulhosa 23º36′ 48º28′ 749 m março junho setembro dezembro 21,5 14,7 19,2 21,0 27,4 22,0 27,0 25,9 16,5 8,4 12,7 16,2 31,8 26,7 33,5 31,7 11,1 2,5 6,9 11,3 77 83 69 80 111 28 39 218 São Paulo Iguape 24º43′ 47º33′ 3 m março junho setembro dezembro 24,5 18,4 19,2 23,9 28,0 23,1 22,9 28,3 19,8 13,9 14,8 19,0 34,0 27,8 30,1 34,0 14,9 8,4 10,4 14,4 85 88 87 82 192 98 123 150 São Paulo Mogi-Guaçub 22º17′ 47º09′ 580 m março junho setembro dezembro 23,5 16,2 20,1 22,9 29,9 24,9 27,4 29,4 18,0 10,0 13,0 18,1 — — — — — — — — 79 79 69 76 114 150 138 90 São Paulo Ribeirão Pretoc 21º11′ 47º48′ 621 m março junho setembro dezembro 22,9 18,3 22,5 23,2 30,1 26,5 30,8 29,6 17,3 11,9 15,4 18,0 33,3 29,6 35,4 33,2 13,7 5,6 7,7 14,5 77 67 55 76 167 30 46 271 São Paulo Santos 23º56′ 46º20′ 2 m março junho setembro dezembro 24,8 19,3 19,7 23,9 28,9 24,3 23,4 27,5 21,3 15,4 16,6 20,5 32,8 29,0 29,6 33,0 18,9 11,2 12,5 17,3 85 86 87 84 248 120 145 204 São Paulo Sorocabad 23º29′ 47º27′ 632 m março junho setembro dezembro 22,9 16,8 18,5 22,4 28,8 23,3 25,3 27,9 18,7 11,6 12,2 18,4 31,6 25,8 29,7 31,3 15,7 5,9 8,8 15,8 75 74 70 73 124 69 86 220 Anexo 22 — Dados de Clima — São Paulo 232 Estado Cidade Latit. Longit. Altit. Mês (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Paraná Curitiba 25º25′ 49º16′ 947 m março junho setembro dezembro 19,2 13,2 14,8 18,9 25,1 19,4 21,1 25,3 15,7 8,9 10,5 14,8 29,2 24,2 26,4 29,5 12,1 2,3 5,0 6,6 84 83 81 81 124 88 130 147 Paraná Cascavele 24º53′ 53º23′ 660 m março junho setembro dezembro 22,2 15,0 17,8 22,6 28,2 20,3 23,8 28,1 18,2 11,4 13,3 18,4 31,1 24,2 29,6 32,3 12,5 5,5 6,8 14,9 75 76 68 73 141 128 143 182 Paraná Castro 24º47′ 50º00′ 990 m março junho setembro dezembro 19,6 12,8 15,2 19,8 26,1 20,4 22,5 26,6 15,1 6,8 9,4 14,4 29,0 24,2 27,3 30,5 10,8 0,1 2,5 9,0 83 84 80 79 131 96 121 138 Paraná Guarapuava 25º24′ 51º28′ 1.116 m março junho setembro dezembro 19,1 12,9 15,3 19,6 25,1 18,8 21,6 25,8 14,9 8,8 10,4 14,6 28,2 23,1 26,2 29,1 10,1 1,7 3,8 10,3 80 79 74 75 134 136 157 152 Paraná Jaguariaíva 24º15′ 49º42′ 891 m março junho setembro dezembro 20,4 13,6 16,4 20,5 26,3 20,6 23,4 26,6 16,3 8,8 11,3 15,7 29,0 23,8 27,6 30,7 12,8 2,9 5,2 12,0 81 81 74 76 118 80 99 137 Paraná Londrinae 23º22′ 54º10′ 585 m março junho setembro dezembro 23,8 16,6 19,4 23,3 29,5 22,8 25,7 28,9 18,5 11,7 14,0 18,7 32,2 25,7 31,6 32,7 12,8 7,5 6,5 15,6 75 75 65 73 108 84 145 122 Paraná Palmas 26º29′ 51º59′ 1.090 m março junho setembro dezembro 18,6 11,6 14,2 19,3 24,8 17,9 20,9 25,8 13,1 5,9 8,1 12,9 28,6 22,3 26,3 29,6 6,1 -2,0 0,8 6,7 81 86 82 80 — — — — Paraná Paranaguá 25º31′ 48º31′ 10 m março junho setembro dezembro 24,2 18,1 18,5 23,4 28,6 22,8 22,5 27,6 20,8 14,7 15,5 19,8 32,6 28,0 29,0 33,4 17,5 8,7 11,0 15,5 85 87 86 83 250 93 131 175 Paraná Ponta Grossa 25º06′ 50º10′ 868 m março junho setembro dezembro 20,3 13,9 16,2 20,5 26,7 20,4 22,9 27,2 16,1 9,1 11,3 15,7 31,0 23,9 28,0 31,0 12,0 1,6 4,7 11,1 80 81 75 75 114 96 122 145 Anexo 22 — Dados de Clima — Paraná. 233 Estado Cidade Latit. Longit. Altit. Mês (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Santa Catarina Florianó- polis 27º35′ 48º35′ 46 m março junho setembro dezembro 23,8 17,6 18,7 22,8 27,5 21,3 21,1 26,5 21,3 15,1 15,5 20,2 31,2 26,0 27,0 31,9 18,1 10,0 11,4 16,5 83 85 84 81 140 79 105 107 Santa Catarina Araranguá 28º53′ 49º31′ 12 m março junho setembro dezembro 22,3 14,9 16,4 22,1 27,6 21,2 21,7 27,6 17,5 9,8 11,5 16,8 32,2 26,8 28,4 33,5 12,6 3,3 6,1 12,5 83 85 83 79 117 91 127 82 Santa Catarina Camboriú 27º00′ 48º38′ 8 m março junho setembro dezembro 22,9 16,0 17,2 22,5 28,6 22,4 22,3 27,6 18,5 11,0 12,8 17,7 31,9 26,5 28,5 33,1 13,3 5,4 6,5 13,2 86 85 87 84 158 78 111 131 Santa Catarina Lages 27º49′ 50º20′ 926 m março junho setembro dezembro 18,9 11,5 13,9 19,3 25,1 17,4 19,4 25,9 14,7 7,4 9,7 14,4 29,4 21,9 25,4 30,3 9,2 0,1 3,0 9,0 80 84 80 74 109 96 133 117 Santa Catarina Laguna 28º29′ 48º48′ 34 m março junho setembro dezembro 23,1 16,5 17,1 22,2 26,4 20,0 19,9 25,5 20,4 13,7 14,5 19,2 30,7 25,5 28,7 30,9 16,9 9,2 10,5 15,8 83 83 85 80 138 97 142 92 Santa Catarina São Francisco do Sul 26º15′ 52º24′ 43 m março junho setembro dezembro 23,9 18,0 18,1 23,0 28,1 22,2 21,7 27,0 21,1 15,3 15,5 20,1 31,3 27,0 26,7 32,7 18,2 9,3 11,5 16,8 87 88 88 85 236 86 126 136 Santa Catarina Urussanga 28º31′ 49º19′ 190 m março junho setembro dezembro 22,4 15,2 17,1 18,9 28,7 22,1 23,4 29,1 17,0 9,6 11,6 16,4 32,2 27,2 31,0 34,8 11,6 2,5 5,0 11,0 82 84 80 76 151 81 123 116 Santa Catarina Valões 26º15′ 50º48′ 777 m março junho setembro dezembro 19,5 11,5 14,4 20,0 26,9 18,9 21,8 27,9 14,5 5,8 8,6 14,1 32,2 25,5 27,2 34,0 8,4 7,0 1,3 9,0 82 86 81 77 134 122 143 128 Santa Catarina Xanxerê 26º51′ 52º24′ 791 m março junho setembro dezembro 19,1 11,9 14,4 19,7 26,6 20,2 22,7 27,7 13,3 6,3 8,6 13,4 29,7 24,4 27,4 31,9 6,6 -2,7 0,1 7,6 85 87 82 80 194 235 224 180 Anexo 22 — Dados de Clima — Santa Catarina. 234 Estado Cidade Latit. Longit. Altit. Mês (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Rio Grande do Sul Porto Alegre 30º02′ 51º13′ 10 m março junho setembro dezembro 23,3 15,0 16,8 23,4 29,0 20,0 21,7 29,4 19,1 11,0 12,8 18,4 33,5 25,6 28,9 33,9 14,4 4,6 7,6 14,3 75 83 77 69 88 140 124 88 Rio Grande do Sul Alegrete 29º46′ 55º47′ 104 m março junho setembro dezembro 22,2 13,3 15,9 23,3 29,1 19,1 22,4 30,2 16,9 9,2 10,8 16,9 33,9 24,2 29,7 34,9 11,8 2,8 5,1 12,1 73 84 75 66 121 129 128 123 Rio Grande do Sul Bagé 31º20′ 54º06′ 216 m março junho setembro dezembro 21,7 12,9 14,9 22,8 28,0 18,0 20,7 29,5 16,7 9,0 10,2 16,4 33,6 23,3 30,1 34,6 11,6 3,5 5,1 11,2 72 82 76 64 97 119 125 77 Rio Grande do Sul Caxias do Sul 29º10′ 51º12′ 760 m março junho setembro dezembro 19,0 12,1 13,9 19,4 25,1 17,3 19,6 26,2 15,2 8,6 9,9 14,5 30,1 22,0 25,4 30,9 9,6 1,1 3,9 9,0 80 83 79 73 126 157 165 131 Rio Grande do Sul Cruz Alta 28º38′ 53º36′ 473 m março junho setembro dezembro 21,7 14,2 16,3 22,8 27,9 19,5 22,2 29,3 16,5 9,8 11,1 16,7 32,5 24,1 29,1 33,6 11,2 3,4 5,3 11,4 74 80 74 65 123 168 158 140 Rio Grande do Sul Passo Fundo 28º16′ 52º24′ 676 m março junho setembro dezembro 20,3 13,2 15,6 21,8 26,3 18,5 21,6 28,3 15,9 9,3 10,7 16,1 31,2 23,2 27,1 32,0 10,8 2,9 5,0 11,6 76 82 75 68 120 149 160 133 Rio Grande do Sul Pelotas 31º45′ 52º21′ 7 m março junho setembro dezembro 21,7 12,9 14,5 21,4 27,5 18,6 19,7 27,5 16,6 8,5 10,1 15,8 32,8 24,4 27,4 33,4 11,4 3,1 4,6 10,3 82 86 84 77 110 132 141 76 Rio Grande do Sul Santa Maria 29º41′ 53º48′ 138 m março junho setembro dezembro 22,8 14,6 16,7 23,7 29,4 19,5 22,5 30,5 17,5 10,3 11,6 17,1 34,5 25,0 29,7 35,4 9,0 4,8 5,5 12,8 78 84 81 73 109 164 151 123 Rio Grande do Sul Uruguaiana 29º45′ 57º05′ 66 m março junho setembro dezembro 23,6 14,2 16,9 25,1 30,0 19,6 22,8 31,7 18,0 10,1 11,8 18,4 34,9 25,5 29,7 36,7 12,8 4,0 5,9 13,0 70 80 74 65 128 119 119 80 Anexo 22 — Dados de Clima — Rio Grande do Sul. 235 Estado Cidade Latit. Longit. Altit. Mês (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Goiás Goiânia 16º41′ 49º17′ 729 m março junho setembro dezembro 22,8 19,8 23,2 22,7 29,4 28,3 32,0 28,2 18,0 10,4 14,7 18,2 32,0 30,0 34,5 31,2 14,7 6,4 9,5 14,2 82 68 54 82 198 5 36 271 Goiás Catalão 18º10′ 47º58′ 857 m março junho setembro dezembro 22,3 18,8 22,7 22,1 27,7 25,6 29,4 26,9 18,4 13,5 17,0 18,6 30,7 27,8 32,8 30,0 15,6 6,9 9,7 16,5 78 65 51 81 229 9 37 341 Goiás Formosa 15º32′ 47º18′ 904 m março junho setembro dezembro 21,9 19,0 22,8 21,6 27,6 26,4 30,1 26,6 17,9 13,1 16,2 18,1 30,0 28,6 33,5 30,1 15,8 9,1 12,4 16,5 82 66 52 84 227 3 30 343 Goiás Luziânia 16º15′ 47º56′ 958 m março junho setembro dezembro 21,7 18,3 22,1 21,6 28,1 26,5 30,3 27,3 17,1 11,4 14,9 18,7 31,1 28,9 34,1 30,2 14,7 7,1 10,9 15,5 82 69 58 84 229 7 27 317 Goiás Pirenópolis 15º51′ 48º58′ 740 m março junho setembro dezembro 22,5 19,4 23,4 22,3 28,9 28,3 31,8 27,4 18,3 13,1 16,8 18,7 31,5 30,5 34,3 30,9 16,0 9,6 12,5 16,5 84 72 64 86 241 5 45 337 Tocantins Porto Nacional 10º31′ 48º43′ 237 m março junho setembro dezembro 25,4 24,8 27,9 25,5 31,4 33,6 36,0 31,3 21,7 17,3 20,6 21,5 35,2 35,5 38,1 34,8 20,2 14,0 16,3 20,3 85 68 57 84 273 1 35 284 Tocantins Taguatinga 12º16′ 45º54′ 660 m março junho setembro dezembro 23,8 23,2 26,1 23,5 29,4 30,0 33,1 28,7 19,3 17,5 20,4 19,2 32,5 32,5 35,8 32,5 17,4 14,6 16,9 17,8 78 54 46 78 265 0 30 330 Distrito Federal Brasíliaa 15º52′ 47º56′ 1.061 m março junho setembro dezembro 22,1 18,8 23,0 22,0 27,8 25,7 30,2 27,7 17,5 12,7 16,3 17,7 32,8 28,0 32,8 31,0 15,1 9,4 12,5 13,6 73 70 52 75 182 11 41 187 Anexo 22 — Dados de Clima — Goiás, Tocantins e Distrito Federal. 236 Estado Cidade Latit. Longit. Altit. Mês (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Mato Grosso Cuiabá 15º36′ 56º06′ 172 m março junho setembro dezembro 26,2 23,2 27,0 26,6 32,6 31,6 35,0 32,6 22,4 17,3 20,7 22,7 35,9 34,3 38,6 36,0 19,4 9,3 14,2 19,3 83 73 58 79 232 14 40 194 Mato Grosso Cáceres 16º03′ 57º41′ 117 m março junho setembro dezembro 26,2 22,1 26,1 26,6 32,1 29,7 34,3 32,6 22,5 16,6 19,7 22,5 34,4 32,1 37,9 35,4 19,3 9,2 12,1 18,8 85 80 65 82 171 20 36 197 Mato Grosso Merure 15º43′ 51º44′ 416 m março junho setembro dezembro 24,3 20,0 24,3 24,3 30,9 30,4 34,1 30,3 19,8 11,9 16,3 20,0 33,4 32,3 37,1 33,4 16,9 5,3 10,5 17,4 85 75 62 84 214 9 53 273 Mato Grosso do Sul Campo Grande 20º27′ 54º37′ 566 m março junho setembro dezembro 23,8 19,3 22,8 24,5 30,6 26,8 30,6 30,8 19,2 14,2 17,0 19,5 33,4 29,5 34,2 34,3 14,9 6,9 8,5 14,9 80 73 62 75 140 50 62 191 Mato Grosso do Sul Aquidauana 20º28′ 55º48′ 152 m março junho setembro dezembro 25,9 20,4 24,0 26,5 32,4 28,2 32,1 32,7 21,4 14,7 17,8 21,6 35,0 31,7 36,1 36,2 17,4 7,4 9,7 16,3 79 79 68 76 150 57 71 198 Mato Grosso do Sul Corumbá 19º00′ 57º39′ 139 m março junho setembro dezembro 26,4 21,6 25,4 27,4 32,8 27,7 32,2 33,8 22,0 17,1 19,9 22,4 35,9 31,8 36,4 37,1 18,3 9,0 13,5 17,2 80 76 63 74 119 35 52 145 Mato Grosso do Sul Porto Murtinho 15º38′ 53º55′ 552 m março junho setembro dezembro 23,4 18,8 22,9 23,3 30,4 29,4 33,2 29,6 19,1 11,4 15,3 19,3 32,8 32,0 35,5 32,7 16,1 4,7 7,3 15,1 87 78 66 86 261 9 55 276 Mato Grosso do Sul Três Lagoas 20º47′ 51º42′ 313 m março junho setembro dezembro 25,3 18,9 23,2 25,8 31,6 26,7 31,3 32,1 20,9 13,6 17,0 21,2 34,3 30,2 35,1 36,0 17,1 6,4 9,1 17,1 79 79 66 75 139 41 47 205 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 m 1 jarda = 0,914 m 1 milha = 1,609 × 103m 1 polegada = 0,025 m massa kg quilograma 1 onça = 28,35 g 1 libra = 454 g temperatura K Kelvin N°C = N + 273,15 K N°F = 5⁄9 (N − 32)°C área m2 metro quadrado 1 pé2 = 0,093 m2 1 acre = 0,405 ha 1 ha = 104 m2 volume m3 metro cúbico 1 galão = 4,546 l 1 litro = 10−3 m3 densidade kg/m3 quilograma por metro cúbico 1 lb/pé3 = 16,019 kg/m3 velocidade (linear) m/s metro por segundo 1 km/h = 0,278 m/s 1 mph = 1,609 km/h 1 nó = 1,853 km/h 1 nó = 0,5148 m/s aceleração (linear) m/s2 metro por segundo quadrado 1 pé/s2 = 0,305 m/s2 força N newton 1 lbf = 4,448 N 1 kgf = 9,807 N 1 dyn = 10-5 N 239 Magnitude Unidade Nome Conversões trabalho, energia J joule 1 Wh = 3600 J 1 kcal = 4187 J 1 mkgf = 9,807 J 1 Btu = 1055,06 J potência W watt 1 kcal/h = 1,163 W 1 Btu/h = 0,293 W 1 hp = 745,7 W 1 t refrig = 3,516 kW 1 CV (métrico) = 735,5 W densidade do fluxo energético W/m2 watt por metro quadrado 1 kcal/m2h = 1,163 W/m2 pressão N/m2 (pascal) newton por metro quadrado 1 bar = 100 kN/m2 1 kgf/m2 = 9,8 N/m2 1 atm = 101,32 kN/m2 1 atm = 76 cmHg 1 atm = 1,013 milibária 1 bária = 0,987 atm calor específico J/m3°C J/kg°C 1 kcal/m3 °C = 4187 J/m3 °C 1 kcal/kg °C = 4187 J/kg °C condutibilidade térmica W/m°C 1 kcal/mh°C = 1,163 W/m°C transmitância térmica W/m2°C 1 kcal/m2h°C = 1,163 W/m2°C calor latente J/kg J/m3 1 kcal/kg = 4187 J/kg 1 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 de determinado 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 uma parede 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 Manual de Conforto Térmico Dados de Catalogação na Publicação Folha de rosto Créditos Sumário Prefácio Introdução Capítulo 1 Capítulo 2 Capítulo 3 Capítulo 4 Capítulo 5 Capítulo 6 Bibliografia Básica Anexos Tabela de Conversão de Unidades para o Sistema Internacional (S.I.) Nomenclatura e Unidades dos Coeficientes e Variáveis