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Prof. MS António Manuel C P Fernandes 2014.1 CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e Urbanismo Formulado a partir de imagens e textos do livro “Eficiência energética.

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1 Prof. MS António Manuel C P Fernandes CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e Urbanismo Formulado a partir de imagens e textos do livro “Eficiência energética na arquitetura”, completado com textos e comentários meus. Ou seria higroradiaeolicotérmico? Ou higroeolicoradiatérmico?

2 COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e no Urbanismo Prof. MS Antonio Manuel Fernandes “Embora o clima seja bem distinto em qualquer região da Terra, o ser humano é biologicamente parecido em todo o mundo, sendo adaptável a diferentes condições climáticas ao se utilizar de mecanismos culturais como a vestimenta, a arquitetura e a tecnologia.” Embora o corpo humano tenha mecanismos automáticos de imediata resposta ao frio e ao calor, sua capacidade de adaptação é, principalmente, cultural, como dito acima. Para se entender o processo como um todo, isto é, as relações entre o meio ambiente, a arquitetura e o homem, precisamos estudar, em primeiro lugar, o comportamento higro-térmico do corpo humano frente às condições climáticas: temperatura, umidade, etc. INTRODUÇÃO

3 COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e no Urbanismo Prof. MS Antonio Manuel Fernandes “O homem é um ser homeotérmico, ou seja, a temperatura interna do organismo tende a permanecer constante independentemente das condições do clima. Com o uso do oxigênio, o organismo promove a queima das calorias existentes nos alimentos (processo conhecido como metabolismo), transformando-as em energia. Assim é gerado o calor interno do corpo. Entretanto, sempre existem trocas térmicas entre o corpo humano e o meio.”

4 COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e no Urbanismo Prof. MS Antonio Manuel Fernandes “Na figura abaixo observa-se que estas trocas podem ocorrer por condução, convecção, radiação e evaporação.” As formas de troca de calor estão sendo estudadas na revisão de termologia: precisamos distinguir com clareza cada uma das formas de troca de calor, caso contrário poderemos tomar decisões equivocadas e projetar soluções incorretas sacrificando o conforto, a sustentabilidade e desperdiçando recursos. As três primeiras, condução, convecção e radiação serão estudadas na próxima aula.

5 COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e no Urbanismo Prof. MS Antonio Manuel Fernandes “Havendo ganho ou perda de calor, pode ocorrer uma tendência ao aumento ou à diminuição da temperatura interna do organismo (situada por volta de 37º C), podendo causar danos à saúde e até mesmo a morte. Por este motivo existem mecanismos com a finalidade de manter a temperatura interna constante, chamados termoreguladores, ativados quando as condições térmicas do meio ultrapassam certas faixas.” MECANISMOS TERMORREGULADORES

6 COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e no Urbanismo Prof. MS Antonio Manuel Fernandes “Na presença do frio, os mecanismos termoreguladores são ativados com o objetivo de evitar perdas térmicas do corpo ou aumentar a produção interna de calor.” O mecanismo mais importante é a vasoconstrição da epiderme, isto é, ocorre a redução do sangue nos vasos mais próximos à pele tornando-a um excelente isolante térmico e, com isso, diminuindo a perda de calor do organismo. A pele, com isso, se esfria aproximando sua temperatura da temperatura do meio exterior e, assim, reduzindo as perdas de calor por convecção com o ar e por radiação com os elementos do entorno. Outros mecanismos são: o arrepio (reduzindo mais as perdas por convecção com o ar) e o tiritar (o tremor compulsório dos músculos obrigando a um aumento do metabolismo). NO FRIO

7 COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e no Urbanismo Prof. MS Antonio Manuel Fernandes “No caso do calor, o primeiro mecanismo termoregulador a ser disparado é a vasodilatação periférica, que (...) aumenta a temperatura da pele, incrementando perdas de calor por convecção e por radiação. O segundo mecanismo disparado é também o mais importante para a sensação de conforto térmico: o suor.” O suor, que se forma nos poros da pele, ao sair, por evaporação, resfria a pele aumentando as perdas de calor do organismo e dando a sensação de menor temperatura aparente do meio. Quando a temperatura do ar está elevada mas a umidade do ar está baixa a evaporação processa-se com facilidade, resfriando a pele e tendo mais conforto. Quando a umidade está muito elevada reduz bastante o processo prejudicando o conforto: é o calor “pegajoso”, desconfortável. Entender o processo de resfriamento evaporativo é essencial. NO CALOR

8 COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e no Urbanismo Prof. MS Antonio Manuel Fernandes VARIÁVEIS DE CONFORTO TÉRMICO AMBIENTAIS “Do meio se pode extrair os valores da temperatura do ar, temperatura radiante, umidade relativa e velocidade do ar, através de instrumentos como o termômetro de bulbo seco, o termômetro de globo, o psicrômetro giratório e o anemômetro.” A resposta humana ao ambiente térmico não depende somente da temperatura do ar como se viu na aula passada (lembram-se da brincadeira do “palavrão”?): o corpo humano, na sua avaliação de conforto ou desconforto, integra, simultânea e instantaneamente, as quatro variáveis acima descritas.

9 COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e no Urbanismo Prof. MS Antonio Manuel Fernandes ATIVIDADE FÍSICA “Quanto maior a atividade física, tanto maior será o calor gerado pelo metabolismo. É importante ao arquiteto saber a função de sua arquitetura de forma a prever o nível de atividade realizado no seu interior...” O metabolismo é o processo bioquímico que converte o alimento em energia e sempre libera calor que terá que ser dispersado para o meio pelo organismo. Em clima frio isso torna-se fácil (até demais...) mas em clima quente a tarefa será mais complexa e melindrosa.

10 COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e no Urbanismo Prof. MS Antonio Manuel Fernandes VESTIMENTA “A resistência térmica da roupa também é de grande importância na sensação de conforto térmico do homem. Esta variável é medida em clo: do inglês clothing.” A permeabilidade da roupa interfere na passagem do vapor d’água e a sua cor na absorção da radiação, portanto, mais escuras no frio e mais claras no calor! A pele troca calor com a roupa por condução, convecção e radiação. Quanto maior a resistência térmica da roupa – mais roupa, portanto, ou mais grossa, menos calor passa por ela: daí chamar-se a roupa de frio de roupa quente e em climas quentes e amenos de roupa leve.

11 COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e no Urbanismo Prof. MS Antonio Manuel Fernandes VOTO MÉDIO PREDITO “Fanger derivou uma equação geral de conforto para calcular a combinação das variáveis ambientais (...) atividade física e vestimenta. (...) O voto médio predito consiste em um valor numérico que traduz a sensibilidade humana ao frio e ao calor. O PMV para conforto térmico é zero, para o frio é negativo e para o calor é positivo” O PMV, de -3 a +3, no eixo horizontal e no vertical o percentual de insatisfeitos, o PPD. A norma ISSO 7730 (1984), adotou o trabalho de Fanger e recomenda que a PPD deve ser menor que 10% (PMV entre -0,5 e +0,5).

12 COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e no Urbanismo Prof. MS Antonio Manuel Fernandes REFERÊNCIAS LAMBERTS, R; DUTRA, L; PEREIRA, F. O. R. Eficiência energética na arquitetura. S. Paulo: PW Editores, FERNANDES, A. M. C. P. Clima, homem e arquitetura. Goiânia: Trilhas Urbanas, 2006.


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