Conforto Térmico em Ambientes Climatizados

Apresentação em tema: "Conforto Térmico em Ambientes Climatizados"— Transcrição da apresentação:

1 Conforto Térmico em Ambientes Climatizados
Adaptado de material originalmente criado pelo Prof. Ricardo de M. Carvalho – Unifei – Itajubá, pelo Prof. Fernando A. França, da FEM – Unicamp Abril de 2005

2 Conforto Térmico >> determinado pelas condições de temperatura e umidade que proporcionam bem-estar aos seres humanos; >> conceito subjetivo, cada um de nós tem condições próprias. Valores médios podem ser estabelecidos estatisticamente; >> deve ser ampliadas para contemplar outras que garantem bem-estar e saúde: nível de ruído, odor, contaminação por particulado sólido, bactérias, velocidade do ar distribuído, etc; >> não existe um índice formal, no Brasil, para estabelecer condição ideal de conforto em ambientes climatizados.

3 A sensação de calor e/ou frio é determinada por:

4 Na perspectiva mais ampla, afetam o conforto:
Temperatura do ar Umidade do ar; Velocidade do ar; Radiação térmica; Odores; Material sólido disperso; Contaminantes químicos; Contaminantes biológicos; Ruído; Arranjo ambiental. Fontes Homem; Animais; Móveis e acessórios; Processos; Máquinas; Intervenção humana; Ar externo; Natureza.

5 Parâmetros Básicos sob Controle
As variáveis básicas sob controle devem ser: Temperatura de bulbo seco; Temperatura das superfícies circundantes; Umidade do ar; Velocidade do ar; Nível de ruído de geração própria; Contaminações por particulado, biológica e química

6 Conceitos Auxiliares de Projeto:
Temperatura radiante média >> (modelagem das trocas radiantes). Tg é a temperatura de Vernon, medida pelo “termômetro de globo de Vernon.”

7 Conceitos Auxiliares de Projeto:
Temperatura operacional >> (modelagem das trocas radiante e convectiva. Tmrt < 50ºC e V < 0,4 m/s

8 Variáveis Auxiliares de Projeto:
Temperatura efetiva: >> (conforto térmico considerando trocas radiante e convectiva, e umidade relativa). Referências: 1 clo = 0,155 m2 ºC / W; 1 met = 58,2 W/m2 (pessoa sentada, em repouso)

9 Variáveis Características:
Temperatura efetiva padrão >> padronização para avaliação da temperatura efetiva. Referências: Isolamento devido às vestimentas = 0,6 clo; Índice de permeabilidade à umidade = 0,4 Atividade metabólica = 1,0 met Velocidade do ar < 0,10 m/s Temperatura ambiente = temperatura radiante média

10 Conceitos Auxiliares de Projeto: Resumo
Temperatura radiante média >> aplicada à modelagem das trocas radiantes; Temperatura operacional >> aplicada à modelagem das trocas radiantes e convectivas; Temperatura efetiva >> determina índice de conforto térmico considerando as trocas radiante e convectiva, e a umidade relativa.

11 (definem zonas operacionais de conforto)
Diagramas de Conforto (definem zonas operacionais de conforto) Estabelecer zonas de conforto é muito difícil porque: há muitas variáveis envolvidas; o fator “adaptação ao meio” é importante (e subjetivo). Normas: ASHRAE 55 (cond. internas, externas, ventilação) ABNT – NB – 10/1978 ASHRAE – Padrões de Ventilação ASHRAE 62R-97

12 ASHRAE 55 Inverno: Top = 20 a 23,5 C,  = 60%
Top = 20,5 a 24,5 C, Td = 2 C ET* = 20 e 23,5 C Verão: Top = 22,5 a 26 C,  = 60% Top = 23,5 a 27 C, Td = 2 C ET* = 23 e 26 C

13 NB (ABNT)

14 NB (ABNT)

15 A Objetividade No Conforto: As Equações de Conforto de Fanger
Cálculo com base em sete parâmetros: Temperatura de bulbo seco; Umidade relativa; Temperatura radiante média; Velocidade do ar; Taxa metabólica por atividade; Resistência térmica da roupa; Eficiência mecânica.

16 A Objetividade No Conforto: As Equações de Conforto de Fanger
Escala de Fanger: -3 = gelado -2 = frio -1 = ligeiramente frio 0 = neutro +1 = ligeiramente quente +2 = quente +3 = muito quente

17 As Equações de Conforto de Fanger
Faixa de valores aceitáveis na Escala de Fanger: Entidade ISO-773O ASHRAE VEM -0,5 a +0,5 -0,85 a +0,85 PPI  10%  20% VEM: Voto Estimado Médio PPI: % de Pessoas Insatisfeitas

18 As Equações de Conforto de Fanger
Condições típicas de projeto no Brasil T = 24,0 ºC Tmrt = 24,5 ºC  = 50% Resistência das vestimentas = 1,0 clo V = 0,1 m/s Atividade metabólica = 70%

19 As Equações de Conforto de Fanger
Estas condições no Brasil resultam em: VEM = + 0,58 PPI = 12,1% Norma ISO-7730 não atendida, mas Critérios ASHRAE respeitados.

20 Em Geral: Qualidade do Ar Interno é Aceitável
80% ou mais das pessoas não manifestam insatisfação, mas ... Síndrome do Edifício Doente mais de 20% das pessoas têm problemas de saúde resultantes da má qualidade do ar interno.

21 A Contaminação do Ar Condicionado
Quatro grupos: Contaminação interior; Contaminação exterior; Contaminação intrínseca ao sistema; Deficiências do projeto de condicionamento

22 A Contaminação do Ar Condicionado
Métodos básicos para manutenção da QAI: Eliminação / modificação da fonte de contaminantes; Ventilação local exaustora; Uso de ar externo; Limpeza do ar

23 Sistema de Climatização Típico

24 A Qualidade do Ar Interno
Vazão total no ambiente condicionado: Qt = Qsup + Qinf = Qret + Qexf + Qex Vazão de diluição de um contaminante: Qt Ce + N = Qt Cs