PUC.Goiás - Arquitetura & Urbanismo

Apresentação em tema: "PUC.Goiás - Arquitetura & Urbanismo"— Transcrição da apresentação:

1 PUC.Goiás - Arquitetura & Urbanismo
2017.2 Arquitetura, sombra, conforto e economia de energia ABERTURA1ª aula Estudo da insolação e os parâmetros para o projeto das proteções solares Foto: Dirceu Trindade Alguém reconhece este importante edifício? Prof. Ms. António Manuel Corado Pombo Fernandes

2 Desenho-resumo da carta dos irmãos Olgyay (1957)
Arquitetura e Conforto Térmico A sombra é uma circunstância inerente à zona de conforto e absolutamente necessária nas situações de calor, como ilustra a carta dos irmãos Olgyay. Caso contrário a construção torna-se desconfortável ou, perdulária de energia pois o ar condicionado gastará mais energia para conseguir, se conseguir, o conforto desejável! Desenho-resumo da carta dos irmãos Olgyay (1957) Fonte: LAMBERTS, 1997, p. 104 A captação da energia solar e o consequente aquecimento do interior das construções é um recurso bioclimático apropriado para climas frios! Economiza-se energia e aumenta-se o conforto! Prof. Ms. António Manuel Corado Pombo Fernandes

3 Clima da Região de Goiânia
Arquitetura e Conforto Térmico Clima da Região de Goiânia Com a média das máximas oscilando entre 28 e 32 graus ao longo do ano, pode-se afirmar que há calor à tarde o ano inteiro e é absolutamente necessário evitar-se o sobreaquecimento provocado pelo chamado efeito estufa, decorrente da radiação solar que entra pelos vidros. Mesmo nos meses com madrugadas frias, especialmente junho e julho, a temperatura da tarde é elevada e a entrada de sol tem que ser controlada: será aceitável até as 10, no máximo até as 11 horas da manhã. Fora esses meses é necessário barrar o sol após as 7 ou, no máximo, às 8 horas da manhã! Médias das máximas, médias e médias das mínimas, para a região de Goiânia FERNANDES, 2006, p. 18 Prof. Ms. António Manuel Corado Pombo Fernandes

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O conceito efeito estufa já foi citado anteriormente. Olhem só esta paciente e didática definição: “(...) a radiação solar penetra pelo vidro, e grande parte se transforma em calor pela absorção das superfícies internas. Estas aumentam sua temperatura e emitem mais radiação infravermelha, a qual não pode sair do recinto, pois os vidros são opacos para essa radiação (se comportam de forma similar às paredes opacas). Então vão sendo absorvidos pelas paredes, até transformar-se totalmente em energia térmica, aumentando as temperaturas das paredes e do ar interior.” “O efeito estufa propiciado nos edifícios todo vidro serve como aquecimento, o que é benéfico nos países frios, mas resulta desastroso nos trópicos. A potência (e o custo) do sistema de ar-condicionado deve elevar-se estupidamente para conseguir baixar a temperatura do ar.” (p. 228) CORBELLA, O. e YANNAS, S. Em busca de uma arquitetura sustentável para os trópicos – conforto ambiental. Rio de Janeiro: Revan, (disponível no NDD) Prof. Ms. António Manuel Corado Pombo Fernandes

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Bem, vamos dar o “tiro de partida” na questão da insolação! Você tem noção sobre como o Sol caminha no céu aqui em Goiânia? Evidentemente que você sabe que ele nasce a Leste (mas nasce todos os dias no mesmo ponto?), sobe durante o transcurso da manhã, ao meio do dia atinge a maior altura possível (embora não esteja obrigatoriamente no zênite) e, durante a tarde, simetricamente, desce em direção ao Oeste (e se põe no mesmo ponto todos os dias?). E este “sol”, que em vez de subir e descer caminha em volta? Será que estamos noutro planeta? Dá pra imaginar? Fica a provocação!!! Prof. Ms. António Manuel Corado Pombo Fernandes

6 Agora... “brincando” com o globo terrestre... e o sol... o projetor!
Arquitetura e Conforto Térmico Vamos lá então! Comecemos pelo básico! Acho que todos vocês conhecem este desenho: representa o movimento de translação da Terra e mostra a posição do seu eixo de rotação, e que não é ortogonal ao plano de translação, certo! Agora... “brincando” com o globo terrestre... e o sol... o projetor! Prof. Ms. António Manuel Corado Pombo Fernandes

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Continuando... Abaixo ilustra-se com mais detalhes o que vimos antes, isto é, os dois pontos extremos e assimétricos do movimento: os solstícios! Repare que todas as linhas importantes (os trópicos e os círculos polares) têm sua posição angular em função do ângulo de 23,5º entre o eixo de rotação da Terra e a normal ao plano de translação, a eclíptica! Prof. Ms. António Manuel Corado Pombo Fernandes

9 (não disponibilizado no site)
Arquitetura e Conforto Térmico Continuando... Bem, agora precisamos mudar a posição do observador! Antes estávamos vendo o sistema terra-sol. Agora vamos ver o caminho aparente do sol desenhado na abóboda celeste. Ver o seu percurso no céu com sua variação ao longo do ano (meses) e ao longo do dia (horas). Para isso vamos recorrer a um programa gráfico elaborado pelo Prof. Maurício Roriz da UFSC, o: Sunpath (não disponibilizado no site) Bem legal! Poder simular, ilustrar as alterações da posição do sol ao longo das horas do dia, ao longo dos meses do ano e da latitude 60º sul até 60º norte! Prof. Ms. António Manuel Corado Pombo Fernandes

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Aquelas imagens representam o que, então? ... o solstício de verão visto de um ponto no Círculo Polar! O Sol anda em volta de você! Na posição mais alta é o meio do dia, na mais baixa, triscando a linha do horizonte, o sol da meia da noite! É outra realidade: o Sol não nasce, sobe e desce, e se põe! Ele gira à sua volta: as fotos foram tiradas de hora em hora, girando a máquina 15º de cada vez! (15º x 24 horas = 360º) Agora precisamos mudar a linguagem novamente, a posição relativa, para termos instrumentos simples e práticos de trabalho ao nível do projeto: o caminho aparente do Sol na abóboda celeste será projetado (projeção estereográfica horizontal) no plano horizontal e, assim, poderemos obter um único desenho ou projeção que agrega tudo! Vejamos... Prof. Ms. António Manuel Corado Pombo Fernandes

11 Adaptado de CAVALEIRO e SILVA, 1969, p. 85 e 91
Arquitetura e Conforto Térmico A carta solar completa: com os percursos dos 12 meses, horários e a “topografia” do céu. As linhas arqueadas no sentido leste-oeste dão-nos a projeção do caminho do sol ao longo do dia (com as horas devidamente balizadas pelas curvas transversais). A variação dessas linhas mais para norte ou mais para sul demonstram a variação ao longo do ano, variação das estações! As curvas concêntricas medem a altura do sol a partir da linha do horizonte. E o azimute (ângulo horizontal a partir do Norte no sentido horário) dá-nos a direção horizontal também na linha do horizonte. Carta solar (16° sul) Adaptado de CAVALEIRO e SILVA, 1969, p. 85 e 91 Prof. Ms. António Manuel Corado Pombo Fernandes

12 Sombra necessária (estudo do autor)
Arquitetura e Conforto Térmico É possível trabalhar com uma carta simplificada, mais simples, sem comprometer o entendimento geral. Sem as concêntricas e com apenas três linhas arqueadas – solstício de ‘inverno’ (junho), equinócios (março e setembro) e solstício de verão (dezembro), além das curvas que indicam as horas: a carta simplificada resolve bem quase todas as questões propostas sobre insolação. Carta solar simplificada (16° sul) Adaptado de CAVALEIRO e SILVA, 1969, p. 85 Sombra necessária (estudo do autor) Prof. Ms. António Manuel Corado Pombo Fernandes

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Insolação de uma fachada, sabendo sua orientação, p. ex. azimute* = 45° A (solstício inverno): até as 14:45 B (equinócios): até as 13:00 C (solstício verão): até as 11:30 Obs: se fosse a fachada oposta (az = 45º + 180º = 225º), os horários seriam: após as 14:45 após as 13:00 após as 11:30 Fachada Az. = 45°: horários de insolação (croquis do autor) *Azimute (Az.): ângulo medido a partir do Norte, no sentido horário. Prof. Ms. António Manuel Corado Pombo Fernandes

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ENCAMINHAMENTO PARA EXECUÇÃO DOS EXERCÍCIOS Com as informações vistas, e que você vai estudar com calma em casa, poderemos, na próxima aula de exercícios, fazer as 4 questões do exercício Nº 1 (Bloco 3). Você precisa fazer o download e imprimir o arquivo com os exercícios e o arquivo com a carta solar simplificada + transferidor para poder efetivamente participar da próxima aula. O transferidor só será usado posteriormente mas terá de ser xerocado em acetato (transparência) para poder ser sobreposto à carta solar. Traga, também, uma régua para poder fazer as linhas necessárias como estão no slaide anterior. Prof. Ms. António Manuel Corado Pombo Fernandes

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS > DUTRA, Luciano; LAMBERTS, Roberto; PEREIRA, Fernando O. R. Eficiência energética na arquitetura. São Paulo: PW Editores, 1997. > FERNANDES, A. M. C. P. Arquitetura e sombreamento: parâmetros para a região climática de Goiânia. Goiânia: dissertação de mestrado, 2007. > FERNANDES, A. M. C. P. Clima, homem e arquitetura. Goiânia: Trilhas Urbanas, 2006. > OLGYAY, Aladar; OLGYAY, Victor. Solar control and shading devices. New Jersey: Princeton University Press, 1957. > RORIZ, M. Sun Path 2. Escola de Engenharia, UFSC. Prof. Ms. António Manuel Corado Pombo Fernandes