NDICE ESTRATGIA SOMBREAMENTO...............................................................................3 1MELHOR ORIENTAO E O QUE SOMBREAR.............................................4 2SOMBREAMENTO- O USO DA CARTA SOLAR...............................................6 3SOMBREAMENTO- PROJETO DE PROTEO SOLAR- EXEMPLO DE CLCULO............................................................................................10 3.1TIPOS DE PROTEO SOLAR..................................................................... 15 4Referncias: ..............................................................................................................18 ESTRATGIA SOMBREAMENTO Osombreamentoumaestratgiafundamentalparareduodosganhossolares atravs do envelope da edificao.Uma proteo solar corretamente projetada deve evitar os ganhos solares nos perodos mais quentes, do dia e do ano, sem obstru-los no inverno e sem prejudicar a iluminao natural atravs das aberturas. Uma proteo solar mal projetada pode obstruir alm da radiaosolardireta,umaporodaabbadacelestequepossibilitariaousodaluz difusa do cu para iluminao natural.Para tanto, necessrio que o projetista conhea a geometria solar de inverno e vero emrelaoaolugardeimplantaodosedifcios.Dependendodalocalizaodo edifcioaprpriasombraprovocadaporreasconstrudasoumassasdevegetao vizinhaspodeminimizaranecessidadedesombreamentoemcertasfachadas. Portanto, tambm muito importante que o estudo da insolao tambm considere o entorno da rea edificada, para posteriormente planejar a orientao da edificao e as protees necessrias s fachadas. 1MELHOR ORIENTAO E O QUE SOMBREAR Aorientaodassuperfciestambmdeterminaaintensidadedaradiaosolar recebida e determina os respectivos tratamentos para proteo contra radiao, ventos e rudos externos.Emlatitudesmaioresaparedevoltadaparaoequadorrecebemaiorinsolaono inverno(pocaemqueosolestmaisbaixo)emenorinsolaonovero.As orientaeslesteeoesterecebemgrandeintensidadederadiaosolar,sendoa orientaooestesujeitaaopicoderadiao.Asparedesexpostasamaiorinsolao podem minimizar os ganhos solares diretos atravs de cores reflexivas, isolamento ou sombreamento.interessanteutilizarambientesnohabitados,comobanheiroe despensas,voltadosparaasorientaesdesfavorveiscomoaoeste,funcionando dessa forma como barreiras trmicas. Figura 1-1 Planta Baixa. Ambientes de baixa permanncia oeste. Observa-se que os ganhos solares de vero podem ser minimizados com a orientao damaiordimensodafachadasnosentidoN-S,nocasodeedificaestotalmente expostasaradiaosolar,umavezqueestaorientaofacilitaoplanejamentoea identificaodosperodosehorriosdodianecessriosaosombreamentodas fachadas.Paraedificaessujeitasaosombreamentodeedificaesououtras obstruesvizinhasoplanejamentodaorientaopodeserdiferenciado,deacordo com os perodos do dia e do ano das fachadas sombreadas.Devidoasuaorientaoacoberturaocomponentemaisexpostoainflunciados elementos climticos, principalmente da radiao solar direta, onde edifcios horizontais estomaisexpostosessainfluncia.Eporissoamudanadeorientaodeum edifcio exercer grande influncia sobre desempenho trmico da cobertura.A orientao das janelas tambm um aspecto muito influente na questo do conforto trmico.Considerandoaradiaosolar,asjanelasdevempreferencialmenteser localizadas nas fachadas sob menor impacto da radiao, orientaes norte e sul. Essa orientao geralmente conflitante com a direo dos ventos e por isso necessrio ponderarquaisasmelhoresopeseprioridades.Deve-sedestacarqueosventos podemserredirecionadosatravsdeelementosdeprojeto.Nohemisfriosula orientaonortedasjanelasboaparaoinvernoevero,porpermitiraentradade radiao solar direta nos perodos mais frios e impedir a radiao direta nos perodos quentes de vero. Figura 1-2- Janelas Norte Sul. Nas regies caracterizadas por climas compostos ou com elevadas amplitudes trmicas o sombreamento das janelas fundamental para preveno da intensa radiao solar direta, porm o sombreamento das paredes apesar de ser desejvel no crtico. Em regies de clima quente e mido o sombreamento no s das aberturas como tambm das paredes fundamental. Para edifcios verticais, o sombreamento o elemento mais eficaz para reduo dos ganhos trmicos internos. 2SOMBREAMENTO- O USO DA CARTA SOLAR Oprimeiropassodetodoprojetistaaoestudaraorientaodoedifciopredizera posiosolaremrelaosfachadaseaberturasconsideradas.Aposiosolarno hemisfrio dada pelo ngulo de altitude solar e o ngulo do azimute.Os movimentos aparentes do sol e ngulos de azimute e altura solar podem ser obtidos atravs do uso da CARTA SOLAR. uma ferramenta bastante prtica para a obteno das informaes necessrias para avaliar a penetrao solar, sombras projetadas pelo entorno,ecomissodeterminaramelhororientaodaedificaoeasprotees solares necessrias s aberturas. A carta solar uma representao grfica dos percursos aparentes do sol na abbada celeste ao longo do dia em diferentes pocas do ano. Estes percursos so identificados atravs da transposio do azimute e da altitude solar sobre o plano. Figura 2-1- Incidncia da radiao solar sobre a Terra. Vrios planos. Existemvriosmtodosdeprojeo,osmaisapropriadosemaisutilizadossoa projeoeqidistanteeaestereogrfica,sendooprimeiroutilizadoquaseque exclusivamente nos Estados Unidos. No mtodo de projeo estereogrfica, os ngulos dos crculos de altitude prximos da linha do horizonte so levemente mais afastados, oferecendo melhor resoluo para os perodos em o sol est mais baixo. Figura 2-2- Mtodo de projeo estereogrfica. Figura 2-3 Detalhamento da Carta Solar. Projeo estereogrfica. Paradeterminaodamelhororientaodoedifcio,acartasolarutilizadapara identificao da posio solar especfica dos perodos de maior insolao. Paraodimensionamentodasproteessolaresumtransferidordengulos sobrepostosobreacartasolardeacordocomaorientaodafachadaestudada, auxiliandonadeterminaodosngulosdesombreamentohorizontaisouverticais necessrios ao sombreamento desejado da poro de cu.A Figura 2-4 apresenta os ngulos de sombra indicados no transferidor. Figura 2-4- Transferidor de ngulos Ongulohorizontal(),visualizadoemplantabaixa,eseronguloformadoentrea projeo do raio e o plano perpendicular fachada. possvel observar na Figura 2-5 que este ngulo auxilia na determinao das protees solares verticais. Figura 2-5- ngulo horizontal (), protees verticais. O nguloverticalfrontal(),visualizadoemcorte,e aprojeodoraiosolar,noponto considerado, sobre um plano perpendicular fachada. Este ngulo auxilia na determinao da mscara de sombra de uma proteo solar horizontal, como apresentado na Figura 2-6. Figura 2-6- ngulo vertical frontal (), protees horizontais. O ngulo vertical lateral () ser a projeo do raio de incidncia solar, de determinada hora e perodo do ano, no plano da fachada, como apresentado na Figura 2-7. Este ngulo delimita o tamanho da placa horizontal. Figura 2-7- ngulo vertical lateral (). Tamanho da proteo horizontal. 3SOMBREAMENTO- PROJETO DE PROTEO SOLAR- EXEMPLO DE CLCULO Ao iniciar a utilizao da carta solar o primeiro passo definir corretamente a orientao da rea destinada futura edificao ou da fachada estudada do edifcio. O norte da carta solar deve estar orientado para o norte verdadeiro ou geogrfico. Como j foi dito anteriormente, de acordo com cada latitude, existe uma diferena angular entre o norte geogrfico e o norte magntico. Se o projetista no tiver informao respeito do norte geogrfico da rea em questo, necessrio o uso da bssola. A bssola indica o norte magnticoenecessriofazerumacorreoemgrausparaonorteverdadeiroou geogrfico.Comoadeclinaomagnticavariaacadaanoessacorreotambm variar.Atitulodeexemploapresenta-seaconversodoNortemagnticoparaogeogrfico paraacidadedeBraslia.DeacordocomoSistemaCartogrficodoDistritoFederal (SICAD) a variao magntica anual para a cidade de Braslia de 6,71. Dessa forma, senoano de1998a declinao magntica(m)emBrasliaerade 1933,noano 2002essadeclinaoserde195950(m=1933+(4anosx6,71)).Osinal negativoindicadeclinaooeste,entoonorteverdadeiro,paraoano2002em Braslia, estar a 19 59 50 direita do norte magntico. Pode ser encontrado exemplo de converso do norte magntico para o geogrfico em BITTENCOURT (1988). Figura 3-1Converso Norte Magntico para Norte Verdadeiro ou Geogrfico Para facilitar o entendimento da aplicao da carta solar e da construo das mscaras de sombra demonstra-se a seguir, passo passo, um estudo simples de insolao para umaaberturanafachadanortedeumafuturaedificao,realizadoemumarea hipottica, cuja planta esquemtica de situao apresentada na Figura 3-2. NM NV 19 59 50 Figura 3-2- Planta esquemtica de situao. 1-Orientar a carta solar para o norte verdadeiro da rea em questo. Figura 3-2. 2-Identificar os ngulos horizontais e verticais formados entre um ponto central da janela estudada e os vrtices visveis dos elementos do entorno1, Figura 3-3 Figura 3-5. Em relao a identificao dos ngulos verticais deve ser considerada a altura da janela na fachada, posicionando o ponto na parte inferior da janela. Nesse caso, a janela est a uma altura de 0,90 metros. Figura 3-3- Identificao dos ngulos horizontais (). 1 Como a distncia da fachada em relao aos elementos do entorno razovel possvel definir estes ngulos tomando apenas um ponto central de onde ser posicionada a janela, pois a diferena entre os ngulos no seria significativa. Se os elementos estivessem muito prximos da janela considerada deveriam ser considerados seus os quatro vrtices. Figura 3-4- Identificao dos ngulos verticais () no plano BB. Figura 3-5- Identificao dos ngulos verticais () no plano AA. 3-Identificarosngulosencontrados,notransferidordengulosdefinindoa mscaradesombraprovocadapeloselementosdoentorno(edifciosvizinhos)na abertura considerada, Figura 3-6. Figura 3-6- ngulos transcritos para o Transferidor 4-Transferiraprojeodoselementosentornoparaacartasolar,Figura3-7. Atualmentetambmexisteminstrumentosparadeterminaodestasmscarasde sombra de forma mais prtica.5-Paraoprojetodasproteessolares:-Definiroperododesombreamento desejado,Figura3-7.Observarassombrasprovocadaspelosedifciosvizinhos, onde a partir das 15 horas (HSV) ocorre o sombreamento desta fachada provocado peloedifcioA,eportanto,amscaradesombrapodeserdeterminada desconsiderando esse perodo. Como observa BITTENCOURT (1988), no se deve esquecer que as horas representadas na carta so horas solares, diferentes da hora legal. Figura 3-7-Definio do perodo de sombreamento 6-Identificaratravsdasobreposiodotransferidordengulossobreacarta, Figura 3-8, os ngulos necessrios para mascaramento do perodo definido para a janela da fachada considerada. Figura 3-8- ngulo para o projeto 7-Definio das protees solares da janela baseada nos ngulos da mscara de sombradefinida.AFigura3-9Figura3-13demonstramalgumasopesde proteo elaboradas a partir do estudo aplicado. Figura 3-9- Beiral Figura 3-10- Venezianas externas.Figura 3-11- Lateral das venezinadas externas. Figura 3-12- VarandaFigura 3-13- Lateral Varanda 3.1TIPOS DE PROTEO SOLAR Oselementosexternosdeproteosolarpodemserhorizontaisouverticais,ouuma combinaodosdois.Esteselementospodemserfixosoumveis,ondeaproteo solar fixa exige um projeto muito mais criterioso em relao s trajetrias solares para garantir sua eficincia.A vegetao pode ser utilizada como um eficiente elemento externo de proteo solar, ondepodemserutilizadasrvoresdecopalargaqueauxiliemnosombreamento inclusivedacobertura,nocasodeedificaesresidenciaisouvegetaesarbustivas que protejam a fachada exposta a radiao oeste. Para tanto, necessrio planejar sua localizao de acordo com suas dimenses e reas de sombra provocadas ao longo do ano. Figura 3-14- Sombreamento com vegetao. As protees horizontais so mais favorveis ao sombreamento das fachadas norte e sul,quandoosolencontra-semaisalto.Asproteesverticaissoeficientesparao sombreamentodasfachadasnoshorriosemqueosolestmaisbaixo,ouparaas fachadas em que os percursos solares esto, na maior parte, na diagonal em relao fachada (Nordeste, Sudoeste, Sudeste).Paraproteodafachadanorteesul,incluindooshorriosemqueosolestmais baixo, o ideal uma combinao de protees horizontais e verticais. O elemento de proteo solar horizontal mais comum o beiral da prpria cobertura da edificao. As venezianas externas tambm so exemplos de proteo horizontal e podemsermveisoufixas.Ostoldos,geralmenteproteesmveis,tambmso exemplos de proteo horizontal. O uso de prgulas, conjunto de brises horizontais alinhados lado a lado, um sistema de sombreamento bastante eficiente e que tambm favorece a circulao de ar atravs dele, o que reduz as transferncias trmicas para o interior. Figura 3-15- Uso de pergulas O cobog, de grande aplicao no nordeste do pas, um exemplo de sistema misto em escala reduzida (BITTENCOURT, 1988) que alm de proporcionar sombreamento, permitem a ventilao e iluminao, com a manuteno da segurana e privacidade dos ambientes. Figura 3-16- Uso do cobog. Sombreamento, iluminao e ventilao. possvel utilizar um sistema semelhante a uma prateleira horizontal dividindo a janela emduaspartes,inferioresuperior,chamadoPRATELEIRADELUZ.Aprojeoda lmina horizontal da prateleira em direo ao ambiente externo aumenta sua exposio radiao direta e dessa forma, enquanto sombreia a poro inferior, ela reflete a luz incidente na sua superfcie superior atravs da poro superior da janela em direo ao teto,sendorefletidacommaiorprofundidadeparaoambienteinterior.Aparteda Prateleira de luz que avana no ambiente interno tambm reflete a luz que penetra pela parte superior da janela e homogeneza a distribuio de luz pela diminuio dos nveis deiluminaodasreasprximas ajanela.O dimensionamentodaPrateleirade Luz deve ser feito de acordo com orientao solar da abertura e os perodos desejveis de sombreamento, refletindo principalmente o sol de vero. Figura 3-17- Prateleira de Luz. importantequeosmateriaisutilizadosnasproteessolaressejamdebaixa capacidade trmica para assegurar que iro resfriar rapidamente com o pr do sol. A refletncia das cores utilizadas nas protees solares pode ser uma fonte potencial de ofuscamento, portanto, estas devem se cuidadosamente localizadas, evitando o campo visual dos ocupantes. No precisa haver este tipo de preocupao para as superfcies sombreadas das protees solares, que nesse caso podem ter cores claras. Existem ainda elementos de proteo solar internos. Os elementos de sombreamento internodejanelasincluempersianasmveisverticaisedeenrolar,venezianase cortinas.Estesmecanismosdesombreamentoapresentamadesvantagemdeno impedirapenetraodaradiaosolardireta,queobstrudapelacortinaapster passadopelovidro,sendorefletidanaformadecalor(ondalonga)quepermanece presonointeriordaedificao,umavezqueovidroopacoondalonga. KOENIGSBERGER (1980) afirma que a reduo do fator de ganho solar de 17% em janelas de vidro com veneziana interna (cortina). Figura 3-18- Cortina, proteo interna. Entrada da radiao direta. Atualmentetmsidodesenvolvidaumasriedetiposdevidrocomcomposio modificadaparaumatransmitnciaseletivadaradiaoqueimpeaapenetraodo infra-vermelho(ondacurta),atravsdareduodatransmitncia.Pormpreciso utilizarestetipodetecnologiacommuitocritrio,poisareduodatransmitncia trmica acompanhada de um aumento na absortncia. Uma alternativa para utilizao destetipodevidroevitandooaquecimentocausadopeloaumentodaabsortncia colocaodosvidrosespeciaiscomoanteparosexternos,1metrodedistnciaem frenteajanelascomuns.Assimocorreoimpedimentodaradiaosolardiretaea radiao absorvida pelo anteparo de vidro resfriada com a ventilao externa. Figura 3-19- Uso de Brise de Vidro Osvidrosdebaixaemissividade,queapresentamtransmitnciaseletivaatravsda reflexo seletiva, absorvem muito pouco calor, apresentando melhor efeito na reduo do ganho solar total. importante destacar que o efeito do sombreamento externo mais eficaz na reduo dos ganhos trmicos internos do que o tipo de vidro. 4Referncias: BITTENCOURT,L.S.,UsodasCartasSolares:diretrizesparaarquitetos,EDUFAL, Macei, 1988. DEKAY, M. e BROWN G.Z. Sol, Vento e Luz. Estratgias para o projeto de arquitetura. Trad. Alexandre F. da Silva. 2a.ed. Ed. Bookman. Porto Alegre, 2004. GIVONI,B.Passiveandlowenergycoolingofbuildings.VanNostrandReinhold publishing company, 1994. INCROPERA,F.P.eDEWITT,D.P.FundamentosdeTransfernciadeCalorede Massa.TraduoSrgioStamileSoares.4oEdio.Ed.LTCS.A.,Riode J aneiro, 1998. KOENIGSBERGER, O H., INGERSOLL, T.G., MAYHEW, A e SZOKOLAY, S.V., Manual of Tropical Housing. 4a edio Nova York, 1980. PROUSSARD Emmanuel, GREPMEIER, K. MEERSSEMAN, X. E TRIM, M. 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