• Arquiteto e Urbanista, Espec. em Gerenciamento de Obras, Mestre e Doutorando em Tecnologia
• Atuação como projetista autônomo e em escritórios, consultor, professor e pesquisador.
• José Sanchotene Arq, Morozowski & Perry , UTESC, Unochapecó, Mater Dei, UFFS, UFPR...
1. Conceito de arquitetura bioclimática• Trata-se de uma linha de atuação.
• Vê o ambiente construído (edificação e o entorno) como moderador das variáveis climáticas do meio externo buscando proporcionar ambientes internos adequados às necessidades humanas.
• É alinhada à ideia da arquitetura como a terceira pele, um filtro ou meio regulador de trocas.
• Utiliza:• a envoltória: paredes, pisos, coberturas, elementos de
fachada...• os elementos internos: divisórias, pisos, mobiliário,
revestimentos...• o entorno imediato: vegetação, jardins, muros, edificações
próximas...• e prevê participação ativa do usuário para climatização
interior.
1. Conceito de arquitetura bioclimática• Utiliza arquitetura passiva e meios ativos para
condicionamento.
• Alinha-se aos conceitos de: Arquitetura eficiente, adequada e sustentável.
• Tem foco no usuário, diferenciando-se da arquitetura passiva (foco nos meios passivos), da arquitetura verde (foco no verde) e das arquiteturas hight tec e low tec.
• Está em oposição à arquitetura hermética, de alto consumo de energia.
• A abordagem atual da Arq Bio apresenta alguns problemas a superar. Cita-se:
• as cartas bioclimáticas para análise do clima focam excessivamente nos problemas em detrimento das potencialidades do local.
• desconsideram as variações nas necessidades dos usuários ao longo do dia (uma mesma faixa de conforto para o dia todo).
• no Brasil, utilizamos modelos para o conforto importados.• precisa tornar-se mais amigável para incorporar-se às rotinas de
projeto.
2. Para projetar edificações bioclimáticas preciso
• 1 – optar por um modelo de conforto (adaptativo) que identifique as necessidades humanas
• 2 – conhecer e analisar o clima local segundo o modelo adotado, verificando fragilidades e potencialidades
• 3 – conhecer artifícios de projeto capazes de moderar a atuação do ambiente externo sobre o interno
3. Modelos de confortos
• Faixas de conforto de Olgyay - Carta Bioclimática de Olgyay
• Fonte: (OLGYAY, 2008).
3. Modelos de confortos
• Faixas de conforto de Givoni - Carta Bioclimática Givoni
• Fonte: (BOGO et al., 1994).
3. Modelos de confortos• Modelos adaptativo europeu
• Fonte: (EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION - CEN, 2007).
𝑇𝑐𝑜𝑚𝑓 = 0,33𝑇𝑟𝑚 + 18,8 (NICOL; HUMPHREYS, 2010).
3. Modelos de confortos• Modelos adaptativo Americano
• Fonte: (ASHRAE, 2010).
𝑇𝑐𝑜𝑚𝑓 = 0,31𝑇𝑜𝑚 + 17,8 (NICOL; HUMPHREYS, 2010)
3. Modelos de confortos• Modelos adaptativo Americano X Europeu
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Categoria III
Categoria II
Categoria I
Tn
Categoria I
Categoria II
Categoria III
ASHRAE II
ASHRAE I
ASHRAE Tn
ASHRAE I
ASHRAE II
3. Modelos de confortos• No Brasil, são mais utilizados os modelos de GIVONI e
o modelo adaptativo da ASHRAE (Americano)
• Vale refletir sobre o melhor modelo para cada local.
4. Conhecer o clima• Insolação – latitude 28,25º
• Altura solar nos equinócios
• 𝐴 = 90º − 𝛷 90º-28,25º = 61,75º
• Altura solar no solstício de inverno
• 𝐴 = 90º − 23,47º − 𝛷 38,28º
• Altura solar no solstício de verão
• 𝐴 = 90º + 23,47º − 𝛷 85,22º
4. Conhecer o clima• Insolação – latitude 28,25º - Nascer e pôr do sol
• Sol em 14 h no verão e 10 h no inverno
4. Análise do Clima segundo modelos• Faixas de conforto - ASHRAE
Desconforto por calor
Conforto
Desconforto por frio
Grande amplitude térmica diária!!!
4. Análise do Clima segundo modelos• Amplitude média diária = 9,8ºC
• Amplitude máxima diária = 16,1ºC
• Amplitudes médias mensais
4. Análise do Clima segundo modelos• Tempo entre as temperaturas máxima e mínima é de aproximadamente 8h.
• ASHRAE ambientes condic. mecanicamente, amplitude interna máxima 8h = 3,87ºC.
• ASHRAE - Faixas do modelo adaptativo com larguras 5ºC e 7ºC.
• Norma Européia – Faixas com largura 6ºC e 8ºC.
• Givoni = 6ºC
• Evans = 8,3ºC
• Carta Bioclimática de Givoni adaptada para o Brasil = 7ºC.
4. Análise do Clima segundo modelos
• Plotagem na Carta Bioclimática de Givoni• POR ZONAS
• Ventilação: 3.21%
• Ventilação/Alta Inércia: 0%
• Ventilação/Alta Inércia/Resfriamento Evaporativo: 1.31%
• Alta Inércia Térmica p/ Resfriamento: 0%
• Alta Inércia/Resfriamento Evaporativo: 0.183%
• Alta Inércia Térmica/Aquecimento Solar: 38.1%
• Conforto: 31.5%
• Aquecimento Artificial: 10.5%
• Aquecimento Solar Passivo: 15.1%
• Ar Condicionado: 0%
• Resfriamento Evaporativo: 0.0457%
• Umidificação: 0.0114%
• SOMBREAMENTO
• Porcentagem: 30.1 %
• GERAL • Conforto: 31.5%• Desconforto: 68.5%• Frio: 63.7%• Calor: 4.76%
• Calor • Ventilação: 4.52%• Alta Inércia p/ Resfr.: 1.5%• Resfr. Evap.: 1.54%• Ar Condicionado: 0%
• Frio • Alta Inércia Termica/Aquecimento
Solar: 38.1%• Aquecimento Solar Passivo: 15.1%• Aquecimento Artificial: 10.5%• Umidificação: 0.0114%
4. Análise do Clima segundo modelos• Diagnóstico
• Fragilidades• Amplitude térmica diária e anual altas
• Frio outono, inverno e primavera
• Calor verão
• Ondas ocasionais de calor na primavera e no outono
• Alta umidade relativa
• Nebulosidade no período frio – poucos dias de sol
• Baixa intensidade de radiação no período frio
• Potencialidades• Ventos permanentemente
• Ventos o ano todo oriundos de direção favorável (nordeste)
• Facilidade para bloquear a insolação no verão
• Facilidade para captar insolação no inverno
• Possibilidade de obter amplitude interna adequada à saúde humana
5. Artifícios de Projeto• Fragilidade
• Amplitude térmica → Reduzir as trocas térmicas• Superfícies externas isolantes
• Vedações internas pesadas
• Superfícies externas reflexivas
• Alta compacidade (volume x perímetro)
• Geotermia
• Esquadrias estanques
• Controle da ventilação
• Superfícies
5. Artifícios de Projeto• Amplitude térmica → Reduzir as trocas térmicas
• Superfícies externas isolantes
5. Artifícios de Projeto• Amplitude térmica → Reduzir as trocas térmicas
• Vedações internas pesadas
5. Artifícios de Projeto• Amplitude térmica → Reduzir as trocas térmicas
• Superfícies externas reflexivas
5. Artifícios de Projeto• Amplitude térmica → Reduzir as trocas térmicas
• Alta compacidade (volume x perímetro)
5. Artifícios de Projeto• Amplitude térmica → Reduzir as trocas térmicas
• Geotermia (aquecimento + resfriamento!)
• Esquadrias estanques
• Controle da ventilação
5. Artifícios de Projeto• Amplitude térmica
• 𝑇𝑖𝑛′′ = 𝑇𝑖𝑛
′ + 𝛼 ∗ 𝑇𝑒𝑥′′ − 𝑇𝑖𝑛
′
• Onde
• 𝑇𝑖𝑛′′ Temp interna seguinte
• 𝑇𝑖𝑛′ Temp interna anterior
• 𝛼 Coef ganhos e perdas
• 𝑇𝑒𝑥′′ Temp externa
• Arquivo climático
5. Artifícios de Projeto• Fragilidade - Frio outono, inverno e primavera
• Ações anteriores + aquecimento solar - POTENCIALIDADE
5. Artifícios de Projeto• Fragilidade - Frio outono, inverno e primavera
• + aquecimento solar - POTENCIALIDADE
5. Artifícios de Projeto• Fragilidade - Frio outono, inverno e primavera
• + aquecimento solar - POTENCIALIDADE
5. Artifícios de Projeto• Fragilidade - Frio outono, inverno e primavera
• + aquecimento solar - POTENCIALIDADE
5. Artifícios de Projeto• Potencialidades - FORMA
• Exemplo para uma residência unifamiliar
• Planta quadrada 8,37 x 8,37 m
• A radiação recebida pela cobertura nos períodos quentes a torna elemento prioritário em se tratando de cuidados.
• Ou seja, o cuidado com o isolamento da cobertura quanto a radiação é mais importante que o com as vedações externas.
5. Artifícios de Projeto• Potencialidades - FORMA
• Exemplo para uma residência unifamiliar
• Planta quadrada
5. Artifícios de Projeto• Potencialidades - FORMA
• Planta retangular
• Grande incidência de radiação na cobertura
• Pico de radiação nas paredes no verão
5. Artifícios de Projeto• Potencialidades - FORMA
• Planta retangular
• Grande incidência de radiação na cobertura
• Pico de radiação nas paredes no inverno
5. Artifícios de Projeto• Potencialidades - FORMA
• 70m² em 2 pav. – Caso A
• Vai a influência da cobertura no aquecimento da edificação
• Aumento efetivo da área das vedações externas
5. Artifícios de Projeto• Potencialidades - FORMA
• 70m² em 2 pav. – Caso B
• Aumento da insolação útil!
• Diminuição da indesejada!
5. Artifícios de Projeto• Potencialidades - FORMA
• 70m² em 2 pav. – Caso B
• Aumento da insolação útil!
• Diminuição da indesejada!
• Fácil de ventilar no Verão!!
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