CONFORTO TÉRMICO POR RESFRIAMENTO PASSIVO DE RESIDÊNCIAS EM CLIMA TROPICAL
Jayana Ramos Simões¹ e Gilton².
[email protected]/
[email protected]
Alfama Cursos Técnicos³.
RESUMO
Ao se planejar um espaço, um dos fatores que devem ser levados como instância primordial, é o conforto que este proporcionará aos seus ocupantes. As edificações devem ser construídas e planejadas com o intuído de suprir as necessidades das pessoas que circundaram o local, assim como, devem levar em consideração o entorno ao qual serão inseridas. Este artigo pretende observar o espaço e seus efeitos térmicos, tanto nas áreas internas como externas, mostrando como possuir um melhor conforto térmico através da ventilação natural, evitando a utilização de recursos que degradem o meio ambiente ou exijam gastos de energia desnecessários. Deve-se remeter a harmonização da edificação com o clima existente, que no caso do Brasil seria o clima tropical, observando assim como utilizar tipos de vedação, posicionamento do vento, posicionamento de acordo com a carta solar, dentre outros fatores que possam proporcionar resfriamento passivo as residências, partindo da premissa que um ambiente deve fornecer condições térmicas agradáveis aos seus habitantes, independentemente das condições climáticas externas.
Palavras-chave: Conforto; Propriedades térmicas; Termorregulação; Ventilação Natural; Adequação arquitetônica.
¹ Autora do artigo, cursa o curso Técnico em Edificações (Alfama Cursos) e Arquitetura e Urbanismo (Universidade Tiradentes). E-mail:
[email protected]
² Professor/Orientador.
³ Instituição de ensino
THERMAL COMFORT FOR PASSIVE COOLING ON RESIDENCES OF TROPICAL CLIMATE
Jayana Ramos Simões¹ e Gilton².
[email protected]/
[email protected]
Alfama Cursos Técnicos³.
ABSTRACT
When is planning a space, one of the factors that must be taken as a primary instance, is the comfort that it will provide to its occupants. The buildings must be constructed and planned with the intuited to supply the needs of people who circle the site, and should take into consideration the environment that will be inserted. This article aims to study the space and your thermal impact on both internal and external areas, showing how to have a better thermal comfort through natural ventilation, avoiding the use of resources that degrade the environment or that require unnecessary energy use. Should refer to harmozine the building with the existing climate, in the case of Brazil would be the tropical weather and thus view the best types of sealing, positioning of the winds, positioning according to the solar chart, among other factors that can provide cooling passive residences, on the premise that an environment should have pleasant thermal conditions to its inhabitants, regardless of external weather conditions.
Keywords: Comfort; Thermal properties; Thermoregulation; Natural ventilation; Architectural suitability.
¹ Article's author, attends the Technical Course in Buildings (Alfama Cursos)² and
Architecture and Urbanism (Universidade Tiradentes).
Email:
[email protected]
² Teacher/Advisor.
³ Educational institution
INTRODUÇÃO
O resfriamento passivo pode ser constituído de variados fatores para sua eficácia, dentre eles a ventilação, inércia térmica, estudo do clima local, estudo da carta solar, ação eólica, resfriamento evaporativo e proteção das esquadrias e aberturas.
As técnicas de ventilação natural e resfriamento aproveitam elementos como o calor do sol, correntes de ar, sombra das árvores, materiais e métodos construtivos que possam reter ou amenizar a ação do sol sobre uma edificação, retenção da luz solar direta e dentre outros para trabalhar melhor uma estrutura.
"Técnicas passivas foram usadas ao longo de toda a história. Porém, na medida em que desenvolvemos formas de aquecer os ambientes, usando lareiras e, mais tarde, aquecimento e resfriamento central, as técnicas passivas foram ignoradas."
(http://www.planetseed.com)
Tais métodos estão intrinsecamente relacionados à arquitetura bioclimática, que trabalha para aperfeiçoar as relações energéticas com o espaço natural encontrado no entorno pelo de seu desenho arquitetônico.
O tema Conforto Térmico por Resfriamento Passivo de Residências em Clima Tropical, foi utilizado como objeto de pesquisa, pois, a escarces de combustíveis fósseis, o aquecimento global, as ilhas de calor e a construção em larga escala sem a preocupação sobre seus habitantes é a cada dia mais, um problema latente para a vida humana e orgânica no planeta.
"Analisa-se a adaptação das construções ao clima tropical, considerando o ponto de vista do conforto ambiental e particularmente do conforto térmico. Longe de ser um compêndio, a intenção é viabilizar a compreensão e a utilização dos conceitos da física (térmica, iluminação natural e acústica), raramente aplicados em arquitetura."
(CORBELLA, 2011- p.9)
Tendo em vista esta realidade que esta se tornando mais evidente em nosso cotidiano, este artigo pretende trazer soluções que proporcionem impacto mínimo ao ambiente em que uma edificação seja inserida, e também os meios de consegui-las, aliando a qualidade de vida de seus moradores, como a qualidade de vida da população que transita pelos arredores destas edificações. Também é pretendido proporcionar um potencial de melhora para o bioma local e reduzir significativamente os impactos ambientais que são causados pelas construções.
O foco deste estudo se atém ao clima tropical, por ser o clima predominante do país que habitamos, podendo por tanto através deste estudo esclarecer e trazer ideias para os estudantes e profissionais que atuam na área da construção no Brasil, expondo assim a possibilidade da constituição de microclimas que se abastecem a partir de elementos que nos são naturalmente fornecidos.
"Um edifício é mais eficiente energicamente que outro quando proporciona às mesmas condições ambientais com menor consumo de energia, o padrão arquitetônico é um dos itens que requer menores investimentos e oferece maior retorno".
(Profa. Dra. Cláudia Naves David Amorim).
DESENVOLVIMENTO
Ao iniciar o estudo para o desenvolvimento do resfriamento passivo na construção, o primeiro fator que deve ser levado em consideração é o clima local, colhendo dados como a umidade relativa do ar, ventos, radiação solar e a nebulosidade, pode-se conceber meios e planos, afim de que existam boas condições térmicas no local.
A inércia térmica esta relacionada com o peso, o calor especifico e a condutividade térmica dos materiais que formam a construção. (Veja Seção V.1.3.)
Destrinchando estes dados, podemos ver como eles influenciam uma área.
A umidade relativa do ar acontece pelas partículas de água que ficam suspensas no ar, que recebem o calor do sol bloqueando a passagem da radiação solar para o solo assim como também dispersa o calor que vem do solo a noite;
Sobre a ventilação, as informações que devem ser colhidas dizem respeito a sua direção, frequência e velocidade, que é determinada pela distribuição sazonal das pressões atmosféricas, que por sua vez são massas de ar existentes na superfície, que são deslocadas graças à variação de temperatura do ar;
A radiação é um elemento que varia de acordo com a estação do ano, a hora, a latitude do local e a transparência do céu, sendo importante evitar a radiação direta nos edifícios, porque esta gera uma carga térmica interna desconfortável;
A nebulosidade é relacionada à transparência do céu, o quanto ele se encontra encoberto. Uma maior nebulosidade pode diminuir a porção de energia solar irradiada sobre o edifício, como também a noite pode intervir na propagação de calor.
"... as estratégias bioclimáticas devem ser consideradas em clima tropical úmido, sendo as principais o controle da radiação solar e a utilização da ventilação."
(CORBELLA, 2011 – p.45).
Tendo conhecimento do clima e suas divergências começam as analises de como aproveitar tais informações.
Quanto à radiação solar, deve-se ter atenção em quais locais inserirem esquadrias e peles de vidro, pois, quando aplicadas de maneira correta elas provem iluminação e ventilação natural e reprimem o efeito estufa dentro da edificação; A parte referente à adequação do uso dos ventos fica responsável por resfriar os ambientes que mais precisam, também reduzindo umidade das áreas molhadas e promovendo a constante apuração do ar internamente.
Então em certo momento, deve ser observado também que o entorno pode ser um fator de tanta influência, quanto à determinação climática. É recomendável observar se o terreno a ser construído fica próximo ao mar e se há depressões ou elevações no relevo ao seu redor, uma vez que, tais premissas podem funcionar como obstáculos ou facilitadores para a distribuição dos ventos e a incidência solar.
Por exemplo: Em um terreno que é circundado por montes, o sol pode ser bloqueado em certos pontos pelos mesmos, e a sombra nem sempre é um fator positivo, visto que um ambiente que nunca entra em contato com a luz solar pode ter problemas de infiltração, mofos e umidade.
"Os sistemas de vedações verticais internas e externas dos edifícios habitacionais, integram-se de forma muito estreita aos demais elementos da construção. O tipo e a espessura do material constituinte das vedações verticais influencia o desempenho térmico da edificação, por isso deve respeitar determinados critérios."
(LAMBERTS, 2012, p.7.)
Desde os tempos onde à civilização grega e romana ainda existiam, já eram planejadas técnicas para oferecer aquecimento ou resfriamento passivos, seu povo utilizava materiais como pedras e fardos de palha cobertos de adobe tendo a noção que estes absorviam calor durante o dia, enquanto na duração da noite esse mesmo calor era liberado, posicionando também as construções de maneira que, os locais onde houvesse maior uso, fossem direcionados para pontos com maior incidência de luz solar ao dia.
Os japoneses, vikings, africanos e alguns outros povos desenvolviam refúgios abaixo da terra, já que poderiam aproveitar a temperatura fria do solo durante o verão e o seu calor no inverno. Os moradores da península Malaia que viviam em climas quentes e úmidos faziam residências com piso elevado em relação ao solo e com o interior aberto para permitir a entrada de ar no ambiente, suas paredes não sofriam influencias da temperatura externa por sua baixa inercia térmica, possuíam telhado alto para que o ar quente pudesse sair da casa.
Hoje no mercado é possível encontrar um leque de materiais e soluções para conforto térmico, como exemplo de conceito atual sobre ventilação podemos observar o Pearl River Tower na China, que foi um edifício construído para ter consumo zero de energia, utilizando três camadas de vidro na face leste e oeste que impedem a perda interna de calor, e também, evitam que a radiação externa influencie o ambiente. Os ventos norte e sul que passam por sua fachada, além de gerarem energia através de um sistema de turbinas, também são reutilizados para prover o sistema de ventilação, tornando desnecessário o uso de aparelhos tal qual o ar-condicionado.
No tocante ao uso de materiais de construção, o fator que deve ser considerado de forma primordial é a sua inércia térmica, esta serve como indicativo da constância da temperatura, vendo se dentro de um ambiente a grande ou pouca variação. Ao observar a inércia alguns fatores como a capacidade de difundir energia térmica (difusividade), o acúmulo de energia (efusividade), e a quantidade de energia térmica transmitida (condutividade térmica) do material devem ser levados em conta.
"A renovação do ar dos ambientes proporciona a dissipação de calor e a desconcentração de vapores, fumaça, poeiras, de poluentes, enfim."
(FROTA, Anesia, 2003, p.124.)
Em climas tropicais a inércia térmica deve estar relacionada às estratégias de ventilação, fazendo com que ambos os pontos trabalhem harmonicamente. Vendo que determinado ambiente tem uma média de temperatura interna menor que a média exterior, uma grande inércia se faz necessária, pois esta amenizará uma possível flutuação nas temperaturas baixas, enquanto se a temperatura média interna for maior que a externa, é recomendável a utilização de materiais com baixa inércia, visto que estes auxiliam na rápida dissipação do calor.
Para fazer com que a ventilação circunde uma residência, existem vários sistemas que podem ser utilizados sem o auxilio de qualquer mecanismo. Pode-se usar desde a ventilação seletiva, que não é constante e se ocasiona em momentos propícios, aquecendo ou esfriando o edifício como até a ventilação cruzada que, simplesmente funciona através do posicionamento das aberturas de forma oposta.
No que diz respeito à proteção contra a radiação direta, há bastantes elementos que podem ser usados para diminuir sua incidência. O brise é o dispositivo mais conhecido, formado por lâminas móveis ou não e quando o são, regulam o aumento ou redução de insolação no local; a persiana externa é outro produto que também pode ser regulado, podendo fazer sombra nas janelas e controlando também a propagação da luz no ambiente; assim como também tem-se os cobogós que além de auxiliar na ventilação impedem uma difusão direta do sol.
"São muitas as variáveis envolvidas na ventilação natural em uma avaliação quantitativa. Mesmo considerando todas, não seria possível relacioná-las ou simplificá-las a uma única variável."
VERSAGE, Rogério, 2009.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Quando se planeja construir uma edificação, residência, que venha trazer conforto térmico aos seus residentes, não basta somente posiciona-la na direção do seu lote onde provem os ventos, existe um amplo leque de fatores que não podem ser negligenciados, deve ser lembrado que nem todos os cômodos da casa vão poder se situar na fachada sudeste, faz-se necessário olhar alternativas, e estas não precisam necessariamente envolver sistemas de ventilação com gasto energético.
Desde os primórdios da civilização o homem tinha uma atenção especial com o entorno, a paisagem, a posição dos ventos, materiais de construção, incidência solar, inércia térmica e alguns outros pontos que eram levados em consideração e estudados com afinco para atingir bons resultados construtivos.
Com o advindo da tecnologia aparecem a cada dia novas soluções, porém vê-se cada vez mais o uso de dispositivos artificiais de ventilação, que trazem desperdício energético e sérios problemas urbanos e ecológicos à tona, criando profissionais ociosos que não conseguem enxergar a problemática futura das decisões arquitetônicas que são aplicadas hoje.
O clima tropical possui infinitas possibilidades de aplicação da ventilação natural, fazendo com que a ação eólica reduza gastos energéticos desnecessários e que com os estudos corretos, pode se harmonizar o resfriamento passivo a qualquer ambiente, através de soluções simples e funcionais, que andem em conjunto com o bem estar, conforto térmico e equilíbrio dos ambientes urbanos e biomas locais.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
FROTA, Anésia Barros Frota. Manual de Conforto Térmico. São Paulo, Studio Nobel, 2003.
CORBELLA, Oscar. Manual de Arquitetura Bioclimática Tropical. Rio de Janeiro, Revan, 2011.
Acesso em: 12/04/2015
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Acesso em: 12/04/2015
Acesso em: 12/04/2015
Acesso em: 13/04/2015
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Acesso em: 12/04/2015
Acesso em: 13/04/2015
Acesso em: 13/04/2015
Acesso em: 14/04/2015> Acesso em: 14/04/2015
Acesso em: 14/04/2015
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