Bruna Queirós - Arquitetura e Urbanismo: março 2012

quinta-feira, 29 de março de 2012

quarta-feira, 28 de março de 2012

Túnel de Vento

Túnel de vento da Ferrari.

Túnel de vento da UFMG (segundo maior do país), que foi instalado, provisoriamente, no Centro de Pesquisas Hidráulicas e Recursos Hídricos (CPH) da Universidade.

Procedimentos do arquiteto diante do clima tropical quente e úmido

Conforto ambiental em clima tropical quente e úmido

Texto muito interessante, fala sobre procedimentos da arquitetura moderna que o arquiteto Lúcio Costa utilizou na construção de duas residências (Helena Costa e Edgar Duvivier) localizadas no Rio de Janeiro, no bairro da Gávea, com o propósito de unir de maneira adequada a arquitetura moderna e o conforto térmico.

Arquitetura bioclimática

Este segundo texto foca a ventilação natural por efeito chaminé, que é um procedimento muito importante para o conforto térmico em um ambiente com o clima tropical quente e úmido.

Exemplo de arquitetura com conforto térmico:

Os hospitais da rede Sarah de Salvador e do Rio de Janeiro foram projetadas pelo arquiteto João Filgueiras Lima (Lelé), que teve uma grande preocupação com o conforto térmico e a ventilação natural.

Apostila

Questão 1) Enumere estratégias que visem a arquitetura bioclimática, a eficiência energética das edificações e a sustentabilidade na construção civil. (Dica: ver vídeos postados no blog no dia 26 de janeiro.)

Capitação de água da chuva, aproveitamento de luz solar, uso da ventilação natural, uso de iluminação LED, uso de placas solares, telhado verde, redução da transmitância térmica, a reciclagem, uso de tinta natural ( feita de terra), uso de cores claras nas paredes externas para ter menor absortividade de calor, piso feito de pneu, madeira feita de plástico, uso de bambu no telhado, ventilação cruzada, entre outros.

Questão 2) A partir dos dados presentes na tabela de materiais abaixo, componha 3 fechamentos opacos e calcule a Transmitância Térmica (U) de cada um. Destaque qual seria o melhor dos três para uma parede poente em região de clima quente úmido.

R=L/λ	L (m)	λ	N	Material
0,02	0,02	0,85	1	argamassa de cimento
0,02	0,01	0,53	2	argamassa de gesso
0,12	0,15	1,25	3	bloco de concreto celular (2 furos)
0,29	0,1	0,35	4	tijolo de solo-cimento (cru) - 10% cimento
0,12	0,15	1,27	5	tijolo maciço cerâmico (cozido)
0,13	0,03	0,24	6	painel de fibra de madeira
0,14	–	–	7	câmara de ar de 1 a 2 cm

Fechamento 1 (espessura total = 15 cm)
R se	R ( 4 )	R ( 7 )	R ( 6 )	R si	Rt	U = 1/Rt
0,04	0,29	0,14	0,13	0,13	0,73	1,36

Fechamento 2 (espessura total = 22 cm)
R se	R ( 4 )	R ( 7 )	R ( 4 )	R si	Rt	U = 1/Rt
0,04	0,29	0,14	0,29	0,13	0,89	1,12

Fechamento 3 (espessura total = 20 cm)
R se	R ( 1 )	R ( 3 )	R ( 6 )	R si	Rt	U = 1/Rt
0,04	0,02	0,12	0,13	0,13	0,44	2,27

Apesar da composição 2 ter tido um melhor valor de transmitância térmica, a composição 1 é a que melhor se encaixa nesta situação porque é a composição mais viável, pois, tem um ótimo valor de transmitância térmica e a menor espessura encontrada.

Questão 3) Nomeie cada uma das variáveis da fórmula abaixo, utilizada para cálculo do fluxo de calor por fechamentos opacos.

q_FO = U (α I Rse + te – ti) (W/m²)

U = Transmitância térmica.

α = Absortividade.

I = Radiação solar.

t_e = Temperatura externa.

t_i = Temperatura interna.

Quais destas variáveis são dados do ambiente? Quais são dados da edificação?

São dados do ambiente a radiação solar, temperatura externa e temperatura interna. São dados da edificação a transmitância térmica e a absortividade.

Questão 4) A fórmula completa para calcular o fluxo térmico por fechamentos translúcidos é a seguinte:

q_Fs= U(t_e-t_i) + (Fs x I) (W/m²)

Ignorando-se a parcela transmitida por condução – U(te-ti) –, tem-se ainda a maior contribuição de calor que pode passar por este tipo de fechamento que é devida à radiação solar direta. Ou seja, o Fator Solar do material multiplicando a radiação (Fs x I).

Considerando apenas a contribuição por radiação, complete a tabela abaixo a fim de encontra as possíveis cargas térmicas (Q_Fs) de uma janela com 3m² de área em uma fachada nordeste, localizada em Salvador, às 9h do solstício de inverno. Em seguida, responda:

Material	Fator Solar	q_Fs = Fs x I	Q_Fs= q_Fsx A
Vidro transparente simples (3mm)	0,87	622,92	1868,76
Vidro verde (3mm)	0,72	515,52	1546,56
Vidro reflexivo (3mm)	0,37	264,92	794,76

a) Qual destes materiais você indicaria se esta janela fosse de um quarto de casal que gosta de levantar cedo e trabalha fora durante as manhãs? Justifique.

Vidro transparente simples, porque permite a maior entrada de calor pelas manhãs, quando o quarto está vazio, tem o menor custo e maior disponibilidade no mercado.

b) Qual destes materiais você indicaria se esta janela fosse de um quarto de um jovem que faz turno de 6 horas, começando às 18 horas, em um restaurante? Justifique.

Vidro reflexivo, pois é o vidro que permite a menor entrada de calor no horário indicado, quando o jovem provavelmente esteja dormindo.

Ambiente Bioclimático

Resumo - Ventilação Natural

5.2. Ventilação natural

A ventilação proporciona a renovação do ar do ambiente, sendo de grande importância para a higiene em geral e para o conforto térmico de verão em regiões de clima temperado e de quente e úmido.

A renovação do ar dos ambientes proporciona a dissipação de calor e a desconcentração de vapores, fumaça, poeiras, de poluentes em geral.

A ventilação natural é o deslocamento do ar através do edifício, através de aberturas, que funcionam como entrada ou saída. Assim, as aberturas para a ventilação deverão estar dimensionadas e posicionadas de modo a proporcionar um fluxo de ar adequado ao recinto. O fluxo de ar que entra ou sai do edifício depende de uma série de implicações relativas à incidência do vento e forma do edifício. Uma delas é a diferença de pressão entre os meios internos e externos que pode ser causada pela força do vento (ação dos ventos) ou pela diferença de densidade do ar interno e externo (efeito chaminé), ou por ambas as forças agindo simultaneamente.

5.2.1. Carga térmica pela ventilação

A renovação do ar dos ambientes pode ocasionar ganho ou perda de calor. No cálculo das cargas térmicas, adota-se uma taxa de renovação adequada ao ambiente para depois dimensionar as aberturas.

5.2.2. Critérios de ventilação dos ambientes

O primeiro critério de ventilação dos ambientes é o suprimento de oxigênio e a concentração máxima de gás carbônico no ar, sendo que a diluição da concentração de gás carbônico requer maiores taxas de ventilação que o suprimento do oxigênio.

Outra importante função da ventilação é a remoção do excesso de calor dos ambientes. Os excessivos ganhos de calor solar, principalmente no verão, assim como o calor gerado no próprio ambiente, devido à presença de fontes diversas, podem provocar o desconforto térmico. A ventilação desses ambientes pode promover melhorias nas condições termo-higrométricas, podendo representar um fator de conforto térmico de verão ao incrementar as trocas de calor por convecção e evaporação entre o corpo e o ar interno do recinto.

5.2.3. Ventilação por “Ação dos Ventos”

A diferença de pressão exercida sobre o edifício pode ser causada pela ação dos ventos. O vento, considerado aqui como ar que se desloca paralelamente ao solo em movimento lamelar, ao encontrar um obstáculo – o edifício – sofre um desvio de seus filetes e, ultrapassando o obstáculo, tende a retomar o regime lamelar.

As paredes expostas ao vento estarão sujeitas a pressões positivas, enquanto as paredes não expostas ao vento e à superfície horizontal superior estarão sujeitas a pressões negativas para saída de ar.

Essa situação proporciona condições de ventilação do ambiente pela abertura de vãos em paredes sujeitas a pressões positivas para entrada de ar e em paredes sujeitas a pressões negativas para saída de ar.

A distribuição das pressões sobre o edifício depende da direção dos ventos com relação ao edifício e do fato de estar exposto às correntes de ar ou protegido por qualquer obstáculo. A pressão exercida sobre um determinado ponto do edifício depende também a velocidade do vento e do seu ângulo de incidência.

Ao lidar com edificações situadas na área urbana, o efeito da ação dos ventos pode ser pequeno em razão da proximidade entre as construções. Outra alteração previsível se refere à direção do vento, que não mantém a nível intra-urbano, tendendo a seguir o traçado viário.

5.2.4. Fluxos de ar através dos recintos

A posição e as dimensões das janelas exercem uma grande influência na qualidade e na quantidade de ventilação interna.

5.2.5. Ventilação por “efeito chaminé”

O estudo da ventilação por efeito chaminé é feito considerando apenas as diferenças de pressões originadas das diferenças de temperaturas do ar interno e externo ao edifício.

Se um recinto dispuser de aberturas próximas ao piso e próximas ao teto ou no teto, o ar interno, mais aquecido que o externo, terá a tendência de sair pelas aberturas altas, enquanto o ar externo, cuja temperatura é inferior à do interno, encontrará condições de penetrar pelas aberturas baixas. Observa-se também que o fluxo do ar será tanto mais intenso quanto mais baixas forem as aberturas de entrada de ar e quanto mais altas forem as aberturas de saída de ar.

5.2.6. Efeito simultâneo: chaminé e ação dos ventos

Para estudar os processos simultâneos de efeito chaminé e ação dos ventos, é necessário que se analise, se a ação do vento está realmente funcionando no sentido de proporcionar um incremento na ventilação do recinto. Esta análise deve ser feita pela observação, no projeto, do real papel das aberturas de saída de ar quando submetidas à ação do vento predominante. Caso se conclua que o vento não esteja contribuindo para o incremento da ventilação interna, é necessário reformular, no projeto, a proposta do sistema de aberturas destinado à ventilação, de modo a aproveitar a ação do vento.