Apostila basica-de-conforto-ambiental

BIOCLIMATISMO
NO PROJETO DE ARQUITETURA: DICAS DE PROJETO

ALGUNS FUNDAMENTOS E INSTRUMENTOS PARA
CONCEPÇÃO
EM CLIMA TROPICAL ÚMIDO
PARA EDIFICAÇÕES PREVISTAS SEM CLIMATIZAÇÃO OU COM
CLIMATIZAÇÃO MISTA

Autores:
Arq. Cláudia Barroso-Krause, D.Sc.
Arq. Maria Júlia de O. Santos, M.Sc.
Arq. Maria Lygia Niemeyer, M.Sc.
Arq. Maria Maia Porto, D.Sc.
Anna Manuela Rodriguez Carneiro Gomes
Kamila Cobbe Teixeira
José Cláudio Peixoto Gomes

Proarq - DTC
FAU- UFRJ

Março de 2005

Algumas palavras...

Esta apostila propõe, para o aluno de graduação, em linguagem simples, as informações básicas
para o início da abordagem bioclimática do projeto sujeito à climatização mista e à opção pela não
climatização; um glossário simples, que explica os principais conceitos (sublinhados no texto)
utilizados; anexos com instrumentos úteis para o acompanhar o desenvolvimento da concepção do
projeto e um guia de utilização destes instrumentos no processo do projeto.
Ela não pretende resolver os problemas ligados ao bioclimatismo e a conservação de energia em
edificações residenciais ou de climatização mista em clima tropical brasileiro, nem apresentar em
detalhes todo o resumo do conhecimento disponível sobre o assunto, mas apresentar noções
básicas que possam ser incorporadas ao processo de início de concepção arquitetônica permitindo
a otimização do projeto face a seu entorno climático e às necessidades de seus futuros ocupantes.
A pesquisa em qualidade das construções em clima tropical úmido vai muito mais longe e tem sido
objeto de pesquisa intensa. Nossos centros universitários - de Norte a Sul do país - e institutos de
pesquisas tecnológicas vêm procurando integrar e adequar os princípios físicos da transmissão de
calor e as necessidades de caráter ambiental dos diversos tipos de usuários à nossas diversidades
climáticas, culturais e às nossas leis de uso do solo. Muitas das informações aqui transmitidas vêm
dessa massa multidisciplinar de pesquisadores. Outras, de uma geração anterior, a quem o
pioneirismo deve ser reconhecido.
Especificamente a pesquisa em conforto ambiental nas edificações tem procurado tomar uma nova
atitude frente a arquitetura. Ela procura definir uma abordagem do projeto da construção desde
seu início em ligação “íntima” com o lugar, seu entorno, o clima e os hábitos construtivos locais. Ela
procura preservar a liberdade de escolha, mas associando-a à sua responsabilidade ambiental.
Viemos nos dar conta que fomos um pouco longe demais, ao ter confiança cega no uso de
equipamentos para resolver a posteriori aspectos do conforto ambiental no interior das edificações.
A arquitetura do século XX se caracterizará talvez (ao menos do ponto de vista histórico) por ter
dado exagerada importância à tecnologia, a exclusão de qualquer outro valor. De lá esta
dependência atual em relação ao controle mecânico do ambiente interior, em detrimento da
exploração dos fenômenos climáticos naturais para satisfação de nossas exigências de conforto.
Embora tenha havido um grande acúmulo de conhecimento, o acesso à essa informação já
disponível constitui hoje um dos grandes problemas em todas as áreas, inclusive a da construção.
A medida que os fenômenos envolvidos tornam-se mais complexos e que a gama de materiais e
técnicas possíveis se aperfeiçoam, nos defrontamos na prática, à dificuldade de acesso a esse
saber.
Assim, em geral, arquitetos, construtores e sobretudo auto-construtores, deixam de lado estas
informações, mesmo disponíveis, por se apresentarem sob forma técnica, complexa e fastidiosa.
Donde os erros, ou no mínimo as “prises” de riscos consideráveis na concepção do projeto
arquitetônico. Com isso, a qualidade do ambiente resultante acaba sempre diferente - e em geral
bem inferior - do esperado.
Para o profissional já “em campo” permanece uma certa dificuldade na matéria. Quando sem
tempo para reciclar, com hábitos já enraizados, acaba com dificuldades para incluir, desde os
primórdios do projeto os conceitos necessários à uma boa inserção de sua arquitetura no meio.
Este é talvez o momento mais importante da concepção onde há mais liberdade de escolha
(implantação, partidos, materiais, etc.), escolha essa que “engessará” para sempre (ou até uma
reforma) a edificação.
Assim, hoje, o tema de conforto ambiental faz parte do novo currículo universitário brasileiro do
curso de Arquitetura. A partir da constatação de que as construções deixaram de responder às
necessidades mínimas de conforto dos indivíduos e às novas necessidades de conservação de
energia do país, surgiu esta disciplina, ministrada na UFRJ em um período letivo. É disciplina

PROARQ e DTC – FAU - UFRJ 2

introdutória de outras mais específicas, eletivas mas essenciais e fortemente recomendadas à
formação completa do arquiteto atual.
Que não se espere obter daqui valores precisos previsionais do comportamento do projeto após
sua construção. Estes dados serão sempre resultados de um trabalho especializado, de um nível
de detalhamento muito superior. Mas espera-se que as informações lhes sejam úteis para orientá-
los na iniciação da abordagem bioclimática do projeto.
Cláudia Barroso Krause

P.S. Softwares, freeware e outras dicas para apoio ao projeto podem ser encontrados na página
da FAU ( www.fau.ufrj.br ), no link “alunos”.


Conforto Ambiental 2°semestre 2004 Índice

Introdução_____________________________________________________________________________6

1. O homem e suas necessidades higrotérmicas ______________________________________________ 8
1.1. O diagnóstico do microclima __________________________________________________________10
1.2. A construção, o usuário e o clima ______________________________________________________11
1.2.1. Trocas por radiação ______________________________________________________________13
1.2.2. Trocas por condução ______________________________________________________________14
1.2.3. Trocas por convecção ______________________________________________________________15
1.2.4. Muros e esquadrias _______________________________________________________________19
1.3. Insolação e o projeto ________________________________________________________________20

2. O homem e suas necessidades lumínicas ________________________________________________23
2.1. A construção e as fontes de luz ________________________________________________________26
2.1.1. Luz e Cor _______________________________________________________________________27
2.1.2. Fontes de luz natural ______________________________________________________________27
2.1.3. Fontes de luz artificial _____________________________________________________________28
2.1.3.1 Características operacionais das lâmpadas ___________________________________________30
2.1.4. A reflexão e a transmissão _________________________________________________________30
2.2. Iluminação e projeto _________________________________________________________________31
2.2.1. Sistemas de iluminação natural: zenitais e laterais _______________________________________32

3. O homem e suas necessidades acústicas _________________________________________________34
3.1. Propriedades físicas do. som _________________________________________________________36
3.2. A construção e o ruído ______________________________________________________________37
3.2.1 Fonte sonora _____________________________________________________________________38
3.2.2. Propagação _____________________________________________________________________39
3.2.2.1. Atenuação pela distância _________________________________________________________39
3.2.2.2. Reflexão e absorção _____________________________________________________________40
3.2.2.3. Transmissão ___________________________________________________________________40
3.2.2.4.Difração _______________________________________________________________________41
3.2.2.5. Difusão _______________________________________________________________________41
3.3. Qualidade Acústica _________________________________________________________________41
3.3.1 Isolamento acústico/ Materiais isolantes _______________________________________________42
3.3.2. Absorção Acústica / Materiais Absorventes _____________________________________________43
3.3.3. Tempo de Reverberação (TR) _______________________________________________________44
3.4. O Ruído e Projeto __________________________________________________________________44
3.4.1. Identificação e classificação das fontes de ruído _________________________________________44
3.4.2. Qualificação Acústica dos Espaços ___________________________________________________44
3.4.3.Tratamento das Fontes de Ruído de Impacto ___________________________________________44
3.4.4. Afastar Espaços Sensíveis das Fontes de Ruído ________________________________________45
3.4.5. Isolamento dos Ruídos Aéreos ______________________________________________________45
3.4.6. Condicionamento Acústico _________________________________________________________46

Glossário____________________________________________________________________________48


Conforto Ambiental 2°semestre 2004 Índice

.1. Higrotermia________________________________________________________________48
2. Iluminação_________________________________________________________________51
3. Acústica___________________________________________________________________52

Anexos______________________________________________________________________56
1. Higrotermia ________________________________________________________________56
2. Iluminação _________________________________________________________________67
3. Acústica___________________________________________________________________77

Bibliografia ___________________________________________________________________________82


Conforto Ambiental 1° semestre 2005

Introdução

O novo cenário de nossos projetos arquitetônicos: as intervenções humanas e o
microclima.
Os grandes centros urbanos assistiram recentemente a uma variação importante no seu
microclima, em função da mudança do ritmo da atividade humana: os milhares de deslocamentos
diários dos automóveis, a refrigeração (ou o aquecimento) e a iluminação intensiva dos edifícios e
dos locais públicos, e mesmo a presença dos milhares de seres humanos constituem hoje fonte de
calor e de tipos diversos de poluição (ruídos, poeiras, hidrocarburetos e vários produtos das
combustões), e determinam o microclima urbano. Se a estes fatores se associam situações
geográficas especiais, assistimos, tanto em São Paulo como em Atenas e na cidade do México -
situadas em uma depressão e fora do alcance dos ventos de alta velocidade - a um acúmulo
destes digamos subprodutos das atividades humanas, gerando um adensamento dos gases e uma
situação de poluição muito forte.
Resumindo, ao concentrar suas atividades em um só lugar - a cidade - o homem modifica seu
microclima: acontecem temperaturas médias mais elevadas, há a modificação do regime de
chuvas, o aumento da nebulosidade devido à poluição do ar. As chuvas, sendo rapidamente
evacuadas para o sistema de esgoto, pelo excesso de solo impermeável, não tem tempo de
refrescar o solo e o ar, salvo perto dos parques e jardins. Bairros inteiros passam a sofrer com o
calor no verão e na meia-estação. Estes bairros, mais quentes, acabam atraindo as massas de ar,
e, como estas estão carregadas de partículas poluentes, tornam-se bairros quentes e poluídos.
As antigas regras de bem morar dormir de janelas escancaradas, cercar-se de muros baixos,
insinuantes de propriedade, se modificam: por medo ou ruído ou chuva, não se permite a livre
circulação de ar no interior das construções; os muros, cada vez mais altos e impenetráveis,
afastam os ventos de todo o terreno. Construções em "paredão" como em Copacabana, impedem
também o acesso dos ventos locais aos quarteirões internos, impedem o acesso do Sol às ruas
estreitas e aos andares mais baixos das edificações, prejudicando a qualidade do ar em climas
úmidos.
Mas não é só o meio urbano quem sofre. As zonas rurais padecem das filosofias agrícolas
"modernas", e das novas implantações de fábricas, ambas trabalhando com a técnica de terreno
arrasado. Limpa-se e planifica-se o terreno e em seguida começa-se, com mais "conforto" o projeto
de implantação. Com a retirada da camada fértil do solo, e da variedade florestal existente, o
microclima se modifica. Uma parte importante da fauna e da flora desaparecem e permite a
ocorrência de erosão e do empobrecimento progressivo do solo. A qualidade da água dos
mananciais é comprometida e será, segundo alguns o desafio maior do próximo século. Perde-se o
amortecimento da vegetação em relação à ação das chuvas, dos ventos, da radiação solar. A
amplitude de temperatura aumenta.
O microclima se degrada e as soluções tradicionais de projeto deixam de responder aos anseios
de seus usuários.

O homem e suas necessidades ambientais.
Sentir-se confortável é talvez a primeira sensação procurada pelo ser humano. O bebê confortável
ressona ou brinca tranqüilo e, a medida que esse equilíbrio vai se rompendo, dá sinais claros de
agitação e descontentamento. Cada um de nós é incapaz de descrever, quando confortável, os
limites ou as características desta sensação. Entretanto, ao rompimento deste estado,
conseguimos descrever se trata de um ruído, um excesso - ou falta - de calor, uma ausência ou
excesso de luz que nos incomoda.
Depreendemos daí que só existe um conforto, global, indefinível, mas várias fontes, independentes
(mas capazes de se somarem) de desconforto. Assim, o que nos preocupa na realidade não é o
conforto, mas o desconforto. É este que devemos bem conhecer, para melhor determinarmos suas
causas. Desta forma, poderemos, no projeto nosso de cada dia, projetar mecanismos para evitar
ou minorar suas conseqüências.


Por uma questão de hábito, chamaremos este estudo de conforto ambiental. Dividiremos neste
curso a noção de conforto ambiental basicamente em três: conforto térmico, lumínico e acústico;
embora como vimos sejam apenas algumas das facetas 1 de um único conceito que envolve o
Homem e suas necessidades ambientais. Conhecendo as bases conceituais destes "confortos”,
capacitamo-nos ao projeto arquitetônico responsável com o usuário e o seu entorno.

1 Aliás, como arquitetos, outros confortos igualmente importantes nos são cobrados, como o respiratório, ergonômico, táctil, visual,
etc..que devem interagir no momento das decisões projetuais.


1. O homem e suas necessidades higrotérmicas
O homem é o que chamamos um animal homeotérmico, ou seja, sua energia vital é conseguida
através de fenômenos térmicos em um processo chamado metabolismo. Sua energia útil,
entretanto é apenas 20% da metabolizada. Os restantes 80% são transformados em calor e devem
ser eliminados para que o equilíbrio seja mantido.
Sempre que o organismo, através de seu sistema termo-regulador, necessita trabalhar muito para
manter este equilíbrio, ocorre a fadiga, e a conseqüente queda de rendimento das atividades, em
um primeiro estágio, e a longo prazo, algum tipo de dano físico (tontura, desmaio, etc.). É o que
pode acontecer, por exemplo, ao se jogar partidas seguidas de vôlei de praia no verão sem
descanso, ou durante as corridas feitas em horários de muito calor, etc.
Assim, o conforto higrotérmico é obtido sempre que consegue manter, através das trocas
higrotérmicas (Fig.T1), um equilíbrio entre seu corpo (que está em torno de 36,7°C) e o entorno.

M - Metabolismo, ou a produção de calor interno do corpo.
R - trocas por radiação. Entre o Sol e o corpo, entre o corpo
e a abóbada celeste, entre o corpo e os demais corpos
(paredes, etc.)
C - trocas por condução, contato. Entre o corpo e toda
superfície em que ele toca.
Cv - trocas por convecção. Entre o corpo e o ar que está
em seu contato direto.
E - trocas por evaporação. Eliminação do calor pela troca
pulmonar, na expiração e através da pele, pelos poros.
Fig. T1 – Trocas higrotérmicas entre o homem e seu entorno.

As trocas ilustradas anteriormente ocorrem todo o tempo e podem mudar de sentido - de perda
para ganho de calor - segundo haja mudança de local, de momento (dia/noite), de atividade
(metabolismo) e de vestuário 2. O fundamental, para que estejamos em sensação de conforto
higrotérmico é que o somatório dessas trocas seja nulo. Ou seja, todo calor que estejamos
produzindo em excesso possa ser eliminado e que não percamos calor necessário à manutenção
do equilíbrio interno 3.
Ou seja, o rendimento de qualquer atividade, possui um vínculo estreito com as condições
higrotérmicas do seu entorno. Para conhecer estes valores, várias pesquisas foram feitas com
inúmeras pessoas em várias situações. Os resultados foram transformados em gráficos de ajuda
ao diagnóstico de conforto higrotérmico chamados diagramas bioclimáticos. Eles interpretam os
valores instantâneos de umidade e temperatura do ar em função de parâmetros de conforto. O
mais utilizado é o realizado pela equipe do Prof. Givoni 4 (Fig. T2).

2 na realidade, de forma mais completa, podemos afirmar que o bom aproveitamento da atividade humana - no lazer ou no trabalho - é
função (com pesos distintos e variáveis) do perfil de cada indivíduo. Chamaremos aqui de perfil sua descrição em termos de compleição
física (devido à idade, tamanho, sexo, saúde, raça, etc. ..), vestimenta, atividade, e, de mais difícil mensuração, de seus fatores
econômicos, sociais e psicológicos.
3 ou seja, para garantir as condições de saúde do organismo, necessitamos que a equação M ±R ± C ± Cv - E = 0 se mantenha ao
longo do tempo.
4
Fonte GIVONI


suor
condensação aparente
nas partes frias

frio
desidratação
mucosas

N, N' - zona de conforto e zona de conforto ainda AC - resfriamento através de métodos ativos
aceitável. (condicionamento de ar).
EC, EC' - resfriamento através da evaporação. W - necessidade de umidificação suplementar.
D - desumidificação necessária. H,H' - limite do aquecimento por métodos passivos.
V,V' - resfriamento através de ventilação. M,M' - uso de materiais do envoltório construtivo.

Fig. T2 – Diagrama original de Givoni e as situações “vividas” fora do polígono de conforto.
Fonte: GIVONI, A – L´homme, L´architeture et le Climat

O diagrama do Prof. Givoni identifica “zonas” de conforto e/ou de estratégias de arquitetura
bioclimática, em função dos valores que encontramos no local de umidade e temperatura do ar.
Fora do poligono central – N ou em verde na figura T2 – encontram-se situações climáticas
associadas à sensações de desconforto higrotérmicas, que podem ser corrigidas ou minoradas se
aplicarmos as respectivas estratégias.
Assim, se plotarmos em um diagrama bioclimático como o anterior os principais valores de
temperatura e umidade de um local, poderemos obter um primeiro diagnóstico de seu clima e das
melhores estratégias de projeto. Exemplo (Fig. T3):

Cidade dados climáticos médios diagnóstico
Estação verão inverno verão inverno
temperatura umidade rel. temperatura umidade rel.
Valores
média (°C) média (%) media (°C) média (%)
Belém 26,2 83 26,2 82
Brasília 21,5 77 18,1 65 (50)
Fortaleza 27,3 74 25,9 81
R. de Janeiro 25,5 76 20,6 23,3
São Paulo 20,4 80 15,6 80
Porto Alegre 23,3 70 14,2 85

Fig. T3 - Tabelas climatológicas do Min. da Aeronáutica - Período 1961/1965 (Fonte: FROTA)

O que é importante entender é que a escolha das estratégias deve ser feita em função do tipo e do
período de ocupação (meses e horas do dia). Em homenagem ao belo trabalho de apoio
desenvolvido pelos Labcon e LabEee (UFSC), ilustremos com as estratégias adequadas para um
projeto de casa de férias usada prioritariamente no inverno ou no verão em Florianópolis.(Fig. T4)



30 3
30 30

25 2

25 25
5 20 2
2
5
W[ 2
TBU[°C] 20 10 g/ TBU[°C] 2 0 10
4 15 Kg 4 1
ent o ent o
15 ] 15
10 1
10 1 11 10 1 11
5 12 5 12
0 5 0 5
9 8 7 9 8 7
3 3
6 6
0 0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Fig. T4 - Diagramas bioclimáticos aplicados a Florianópolis para período de 24h no inverno (15/06
a 15/08) e no verão (15/11 a 15/02). Fonte : Programa Analysis 2.0 - LabEEE UFSC

1.1. O diagnóstico do microclima.

Além do tipo de clima, para todo estudo arquitetônico, é necessário o conhecimento do microclima
envolvido, ou seja, o clima do entorno próximo. Os valores que encontramos nas estações
meteorológicas, são medidos em circunstâncias muito especiais e em geral distintas daquelas do
nosso dia a dia. É necessário um estudo, sobre planta de relevo, para verificar as mudanças
ocasionadas por topografia, cobertura vegetal, densidade urbana, etc. Da mesma forma que as
montanhas, construções vizinhas podem esconder a radiação solar direta, refletir os raios de Sol,
obstruir e modificar o sentido ou a velocidade dos ventos dominantes.
Na realidade, no estudo do microclima existe um limite além do qual, o assunto torna-se estudo de
urbanismo, escapando às possibilidades de intervenção do arquiteto. Desta forma, é preciso
avaliar apenas o impacto do entorno próximo à edificação - entorno natural, construído ou legislado
- sobre a performance da construção. O que queremos é conseguir identificar os elementos
específicos deste entorno capazes de modificar os dados climáticos padrão das estações
meteorológicas.
Para uma primeira definição das estratégias bioclimáticas de projeto, não sendo possível conseguir
os dados das estações climatológicas, uma pesquisa no terreno pode ajudar-nos a determinar qual
o tipo de clima em jogo. Medem-se os valores médios (média das médias) da temperatura do ar e
da umidade dos meses extremos - que são os piores - e aplica-se na tabela a seguir (Fig. T5):

TEMPERATURA diagnóstico UMIDADE ABSOLUTA diagnóstico
< que 10°C Frio > 6 g/Kg Úmido
<4 g/Kg Seco
10°C a 20°C Temperado > 6 (10°C) e >9 g/Kg (10°C) Úmido
< 4 g/kg 5 Seco
20°C a 30°C Quente > 10 (20°C) e >16 g/Kg (30°C) Úmido
<4 g/Kg Seco
> que 30°C Muito Quente > 186g/Kg Úmido
< 14 g/Kg Seco
Fig. T5 - (Fonte FERNANDEZ)

Combinando os diagnósticos de temperatura e umidade é possível gerarmos definições de clima
como temperado úmido, quente seco, etc. Os resultados servirão de base na escolha das
estratégias mais adequadas.
Quanto aos ventos, em caso de ausência de dados, uma conversa com um ribeirinho, uma olhada
no terreno com uma bússola e a tabela de Beaufort (ver figura T6), em horas, dias e estações

5 Segundo a relação de tensão de vapor do diagrama de GIVONI, pg. 32.



diferentes, podem nos dar uma idéia, pela simples observação dos fenômenos ocorrentes, da
velocidade e direção dos ventos e do tipo de abertura e esquadria necessária ao pleno
aproveitamento deste recurso natural (exemplo de aplicação no anexo T7).

Escala
Velocidade dos
de Fenômenos comumente observados
ventos
Beaufort
0 0 a 0,2 m/s a fumaça (churrasqueira, chaminé, cigarro, etc.) sobe de forma vertical.
1 0,3 a 1,5 m/s o vento faz a fumaça se inclinar, mas ainda não consegue girar um cata-vento.
o ser humano percebe o vento no rosto, as folhas das árvores e do cata-vento
2 1,6 a 3,3 m/s
começam a se mexer.
as folhas e os pequenos ramos das árvores se mexem de forma contínua e o
3 3,4 a 5,4 m/s
vento faz as bandeiras se mexerem.
4 5,5 a 7,9 m/s o vento tira a poeira do chão e levanta folhas de papel.
as pequenas árvores começam a balançar e começa a fazer espumas nas
5 8,0 a 10,7 m/s
ondinhas dos lagos.
6 10,8 a 13,8 m/s fios elétricos começam a se mexer e fica muito difícil usar guarda-chuva.
as árvores ficam completamente agitadas e fica muito difícil de se andar de
7 13,9 a 17,1 m/s
frente para o vento.
os pequenos ramos das árvores se quebram e não se pode andar
8 17,2 a 20,7 m/s
normalmente sem um esforço terrível, de frente para o vento.
as telhas dos telhados começam a ser arrancadas, ocorrem pequenas
9 20,8 a 24,4 m/s
catástrofes com relação à casa.
normalmente só ocorre no mar. Quando ocorre na terra, pode arrancar
10 24,5 a 28,4 m/s
árvores com a raiz.

Fig. T6 – Tabela de BEAUFORT ref.: Gret (ver bibliografia)
Os dados geo-climáticos podem ser assim em seguida classificados pelo arquiteto como
vantagens, trunfos, ou desvantagens, facilitando sua compreensão na escolha das estratégias de
resfriamento passivo ou ativo, umidificação, desumidificação, aquecimento passivo ou ativo,
inércia, etc., e serem incorporados à seu estilo, sua estética e a de seu entorno.

1.2. A construção, o usuário e o clima
Gerar uma arquitetura adequada a determinado clima significa elaborar espaços que propiciem ao
seu usuário condições internas microclimáticas compatíveis ao funcionamento de seu metabolismo
nas diversas atividades ali exercidas.
Como dissemos antes, o conforto higrotérmico é obtido sempre que se consegue manter, através
de trocas com o meio ambiente ou via uma mudança metabólica, um equilíbrio entre o corpo e o
entorno.
Já temos um instrumento – o diagrama bioclimático de Givoni – que nos permite verificar quais as
estratégias mais eficazes para garantir no interior das edificações um nível de temperatura e
umidade compatível no período ocupado com a atividade prevista.
Por exemplo, no diagrama de Givoni aplicado para a cidade do Rio de Janeiro ( Ilha do Fundão) e
para um período de ocupação total observamos a seguinte repartição de horas de conforto: 15%
frio (mas não tanto quanto em Florianópolis), 20% conforto e 65% calor (Fig. T7).



Legenda:
1- Conforto 2- Ventilação 3-Resfriamento evaporativo
4-Massa térmica para resfr. 5- Ar-condicionado 6-Umidificação
7- Massa térmica/ Aquec. solar 8- Aquec. Solar passivo 9-Aquec.Artificial
Fig. T7 - Diagrama de conforto para Rio de Janeiro. Fonte: Efic.Energ.Arq. (CD) Lamberts et all

Ora, não nos cabe - como arquitetos - interferir em estratégias que impliquem em uma mudança
metabólica (mudança de vestuário ou de atividade, por exemplo).
Desta forma só nos resta assegurar, via criação do envelope construtivo, uma relação favorável
entre as necessidades humanas e o clima. Assim, retomando a figura das trocas higrotérmicas
(Fig. T1), podemos inserir os elementos construtivos mais comuns e analisá-los (Fig. T8):

Principais trocas higrotérmicas entre o
homem e a construção:
R - trocas por radiação: entre o Sol e a
construção, entre a abóbada celeste e a
construção, entre o corpo e as paredes, entre as
paredes.
C - trocas por condução, contato entre o corpo e
toda superfície em que ele toca, através das
paredes.
Cv - trocas por convecção. Entre o corpo e o ar
que está em seu contato direto, entre o ar e as
paredes (externa e internamente).

Fig. T8



1.2.1 Trocas por radiação
Vejamos onde acontecem as trocas por radiação na construção:
• nas superfícies exteriores da construção, coberturas e fachadas, por absorção da
radiação solar, e emissão de calor 6 para o céu ou para a abóbada celeste;
• nas superfícies internas da construção expostas à radiação solar, por absorção da
mesma e emissão , se possível 7, de calor para a abóbada celeste;
• entre as superfícies internas da construção, paredes, teto e piso, por absorção e
emissão de calor e entre aquelas e o corpo humano , segundo a temperatura que se
encontrem .
Exemplos: Lareiras e tetos radiantes (Fig. T9).

Cv
R
R

C
Cv

R

Fig. T9

O que acontece? O fogo da lareira irradia tanto para o próprio corpo da lareira quanto para o
espaço à frente da 'boca'. Ao entrar em contato com corpos sólidos, as ondas eletromagnéticas
absorvidas provocam efeitos térmicos (esquentam). Lembramos neste exemplo que a radiação não
esquenta o ar como um todo. Este se aquece indiretamente pela convecção provocada pelo
aumento de temperatura das superfícies atingidas pela radiação, (ver exemplo de convecção no
glossário). Se por acaso a lareira for mal feita, a parede da lareira deixará passar, por
condução, o fluxo de calor provocado pelo excesso de temperatura da superfície interna da lareira.
Outro exemplo de aplicação da radiação em arquitetura ilustrado na figura T9 é o conceito de teto
radiante, usado em locais frios. O forro possui um sistema ativo de aquecimento (uma resistência
elétrica ou tubulação de água quente embutida no teto). O teto aquecido esquenta por radiação o
ambiente abaixo, sendo conseguida até uma diferença de 6 a 7°C acima da temperatura do ar.
Como idéia de sua eficácia, para uma temperatura do ar de 17°C, é possível obter-se uma
temperatura resultante de 23° a 24°C, em uma diferença da sensação que vai do frio ao conforto.
A variação da radiação solar recebida ao longo de um dia, para cada m2 de uma superfície, pode
ser simulada através de programas de computador. Verifica-se maior ou menor ganho de calor de
acordo com a orientação ou inclinação destas superfícies, que podem ser fachadas ou águas do
telhado de uma construção.
Um dos programas simuladores aos quais temos acesso chama-se CASAMO. Veja exemplo de
simulação no anexo T3.
É importante notarmos ainda que a emissão ou a absorção das ondas eletromagnéticas é função
da geometria da troca, da temperatura dos corpos e das características do material de
revestimento das superfícies. O que nos dá instrumentos para manipular essas trocas,
aumentando-as ou reduzindo-as. O anexo T4 mostra as características de alguns materiais quanto
à capacidade de absorção à radiação solar e de emissão e absorção em relação a outros corpos,
para trocas de calor (na faixa do infravermelho).

6 Chamamos aqui de calor às emissões de ondas eletromagnéticas na faixa do infravermelho.
7 Alguns elementos de construção, como o vidro, são capazes de deixar a radiação solar atravessá-los, permitindo que alcance piso e
paredes, mas impedem, por sua constituição, a emissão de ondas de calor (ou na faixa do infravermelho), no sentido contrário, de volta
à calota, retendo o calor no ambiente. É o princípio do tão famoso efeito-estufa.


Assim em climas quentes, lajes planas recebem uma carga térmica muito maior que telhados
inclinados e prioriza-se o uso de cores claras nos revestimentos, pois oferecem fatores de
absorção solar baixos, em torno de 0,20 a 0,30, impedindo a absorção de 80 a 70% da radiação
solar incidente respectivamente.
Telhados em lajes com revestimento asfáltico (betume) aparente (α = 0,90), por exemplo, deixam
entrar 70 % mais de radiação solar que a mesma laje revestida com pintura a óleo branca (α =
0,20).
No Rio de Janeiro, no verão, isto significa que estamos trabalhando potencialmente com valores
bastante diferentes segundo nossa decisão de projeto:
- laje plana com asfalto: 7846 Wh/m2 x 0,90 =7061,4 Wh/m2
- mesma laje com pintura clara: 7846 Wh/m2x0,30 =2353,8Wh/m2, ("ganho" evitado de 4700Wh/m2)
- telhado de uma água (25°) à Sul c/ o revestimento anterior (pintura clara): 7007 Wh/m2 x 0,30 =
2102,1 Wh/m2,
teremos um "ganho" evitado de 5744 Wh/m2 ao longo de um só dia em relação à laje tradicional e
250 Wh/m2 em relação à laje plana - um excelente método de resfriamento passivo, não?

Embora, lembrando sempre que como arquitetos, devemos pensar nos demais fatores
determinantes de projeto, tais como a manutenção de um revestimento, antes de escolhermos um
material exposto às intempéries. (Por que?)

1.2.2 Trocas por condução

Vimos através da figura T9, que as trocas térmicas por condução são as responsáveis pela
"chegada" e "partida" do calor nos ambientes. Isto porque é ela quem propicia a propagação do
calor através de um corpo homogêneo ou entre camadas distintas de um corpo em temperaturas
diferentes.
O fluxo de calor variará em função da densidade do material (o ar enclausurado é melhor isolante
que a matéria), de sua natureza química (medida através da condutividade) - onde materiais
amorfos são menos sujeitos à condução que os cristalinos, e de sua taxa de umidade (já que a
água é melhor condutora de temperatura que o ar). Veja as características térmicas médias de
alguns materiais de construção no anexo T5.
Em projeto, o importante é que a condução constitui o mais poderoso instrumento, junto à radiação
para controle das condições higrotérmicas internas das edificações, instrumentos extremamente
necessários para obtermos conforto por meios passivos ou o mais baixo consumo de energia
elétrica nos casos onde necessitemos utilizar resfriamento ativo 8 ( ar condicionado).
Vamos dar um exemplo:
Uma sala onde necessitemos condicionar artificialmente o ar (sala de computadores por exemplo),
e mantê-lo a 18°C para que a temperatura resultante fique em torno dos 20-21°C. Se as
temperaturas das paredes desta sala forem muito superiores a 18°C, ocorrerão trocas por
convecção e o ar da sala não ficará naquele patamar exigido pelo projeto de 18°C. Imaginemos
que estamos em um instante que o Sol aparece e o exterior está a 37°C (Fig. T10):

8
Lembramos que o princípio da climatização ativa é o de obter o conforto ao uso mínimo de energia. Não se trata de sacrificar as
condições de conforto higrotérmico, mas assegurá-las racionalmente.



Fig. T10
No instante seguinte o que acontece:
- a parede externa, em função do material que escolhemos sofre um incremento de temperatura, e
chega, digamos a 40°C. Tendo de um lado 40°C e de outro 18°C, inicia-se um fluxo de calor de
fora para dentro que só irá parar quando as duas superfícies limites da parede estiverem em uma
temperatura de equilíbrio.
Imaginando, por absurdo, que os raios solares deixem de chegar (Fig. T11), que não haja mais
trocas da parede externa com o exterior e que não haja mais nenhuma outra fonte interna de troca,
este valor será: (40° + 18°) /2, ou 29°C.

Fig. T11

A nova temperatura resultante de equilíbrio será: (18° + 29°)/2 =23,5 °C; obrigando o sistema de
condicionamento de ar a ser projetado para uma temperatura de entrada mais fria, o que gerará:
- um consumo maior de energia;
- um desconforto no usuário provocado pelo insuflamento de um ar a uma temperatura muito mais
baixa que a circundante.

O que fazer? Trabalhar com o projeto e os materiais de forma a:
- ter o mínimo de absorção solar na superfície externa - via escolha de orientações apropriadas de
fachadas (anexo T3), sombreamento e/ou fatores de absorção solar baixo (anexo T4);
- escolher materiais de pouca condutividade (anexo T5);
- trabalhar com a espessura das paredes (vejam na fórmula da condução acima que a espessura
(e) aparece no denominador, ou seja, quanto maior for (e), menor será o valor do fluxo
transmitido).
Naturalmente a situação é ainda mais importante quando não estivermos climatizando, pois não
teremos uma "fonte de frio" para compensar o fluxo de calor que estará chegando.

1.2.3 Trocas por convecção

As trocas por convecção constituem o recurso mais próximo ao ser humano, pois intervém
diretamente na capacidade do ser humano de evacuar o calor pela evaporação nos poros. Ela
serve também, para dissipar o calor acumulado nas superfícies internas da edificação - paredes,
pisos e teto.
Além disto é ela quem garante a manutenção da qualidade do ar que respiramos. Se a taxa de
renovação de ar de um ambiente é insuficiente para o tipo de atividade que ali se desenvolve, o
usuário será prejudicado, a respiração torna-se menos ativa e há o aparecimento de uma fadiga



prematura e o risco de contaminação aumenta 9. Embora possa aumentar segundo a atividade
exercida, admite-se como taxa de renovação mínima de ar novo para obtermos a qualidade do ar
interno, um valor em torno de 30m³/h por pessoa. No anexo T7, o quadro 4 traz um cálculo
estimado de vazão de ar segundo o tipo de esquadria, da posição da abertura e do entorno
construído e alguns valores de renovação desejáveis.
Voltando ao conforto higrotérmico: em climas quente-úmidos, onde o corpo perde pouco calor por
radiação e por condução (porque as temperaturas ambientes estão elevadas) e se refresca pouco
através da transpiração, devido à alta umidade relativa do ar, as correntes de ar controladas
podem agir de forma bastante positiva para obtermos um conforto higrotérmico no verão.
Como funciona? Através de um meio fluido - o ar - em movimento ele promove "trocas térmicas por
condução" de diversas zonas gasosas do ambiente e entre o ar que nos circunda e a pele de
nosso corpo e dos elementos sólidos em contato - paredes, tetos, pisos, móveis, etc. - criando um
processo de equilíbrio térmico.
Essas trocas ocorrem naturalmente sempre que há uma diferença de temperatura entre um sólido
e um gás, ou uma diferença de pressão entre dois pontos gasosos distintos.
Na Natureza, os principais responsáveis pelas trocas por convecção são os ventos. Embora um
estudo mais aprofundado dos ventos e de seu manuseio seja complexo, podemos adiantar
algumas ponderações úteis para o projeto:

À medida que o ar se aquece, ele fica mais leve (ou menos denso) e sobe, cedendo espaço
para outra massa de ar mais frio (e mais denso). O ar quente que sobe cria uma área que
chamamos de depressão (sucção) e o ar frio que desce gera uma força de pressão sobre a
terra (Fig. T12).

+
pressão
-
depressão
Fig. T12

No interior das construções o mesmo fenômeno acontece: o ar aquecido tende a se estratificar, ou
seja, a subir rumo ao forro (ou a um eventual andar de cima) e, uma vez sem ter para onde se
deslocar, cria uma camada quente estacionária, que irá aquecer o teto, provocando trocas por
radiação complementares (Fig. T13).

Fig. T13

O vento possui movimento preponderantemente horizontal (Fig. T14) com duas características
essenciais: turbulência e velocidade: a turbulência se caracteriza por um movimento

9
Diversos parâmetros agem sobre a qualidade do ar e o homem é extremamente sensível às menores variações de sua composição.
Por exemplo a proporção de CO2 no ar fresco é em torno de 0,03% em volume. Logo que esta proporção atinge 0,15%, o ar já é
considerado viciado, a partir de 0,4%, acontecem as dores de cabeça e os problemas de concentração.


desordenado do vento em várias direções, provocado pela rugosidade em grande escala
(prédios), é maior perto do solo e diminui com a altitude; a velocidade do vento aumenta à
medida que a altitude (altura) aumenta até tornar-se estável (z ± 400m).

Fig. T14 - Em vista e em planta o deslocamento esquemático do ar.

Para o projeto isto significa algumas interferências diretas:
- Em zona muito urbanizada (com muitos obstáculos), nós não contamos em geral com a
intensidade do vento que nos é oferecida pela estação meteorológica e sim com um valor
menor e eventualmente até em direção contrária, como mostra a figura T14;

- Com as maiores diferenças de velocidade e direção se dando até 100m do solo, a criação de
edifícios de grande altura merece um estudo mais aprofundado dos ventos locais, do entorno
construído e a construir (Fig. T15). A turbulência piora com a altura pelo aumento do
movimento aleatório provocado pelo encontro com a subida do ar por convecção (pela
diferença de temperatura entre a área da empena junto ao térreo e ao teto); uma solução seria
a adoção do uso de pilotis, que direcionam o fluxo a nível do solo, afastando a zona de
turbulência da fachada posterior do edifício.

+
-
Linha de separação
- + -
- -
+ -
Zona de
- + turbulência
+
-

+ -
Ponto de - -
atração

Fig. T15

- Quando da implantação de diversas unidades residenciais independentes, é importante evitar
o efeito de barreira à ventilação (causado pela obstrução frontal ao vento da fachada mais
ampla das construções da primeira fila). De uma maneira genérica, quanto mais alta a
edificação, mais afastada será a zona de turbulência da fachada oposta à direção dos ventos
dominantes; esta situação pode ser atenuada pela alternância das posições, o que vai
aumentar as zonas de pressão (que irão "succionar" as turbulências). Um esboço desta
solução e algumas proporções podem ser observados na figura T16 a seguir:



<2A A = altura média
das edificações da
primeira linha
A

Fig. T16 - (Fonte: Hertz)

- De uma forma geral o ar externo passa pelas construções seguindo a direção dos ventos ou
por uma diferença de temperatura gerando zonas de pressão e de depressão (Fig. T16) e
passará por seu interior entrando pelas zonas de pressão (+) e saindo pelas de depressão (-).
Assim é fundamental que nos asseguremos de que exista efetivamente uma superfície de
entrada e outra de saída para este ar em cada ambiente (permeabilidade da construção), a fim
de garantir que a renovação de ar ocorra satisfatoriamente.

3 Horário da ventilação. Considerando que quando promovemos a entrada e saída do vento no
nosso projeto, facilitamos o equilíbrio das temperaturas externa e interna, um cuidado a se
tomar é quanto ao horário de troca. A ventilação cruzada, estratégia mais comum causadora
das trocas por convecção, faz entrar em equilíbrio a temperatura interna do ar com a externa.
Assim, em horas de temperatura externa superior à interna, deixa de ser interessante o uso
sem controle da ventilação. Em contrapartida, uma boa opção de esquadria e posição de
aberturas pode permitir ao usuário resfriar seu ambiente em caso de queda de temperatura por
chuvas ou noite, sem que sua rotina seja alterada.( Anexo T8 )

4 De uma maneira geral, em climas quentes, o uso de forros ventilados é sempre uma boa
estratégia a qualquer hora. Isto porque, como vemos no glossário, a intensidade do fluxo
térmico se expressa por: q= hc ΔT (W/m2) onde hc (W/mºC ) é um coeficiente de trocas
térmicas que varia segundo a posição da troca - horizontal ou vertical - e a sua velocidade de
passagem. E ΔT é a diferença de temperatura das duas superfícies onde ocorre a troca por
radiação, no nosso caso, a superfície interna do telhado e a superior do forro.

Fig. T17

Agora se observarmos a figura anterior, poderíamos afirmar que, ao menos durante o dia, a
temperatura do telhado será sempre mais elevada que a temperatura externa (pois soma-se à
temperatura externa em contato com o telhado a parcela oriunda da absorção solar). Assim,
ventilando bastante o ático, promovemos trocas entre a superfície interna do telhado e o ar exterior
que passa, diminuindo sua temperatura. A temperatura de superfície sendo mais baixa, ocorrerá
menos troca por radiação entre a parte inferior do telhado e o forro; donde menor temperatura de
forro e menos fluxo de calor atingindo o ambiente.
É, aliás, o que torna tão atraente a telha de barro colonial sem verniz ou pintura:


Fig. T18 - Esquema de ventilação natural das telhas

Essas e várias outras estratégias são utilizadas para climatizar naturalmente ambientes, com e
sem uso de umidificação. Em climas muito secos, como Brasília, o recurso de piscinas na direção
do vento e próximas às casas, constitui um desses recursos. O vento ao soprar por sobre a
superfície de água, se umidifica (em valores absolutos), o que faz refrescar o ar (ver anexo
T1/Diagrama Bioclimático de Givoni) e assegura uma umidade relativa menos baixa e mais
confortável.

Finalmente, o vento pode trazer sensação de frescor (por quê?), mas também de desconforto,
à medida que se torna mais forte do que nossa necessidade de eliminação de suor. Embora
varie em função da vestimenta, da atividade de condições metabólicas e da temperatura
circundante, podemos admitir as seguintes velocidades do ar como as máximas confortáveis
para evitar a sensação de arrepio, que é uma reação do organismo à perda de calor acima da
desejada (Fig. T19):

Velocidade máxima situação do usuário (atividade)
tolerada (m/s)
5 sentado ou em pé, imóvel.
10 estado de pouca mobilidade (conversando em pé, dando pequenos
passos).
15 andando.
25 andando rápido ou correndo.
>25 desconforto em qualquer atividade.
Fig. T19 - Fonte FERNANDEZ

O mais importante nesta fase de interação com os conceitos do bioclimatismo talvez seja que
absorvamos a noção de que o aproveitamento da ventilação natural é uma estratégia muito
importante para o conforto e a economia de energia em edifícios residenciais 10. Somente a sua
otimização deve ser pensada na fase de projeto e em função do entorno para uma correta
adequação do sistema de aberturas e esquadrias em relação aos ventos disponíveis.
E que ao invés do pensamento tradicional de concepção do projeto "em planta" para posterior
elevação, em bioclimatismo é necessário e útil que o projeto seja elaborado simultaneamente em
elevação...
1.2.4. Muros e esquadrias
Os muros e as esquadrias são os "elementos" que administram a ventilação disponível no entorno
construído.
Altura = h

Distância à casa = 2m

Fig. T20 - (Fonte Hertz)

10 E públicos, comerciais, industriais..., dependendo das opções de projeto de climatização feitas e do entorno climático.


A correta escolha de seu tipo e de sua posição no ambiente projetado é que determinará o melhor
aproveitamento dos ventos incidentes e garantirão a permeabilidade da edificação. É muito
importante que não se confunda aberturas destinadas à renovação de ar e destinadas à
iluminação.
Os desenhos a seguir (Fig. T21) ilustram bem esta diferença. As aberturas para ventilação dos
ambientes serão sempre no máximo de mesma superfície que aquelas projetadas para iluminação
do ambiente.
Em clima tropical úmido torna-se muito importante que se tenha o pleno aproveitamento das
aberturas para a ventilação – mesmo em situação de chuvas – para garantir o melhor
aproveitamento possível, já que a ventilação cruzada não é matéria fácil de se obter em
empreendimentos multifamiliares.

Fig. T21 - Tipos diferentes de esquadrias e muros.

No anexo T 7 encontram-se alguns valores de redução do vento disponível em função do entorno,
do ângulo de aproximação escolhido para a fachada e o tipo de esquadria. São, como
praticamente tudo o mais que diga respeito ao deslocamento livre do ar, fruto de estatística e
observação, sendo seus valores mais importantes do ponto de vista relativo que absoluto. É
necessário que a escolha das esquadrias obedeça a critérios de eficiência, para garantir a
superfície de ventilação mesmo em caso de chuva, necessidade de obscuridade e proteção solar.
Alguns tipos de esquadrias - como as janelas de correr - reduzem o espaço efetivo de ventilação,
outras dirigem a distribuição do fluxo de ar no interior do ambiente e a localização e o
dimensionamento dos vãos devem levar em conta estes fatores. O anexo T 8 traz alguns tipos de
esquadrias e uma descrição de suas vantagens e desvantagens mais importantes para orientação
no projeto.

1.3 Insolação e o projeto
Falamos da recepção do corpo humano às diversas formas de calor vindas do construção.
Falamos também, dos meios de transmissão desse fluxo de calor pelo envoltório construído.
Comentamos a maneira pela qual este envoltório interage com o meio ambiente, sobretudo com a
calota celeste e o Sol.
Vimos no anexo T3 que o valor da radiação solar varia de acordo com a orientação. Ela também
varia, de acordo com os dias do anos, pela maior ou menor proximidade e inclinação dos raios
solares. Por isso, falaremos um pouco do que é insolação e o que queremos dela, do ponto de
vista térmico, como arquitetos.

O Sol possui uma trajetória aparente que varia ao longo do dia, ao longo do ano. Entretanto, para
cada latitude, essa trajetória teoricamente se repete a cada ano. Assim, para cada local, segundo a
hora do dia, a estação do ano e a orientação escolhida, temos sempre uma única posição espacial
e um único valor de radiação 11.
Para efeitos de projeto, o que queremos saber é, a cada hora desejada, aonde está o Sol, para
conhecermos a direção de seus raios e a potência desta radiação. Desta forma poderemos
11 Na realidade, as condições de nebulosidade e poluição também influenciam, atenuando seu valor.


conhecer as fachadas mais expostas à radiação, para dimensioná-las e calcular a forma de suas
proteções (beirais e brises). Para isso, o primeiro passo é a compreensão da posição solar.

Fig. T22

A posição espacial do Sol pode ser reproduzida no projeto se soubermos qual a sua altura solar α-
e o seu azimute - a . Se, sobre um ponto do globo, marcarmos a direção dos pontos cardeais e
fizermos uma projeção sobre o solo do Sol em determinado instante, chamamos de azimute ao
ângulo plano que esta projeção fará com o Norte 12. E sobre este novo eixo, de α, ao ângulo relativo
à altura solar.
Estes pontos estão marcados em cartas solares disponíveis para as principais altitudes. Veja no
anexo T2 alguns exemplos. Mas como lê-las? Bastante simples:

a 10° N 10° a
20° 20°
30° 30°

22/06 22/06
13 10
22/09 O 16 8 L21/03
17 80° 7
18 70° 6
22/12 22/12
50° α
30°
10°
S
Fig. T23

Vemos na figura T23 acima uma grande círculo, representando uma projeção do horizonte visto de
cima. Nele, estão marcados os pontos cardeais e as trajetórias solares, sob forma de linhas que
vão do Leste ao Oeste. linhas que se encontram em posição quase paralela, e que têm à sua
direita e esquerda o número do dia ao qual se referem. Cortando-as, existe outro grupo de linhas
que identificam os pontos de passagem do Sol em determinadas horas 13 do dia. Finalmente, na
parte inferior do eixo Norte-Sul, encontram-se marcações com valores da altura solar, de 0°
representado pelo círculo externo do horizonte, até 90°, no zênite (representado nas carta solares
pelo ponto de interseção dos 2 eixos).

12 Consideramos que para as latitudes Sul do Equador o Sol está ao Norte. No hemisfério Norte a situação se inverte (literalmente
questão de ponto de vista), e o Sol passa a se posicionar a Sul. Para os seus habitantes, o azimute é então calculado em relação ao
Sul. Como consideramos para efeito de projeto a Terra cilíndrica e repartida ao meio no Equador, isto não faz nenhuma diferença.
13 Horas solares, e não horas legais. Ver glossário. Entre outros cuidado, é necessário descontar os horários de verão, quando
estivermos trabalhando com este valores.


Assim, para conhecermos um ponto na trajetória solar, traçamos um segmento de reta até o círculo
externo. O valor do ângulo formado pela reta com o Norte nos dará o valor do azimute solar neste
instante. A altura solar correspondente se consegue com ajuda de um transferidor solar (Anexo 2).

Fig. T24 – transferidor auxiliar para o desenho em corte da insolação

E como aplicá-la para construção das proteções? Em princípio, para conhecer o efeito dos raios
solares em uma determinada hora e dia sobre as plantas baixas, usamos seu valor do azimute, e
para conhecer a projeção vertical do ângulo espacial, traçamos o valor da altura solar sobre os
cortes.

55

58º

Fig. T25 - Aplicação para 10h dos dias 21/3 ou 24/9 e projeção sobre desenho de Olgyay.

Depois é só geometria e desejo para achar a cobertura que melhor se adeqüe ao projeto (Fig.
T26):

Fig. T26 - Projeções diversas de mesma eficiência ( sobre desenho original de Olgyay)


Esta é talvez a parte mais importante da cartilha e é preciso confessar talvez a menos atraente em
uma primeira abordagem. No entanto após a segunda inserção dos ângulos transferidos sobre
cartas solares no projeto, desenvolve-se um automatismo e a tarefa flui sem problemas.
Para aqueles que sempre projetam em uma mesma cidade, é possível a obtenção de um diagrama
específico para os pontos cardeais e os secundários, de forma a obtermos um traçado de sombra
em horas exatas, o que nos permite ganhar algum tempo.

2. O homem e suas necessidades lumínicas

Nós vimos anteriormente as necessidades higrotérmicas do homem para a plena execução de
suas atividades. Quanto às necessidades lumínicas, elas estão relacionadas, não só à
manutenção da saúde, mas à comunicação. A visão talvez seja o sentido mais solicitado para a
comunicação. A visão permite avaliar distâncias, distinguir formas, cores e volumes com precisão.
Mas, para que suas necessidades lumínicas sejam satisfeitas, alguns requisitos devem ser
atendidos. Em determinadas circunstâncias, como veremos mais tarde, estes requisitos podem ser
antagônicos às necessidades higrotérmicas, outras vezes as complementarão.
Toda iluminação deve permitir a visão nítida dos objetos, de forma que o homem possa ali exercer
suas atividades o mais eficazmente possível e com conforto, sem que haja fadiga dos órgãos
oculares.
Se todo nosso corpo permite-nos sentir o calor, o frio e a umidade, as células sensíveis à luz
concentram-se nos olhos. O olho é um instrumento ótico que coleta as ondas luminosas e as
transforma em impulsos nervosos que estimulam o cérebro, permitindo a formação e decodificação
de imagens. De modo que a visualização do espaço depende, a princípio, da abrangência
espacial do campo visual (Fig. L1), das propriedades de acomodação e adaptação do olho e da
mobilidade da cabeça. Destaca-se a capacidade de ajuste focal (processo de acomodação do
cristalino) na visualização de pontos de diferentes distâncias e a possibilidade de adaptação das
células fotossensíveis a diversos níveis de iluminação num curto espaço de tempo.

Fig. L1 – Abrangência do campo visual : A parte central corresponde à área vista pelos dois olhos
juntos, as partes laterais correspondem à visão de cada um dos olhos separadamente, e as partes
pretas correspondem às partes bloqueadas pelo nariz e pelas sobrancelhas.

Evidentemente, a capacidade do sistema visual de bem realizar estes processos varia em função
da saúde dos órgãos envolvidos – incluídas aí, as doenças congênitas e as de desgaste devido à


idade (fig. L2) e ao mau uso – mas também da boa iluminação. Cada tarefa visual, em função do
nível de detalhes envolvidos, merece ser iluminada adequadamente. O mesmo se diz sobre o
entorno, já que o sistema visual se concentra tanto em seus planos de trabalho – objeto de seu
interesse, como também se apercebe da área circundante.

Fig. L2 – Influência da idade na visão (Fonte ABILUX)

De toda forma, embora variando de um indivíduo a outro, podemos dizer que a ausência de uma
situação mínima de conforto traz fadiga e desgaste dos órgãos visuais, reduz a acuidade visual
trazendo o mau desempenho das tarefas propostas (mesmo aquelas prazerosas, como ler, admirar
quadros , etc.).
Na realidade, o desempenho visual de uma tarefa é determinado pelo tipo de atividade
envolvido ( tamanho da tarefa visual, sua distância até o olho ,etc) e pelo grau de saúde do
indivíduo. O grau de desempenho visual para a percepção de um certo objeto cresce até um certo
nível, em função do aumento do contraste, da iluminância, ou do grau de luminância e pode se
estabilizar ou decrescer diante de um brilho intenso (fig. L3).



Fig. L3 – Desconforto e performance visual ( Fonte Hopkinson)

O ofuscamento é sentido sempre que há claridade demais no campo visual. Pode ser causado
por uma fonte de luz de grande luminosidade, como lâmpadas, janelas, ou pela reflexão dessa
fonte de luz no campo visual do observador (figura L4), como superfícies refletoras "em ação", etc.

Fig. L4 – Reflexão da fonte de luz no campo visual do observador.

Assim podemos resumir dizendo que o desempenho visual fundamentalmente depende de dois
parâmetros ambientais:
do nível de iluminamento e/ ou da luminância na superfície de trabalho;
do nível de contraste entre o objeto observado e seu suporte (ou seu entorno).
De uma forma geral, para se obter um ambiente visual não-cansativo, deve-se respeitar, as
seguintes relações de luminância entre á área foco de nossas atividades e o entorno (fig. L5):



Entre o campo visual central (a) e a tarefa
visual propriamente dita (b) 3:1

Entre a tarefa visual (b) e seu entorno 10:1
imediato (c)

Entre a fonte de luz e o fundo sobre o qual se
destaca 20:1
Entre dois campos quaisquer do campo visual
40:1

Fig. L5 – Relação de luminância recomendadas (ref. ABILUX)

Para cada tipo e atividade existe uma tabela de necessidades lumínicas - expressa em termos de
iluminância dada em lux e de luminâncias (ver anexos L1 e L2, respectivamente). Esta lista está
longe de ser exaustiva, e menciona na realidade valores para campos de trabalho e não
forçosamente a iluminância necessária a todo o ambiente envolvido. Assim vemos que são
necessários 540 lux para uma boa atividade de barbear ou maquiagem, enquanto que a boa
qualidade na leitura de jornais é assegurada com apenas 320 lux em um ambiente que pode estar
a 110 lux.
Cabe ao arquiteto conhecendo as atividades previstas para cada ambiente projetado, assegurar
uma iluminância mínima adequada, evitar o ofuscamento e a mudança brusca de graus de
iluminância entre ambientes vizinhos.

2.1. A construção e as fontes de luz

Uma vez determinadas as necessidades lumínicas dos indivíduos, o passo seguinte seria
determinar onde e como fornecer a luz que propiciará esta iluminância.
E a que chamamos luz? Luz é a manifestação visual de energia radiante, ou seja, radiação visível.
De uma forma geral, a faixa de radiação que conseguimos enxergar (faixa visível) é bastante
estreita em relação a todo o espectro solar (fig. L6).

Fig. L6 – Distribuição espectral da energia radiada pelo sol.

Essa luz, vem naturalmente do Sol - em uma faixa estreita do espectro da radiação solar,
acompanhada de seu efeito térmico, ou pode ser reproduzida artificialmente. No primeiro caso,
varia em qualidade (cor e direcionalidade) e em intensidade segundo o período do dia e ano.



Iluminação gratuita, deve ser bem aproveitada pelo projeto. No segundo, o arquiteto determina os
parâmetros necessários ao sistema de iluminação, sem restrições de clima ou hora do dia 1.

2.1.1. Luz e Cor

Um conceito associado a luz é o de cor. A visão das cores depende de três elementos: da fonte
luminosa, das superfícies iluminadas e dos olhos que as vêem.
Chamamos de luz branca, àquela resultante da combinação de todos os raios luminosos de
diferentes comprimentos de ondas provenientes do espectro visível da radiação solar. Já a cor de
um material é na realidade função da reflexão seletiva do fluxo luminoso incidente, reflexão esta
variável segundo as características físicas de sua superfície. Um material que absorva todo fluxo
luminoso nos parece negro fosco, uma porta vermelha, na realidade, absorve todos os
comprimentos de onda do espectro luminoso, exceto o de 700nm (nanômetros), correspondente ao
vermelho.

2.1.2. Fontes de luz natural

O Sol é a fonte de luz natural fundamental. É a luz do sol que, difundida na atmosfera torna-se luz
do céu ou da abóbada celeste sendo fonte primária na iluminação natural de interiores. Em dias
claros e sem nuvens, a luz do céu claro pode ser a principal fonte de luz em um ambiente, podendo
ainda haver uma iluminação suplementar considerável através da luz do Sol refletida pelo solo,
pelas empenas vizinhas à construção, envidraçadas ou não.
Assim, devido à sua grande intensidade e dinamismo (muda permanentemente de posição),
embora o Sol seja a fonte primária da iluminação natural, pode não ser considerado como tal no
projeto e cálculos. Usamos, na maioria das situações, o seu efeito sobre a abóbada, o que nos dá
valores mais constantes, intensos o suficiente para tarefas visuais e menos ofuscantes (a luz do
céu sobre um plano não costuma ofuscar, quem ofusca é o trecho de céu visto.).
Assim padronizamos três tipos de abóbadas, segundo as condições de nebulosidade
apresentadas: céu claro, onde a nuvem é ocasional, parcialmente encoberto (1/3 a 2/3 do total), e
o céu encoberto. A intensidade da luz difusa disponível é menor na primeira situação e maior na
última.
O entorno, natural e construído, comporta-se como uma outra fonte secundária de luz, em função
da cor, tamanho e distância ao ponto de estudo. Em climas tropicais ensolarados, a luz refletida
pelas superfícies externas representa, no mínimo 10 a 15% do total de luz diurna recebida pelas
aberturas nas edificações. Este entorno pode chegar a contribuir com 30% da iluminação recebida
por um edifício em cidades densamente urbanizadas.
A luz natural, dado a seu espectro, nos fornece toda a gama de cores do espectro visível. Ela é
considerada psicologicamente mais atraente, quebrando, ao longo do dia a monotonia, devido às
suas mudanças sutis.

2.1.3. Fontes de luz artificial
Quando energizamos determinados elementos estes passam a emitir ondas na faixa do visível,
gerando o que chamamos de luz artificial. Os produtos que as geram chamam-se lâmpadas e são
classificadas em dois grupos principais: incandescestes (fig. L7) e de descarga (fig. L8).

1 o parâmetro térmico de toda iluminação não pode ser esquecido, já que, como podemos observar, a sensação luminosa é sempre
acompanhada de um efeito térmico, dada sua condição eletromagnética.



Fig. L7 – Exemplos de lâmpadas incandescentes (Fonte Catálogo GE)

Fig. L8 – Exemplos de lâmpadas de descarga (Fonte Catálogo GE)

As primeiras fornecem luz pelo aquecimento elétrico de um filamento a uma temperatura que
produza uma radiação na parte visível do espectro (ver fig. L7). São as conhecidas lâmpadas de
vidro transparente ou translúcidas, espelhadas, halógenas, etc.
Já a luz em uma lâmpada de descarga é produzida pela passagem da corrente elétrica em um gás
ou vapor ionizado. São as lâmpadas fluorescentes, de vapor de mercúrio, etc.



Fig. L9
Se a iluminância natural depende das condições da abóbada celeste, a artificial também tem suas
restrições. Como essa luz é resultado da aplicação de uma tensão elétrica oriunda da rede pública,
observamos sérios efeitos segundo a relação tensão da rede/ tensão da lâmpada encontrada (fig.
L10).

TENSÃO DA LÂMPADA CONSEQUÊNCIAS
MAIOR que a tensão da redução da Potência da lâmpada, redução da
concessionária. iluminação e aumento da duração da lâmpada.
IGUAL à tensão da a lâmpada terá suas características mantidas em
concessionária. 100% dos valores previstos.
MENOR que a tensão da aumento da potência da lâmpada, aumento da
concessionária iluminação e redução da vida da lâmpada

Fig. L10 – Relação entre tensão da rede e tensão da lâmpada.

Dissemos antes que o parâmetro térmico de toda iluminação não pode ser esquecido, já que a
sensação luminosa é sempre acompanhada de um efeito térmico No caso da fonte de luz artificial,
existe um efeito a mais, o do gasto energético.

Todo efeito térmico não desejável da fonte luminosa é um duplo desperdício, pois foi gerado às
nossas custas e, em caso de climatização artificial , será retirado com outro gasto. Para administrar
estes fatores, criou-se uma grandeza, chamada Eficiência Luminosa (de uma fonte), que exprime a
eficiência luminosa de uma lâmpada, em relação ao seu consumo. E para conhecer o percentual
da energia consumida pela lâmpada que é convertida no ambiente em luz e calor, basta dar uma
olhada nesta tabela geral da ABILUX (fig. L11).

calor emitido pelo Calor calor emitido por convecção e
Tipo de Lâmpada LUZ
reator infravermelho condução
incandescente 0 72 18 10
fluorescente 9 32 36 23
Mercúrio 11 48 27 14
vapor metálico 13 35 31 21
sódio de alta pressão 14 38 22 26
Fig. L11



2.1.3.1. Características operacionais das lâmpadas

Pode-se avaliar todas as lâmpadas - incandescentes, fluorescentes e de descarga de alta
intensidade - em termos de quatro características básicas de operação. São elas:
EFICIÊNCIA LUMINOSA: É a quantidade de luz emitida por unidade de potência aplicada.
MANUTENÇÃO DE LÚMENS: Diz respeito à diminuição do fluxo luminoso da lâmpada ao
longo do uso.
MORTALIDADE: Expectativa de vida média de um grupo de lâmpadas.
COR: As qualidades de cor de uma lâmpada são caracterizadas por duas diferentes
atribuições:
A aparência de cor (que poderá ser descrita pela sua temperatura de cor).
A sua capacidade de reprodução de cor (que afeta a aparência da cor de objetos
iluminados pela lâmpada).

2.1.4. A reflexão e a transmissão

Como vimos, não somente da fonte luminosa, o usuário recebe o fluxo luminoso. Ele também o
recebe através da reflexão da luz sobre paredes e demais superfícies e via transmissão por
elementos translúcidos ou transparentes à sua propagação (fig. L12).

Fig. L12 – Reflexão e transmissão do espectro luminoso (Fonte Mascaró, in ABILUX).

Esta recepção de fluxo luminoso pode ocorrer sem que haja modificação da freqüência dos
componentes cromáticos. Na realidade grande parte da luz que vemos, nos chega através de
múltiplas reflexões, transmissões e difusões, desde sua emissão pelas fontes primárias.
Estas propriedades dos materiais circundantes (ver anexos L3 e L4) constituem excelente recurso
para incrementar ou reduzir a intensidade luminosa de um determinado ambiente ou zona de
atenção. Consideramos de uma forma geral dois tipos de reflexão e de transmissão: a especular,
que permite a reflexão ou a transmissão do raio luminoso sem difusão, como em um espelho, e a
difusa, na qual não acontece uma reflexão regular.



2.2. Iluminação e projeto

O que se deveria fazer cada vez mais seria trabalhar a iluminação no projeto, desde os primeiros
esboços, ou seja, junto com a concepção da forma da construção, virem se instalando as primeiras
noções básicas de iluminação dos ambientes, integradas às demais restrições.
E como se poderia pensar nisso? Existem etapas que devem ser seguidas na elaboração de um
projeto de iluminação.
O primeiro passo é analisar o programa. As necessidades visuais são diferentes em cada
ambiente. Pode-se privilegiar a iluminação de uma tarefa localizada, a percepção do ambiente
como um todo, e/ ou ressaltar elementos deste com o uso da luz. As pessoas e a Arquitetura, em
sua expressão se beneficiam da boa iluminação.
A segunda ponderação diz respeito ao fato de que luz e calor são indissociáveis (em maior ou
menor escala, quer a fonte seja natural ou artificial). Assim pensarmos se queremos ou não, e
quando, este acréscimo de carga térmica no ambiente, em função do clima e das atividades ali
desenvolvidas, já nos dá um rumo a seguir.
Então devemos confrontar níveis especificamente requeridos nas tarefas com valores de
luminosidade disponível no local e procurar orientar e dimensionar os vãos pensando em ganho de
luz natural e de calor. Do mesmo modo devemos nos preocupar quanto aos efeitos qualitativos que
podem ser explorados.
O terceiro passo é a complementação da luz natural pela artificial. Esta ponderação deve levar em
conta dois parâmetros: eficiência e custo. Ou o nosso velho custo-benefício.
Em princípio, como a iluminação natural é de melhor qualidade, gratuita, e portanto sem custos ou
desperdícios, tudo nos leva a optar por utilizá-la como iluminação básica, complementando-a com
a artificial, sempre que as necessidades de conforto lumínico a solicitarem. Destacamos as
situações de tarefas pontuais num largo ambiente (fig. L13).

Fig. L13 – Complementação da luz natural com uma fonte pontual artificial.

A partir das decisões tomadas nesta fase podemos abordar a questão lumínica do projeto de várias
maneiras, como por exemplo:
- verificando o alcance da iluminação natural nos ambientes, programando a distribuição de
sua utilização e estudando sua complementação artificial;
- ou fazendo o caminho inverso ou seja, verificando qual (quais) dos ambientes necessita
de um nível de iluminância mais elevado e posicionando próximo às aberturas;
Como cada projeto e cada arquiteto deve seguir seu próprio caminho, apenas explicaremos aqui as
técnicas relativas à utilização da luz natural nos ambientes, e da complementação com a luz
artificial.



2.2.1. Sistemas de Iluminação natural : Zenitais e Laterais
Uma vez que já sabemos o que necessitamos em termos de iluminamento (anexos L1 e L2) e
quanto dispomos na cidade de nosso projeto (ver anexo L6 – RadLite), o passo - sábio- a seguir é
estudar as possibilidades de se atender a estas exigências. Várias maneiras se apresentam, mais
ou menos sofisticadas 2, para nos atender nas diversas fases do projeto. Aqui mencionamos o
método apresentado pelo IPT. Após conhecermos o potencial da nossa região podemos ter um
pré-dimensionamento das aberturas, cruzando esta informação com a ilustrada no ábaco do anexo
L7.
O passo seguinte é resolver qual forma de "coleta de luz natural disponível" melhor convém ao
projeto: a lateral ou a zenital.
A primeira se traduz, no projeto, pelas aberturas feitas nas fachadas, que atingem o ambiente.
Naturalmente o maior aproveitamento da luz natural neste caso ocorre perto das janelas, comum
grande declínio a medida que nos afastamos dela (fig. L15).

Fig. L15 – Curva de amortecimento da iluminação natural no ambiente segundo a profundidade do
ambiente; estimativa para uma relação área de janela/ área de parede entre 35% e 100% (Fonte:
JORGENSEN, R. Fan Engeneering, in QUEIROZ, T.)
.

Observamos que traçando curvas isolux, formadas por pontos de mesmo nível de iluminamento, é
possível verificar distribuição da luz no ambiente, modificando-a segundo seu projeto de aberturas.
De uma forma geral, o óbvio prevalece, ou seja, quanto maior a área iluminante, maior a
iluminância do ambiente. Entretanto é preciso ficar atento aos problemas ocasionados por zonas
de contraste elevado e de ofuscamento, que ocorrem geralmente quando há incidência solar direta,
superfícies excessivamente refletoras ou visão do céu. A questão térmica associada à esta
penetração de radiação solar direta também deve ser ponderada.

2 e sofisticada aqui não tem nenhuma conotação pejorativa, mas simplesmente refere-se à maior ou menor necessidade de exatidão
dos cálculos, em função do nível de desenvolvimento do projeto. Na realidade, são os cálculos de Waldram que se tornarão a
ferramenta mor do projeto de iluminação natural, fora do objeto desta cartilha e bem descrita no livro energia na edificação de Lúcia
Mascaró, editora Projeto ( objeto do II prêmio Light de energia na Edificação)



Uma última recomendação: a função de uma janela como elemento de integração exterior–interior
não pode ser esquecida, e na verdade é esta mistura de parâmetros que pode tornar fascinante o
projeto das aberturas. Assim podemos usar nosso conhecimento de orientação, reflexão externa
(em pisos do entorno imediato) e interna (tetos) para gerar um sistema de abertura que reuna
todos estes requisitos, como mostra esquematicamente o desenho da figura L16.

Fig. L16 – Exemplo de combinação de elementos arquitetônicos controlando a luz solar direta e a
luminância da abóbada celeste (Fonte: Mascaró in ABILUX).

A iluminação do ambiente via sistema zenital oferece uma melhor distribuição dos níveis de
iluminamento sobre os chamados planos de trabalho. Entretanto, uma olhada na figura L17, nos
mostra que o plano horizontal, posição dos domos e clarabóias, recebem uma radiação de grande
intensidade, e durante muito tempo, que não é para ser negligenciada, e sim reduzida (em regiões
quentes) através do dimensionamento correto dos vãos ou do uso de elementos de
sombreamento.

Opções existem, como os "sheds”, que podem não captar a luz do sol, uma vez que possuem uma
única superfície vertical envidraçada. Entretanto eles apresentam em geral apenas 30% do
rendimento lumínico de um domo, captor horizontal.
Finalmente além das aberturas que captam a luz solar e de seus elementos redirecionadores e
sombreadores da luz, características do ambiente interno tal como pé-direito, forma do teto e cores
das superfícies interferem no resultado obtido.



No projeto de detalhamento do uso de iluminação natural, estes conceitos devem ser melhor
detalhados, uma série de instrumentos e programas informáticos sendo disponíveis, nos ajudando
a manipular estes dados para obter uma janela que atenda a todos os requisitos.
menor valor segundo menor valor anual
Estação (Estado) Latitude Longitude Altitude anual -EH1 -EH2
(m) (lux) (lux)
Macapá (AP) 0°10'N 51°03'W 9 15.600 16.500
Uaupés (AM) 0°08'S 67°05'W 90 26.700 27.700
Petrópolis (RJ) 22°31'S 43°11'W 895 18.100 19.700
Rio de Janeiro (RJ) 22°54'S 43°10'W 31 17.900 20.000
Cabo Frio (RJ) 22°59'S 42°02'W 7 18.400 19.900
Porto Alegre (RS) 30°01'S 51°13W 47 9.500 11.600
Rio Grande (RS) 32°01'S 52°05'W 2 9.300 10.700

Fig. L17 - Dados de iluminamento médio em plano horizontal para algumas cidades brasileiras
(Fonte: IPT - Recomendações para adequação climática e acústica, 1986). Dados calculados em
função dos valores de radiação média global no plano horizontal, considerando um fator de
eficiência luminosa para radiação igual a 100 lm/ w, distribuição típica de céu encoberto. Valores
para 8 e 16horas..

3. Homem e suas necessidades acústicas

Nesse módulo discutiremos a relação do som com o homem e o meio que o circunda.
Para que um projeto tenha condições plenas de conforto é preciso que o tripé formado por conforto
térmico, lumínico e acústico esteja bem resolvido na concepção da proposta. Quando nos
preocupamos com as condições acústicas externas e internas do edifício projetado é porque
sabemos que dependendo do uso que será dado à edificação ela poderá ser fonte de ruído para o
entorno ou ficar fragilizada por sua interferência.
Se propomos, por exemplo, uma escola para uma determinada área, é preciso que saibamos que
ela será fonte de ruído na vizinhança e que a qualidade acústica das salas de aula poderá ser
comprometida se as áreas próximas (internas ou externas) forem ruidosas.
As fontes podem ser classificadas como ruído aéreo (propagado pelo ar) ou de impacto
(propagado pelo corpo sólido – vibração) e para cada uma delas haverá um tratamento acústico
específico.
O estudo cuidadoso da área onde o projeto será inserido, identificando os tipos de fontes e o grau
de incômodo provocado por seu nível de ruído, é imprescindível para que a implantação do projeto
seja feita adequadamente. Barateamos o custo do tratamento acústico (quando este se faz
necessário) quando adotamos uma implantação correta. Podemos reduzir a entrada de ruídos na
edificação utilizando maiores afastamentos, adotando-se um partido que bloqueie o ruído,
explorando desníveis que existam no terreno ou criando barreiras.
A setorização das atividades devem ser propostas a partir da hierarquização dos espaços,
entendendo sempre que se é preciso maior privacidade ou pouquíssima interferência de ruídos,
então precisamos dos ambientes que atuam como fontes sonoras.
Adotando como exemplo um projeto de creche, entendemos que os berçários deverão ficar
afastados das áreas de recreação e serviço, pois estas áreas são geradoras de ruído.
Além do isolamento, em um estudo de acústica nos projetos precisamos estudar com maior rigor a
forma das superfícies, pois estas definirão o direcionamento da onda sonora refletida. Superfícies
convexas são excelentes refletoras de som contribuindo para melhor difusão do mesmo.
Superfícies côncavas são concentradoras de som, devem ser evitadas ou substituídas por



superfícies poli-prismáticas. A adoção de superfícies paralelas também concentra o som, por isso
buscamos outras soluções em teatros, auditórios e estúdios de gravação.
Os itens que se seguem foram dispostos com objetivo de entendermos, nas fases de projeto, como
a acústica deve ser pensada.
Inicialmente ficamos atentos aos ruídos existentes e as soluções para atenuação do mesmo. É a
fase de esboço do projeto em croqui. Em seguida, já definidos volumetria, partido, setorização e
implantação é hora de definirmos a especificação dos materiais construtivos e de revestimento
combinados com a forma interna das superfícies. Para isso é imprescindível conhecermos o
desempenho dos materiais quanto à absorção e reflexão do som.
O condicionamento acústico da sala, que envolve o estudo de reverberação, é nessa seqüência, a
última etapa de estudo e completa a tríade no estudo de acústica: estudo de isolamento, forma e
reverberação.

3.1. Propriedades físicas do som

Vivemos “mergulhados” num campo sonoro. Um som é, muitas vezes, a única informação possível
para o que ocorre fora do nosso campo visual. No entanto, enquanto podemos desviar o olhar,
para evitar uma visão desagradável, é impossível selecionar – de forma precisa – o que nos
interessa ouvir. A audição complementa a visão na identificação dos elementos externos do
entorno.
Existe som, segundo a Física, sempre que um corpo vibra, produzindo a perturbação nas
moléculas do meio que o envolve. Esse movimento é transmitido às moléculas vizinhas produzindo
ondas sonoras, que alteram a pressão atmosférica, quando o meio de propagação é o ar. Um tom
puro pode ser graficamente representado como uma onda sonora senoidal. Na pratica, dificilmente
se encontra um tom puro, mas, sons complexos podem ser decompostos em uma série de tons
puros.
Para o ouvido humano, a faixa audível (fig. A1) está situada entre as freqüências de 20 e 20 x 103
Hz, sendo maior a sensibilidade entre 1 e 4 x 103 Hz. As freqüências situadas acima desta faixa
são chamadas de ultra-sons e as situadas abaixo de infra-sons.

400H 1600Hz 20000Hz
20Hzz

infra- graves médios agudos ultra-
Fig. A1 – Faixa audível.

Um som pode ser caracterizado por 3 grandezas físicas: Pressão (P), Intensidade (I) e Potência
(W) Sonoras. Mas, como o ouvido humano é sensível a uma faixa muito extensa de pressões
sonoras (de 2 x 10 –5 a 20 Pa) e como esta sensibilidade varia (é maior para sons mais fracos e
menor para sons mais fortes 1) foi adotada uma escala logarítmica 2, cuja unidade é o decibel (dB).
Os valores desta escala vão de 0 dB (limiar de audibilidade) e 130 dB (limiar de dor). Valores
superiores a 130 dB podem causar rompimento do tímpano (fig. A2).

1
Segundo a lei de Weber e Fechner a sensação sonora é proporcional ao logaritmo da excitação provocada pelo som.
2
Lembrando que a função logarítmica e a exponencial estão intimamente relacionadas, e trabalham com movimentos quantitativos
rápidos, ou seja a adição e subtração de sons não se faz de forma linear como ocorre com os fenômenos ligados à radiação (térmica ou
luminosa), por exemplo...


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