CONFORTO
TÉRMICO
UFMS – CCET – DEC
Curso de Arquitetura e Urbanismo
Disciplina: Conforto Ambiental
Profs: Ana Paula da Sil...
IMPORTÂNCIA DO ESTUDO
DE CONFORTO TÉRMICO
• Satisfação do homem ou seu bem estar em se
sentir termicamente confortável.
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CONFORTO TÉRMICO
• “Condição da mente que expressa
satisfação com o meio térmico” -
ASHRAE.
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NEUTRALIDADE TÉRMICA
• “É a condição na qual a pessoa não prefira
nem mais calor nem mais frio no ambiente ao
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VARIÁVEIS QUE INFLUENCIAM
O CONFORTO TÉRMICO
• Atividade desempenhada, M (W/m2).
• Isolamento térmico das roupas utilizada...
O CORPO HUMANO
• 36,1ºC ≤ temp. corp ≤ 37,2ºC
• Limite inferior = 32ºC
• Limite superior = 42ºC
• 100W ≤ calor gerado ≤ 10...
O CORPO HUMANO
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O CORPO HUMANO
• Zonas de conforto:
• Pessoas nuas: 29ºC a 31ºC
• Pessoas vestidas com vestimenta normal de
trabalho (ICL ...
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NORMALIZADAISO/FDIS 7730:2005(E)
• Balanço de calor do corpo – Fanger (1982)
M - W = Qsk + Qres = (C + R + Edsk ...
AVALIAÇÃO
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• Fanger também a carga térmica que atua sobre o corpo:
L = M - 3,05(5,73 - 0,...
AVALIAÇÃO
NORMALIZADA ISO/FDIS 7730:2005(E)
• Da mesma apresentou a equação de cálculo da
Percentagem predita de Pessoas t...
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NORMALIZADA ISO/FDIS 7730:2005(E)
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utilizada nos e...
CÁLCULO DO PMV E PPD
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• Variáveis Humanas:
• Atividade desempenhada, M (W/m2).
• Isolamento térmico das roupas util...
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ASSIMÉTRICO
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• Por Radiação Térmica:
• Janelas frias
• Superfícies não isoladas
• Máquinas, etc
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• Por Correntes de ar:
• Ambientes ventilados
naturalmente,
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• Escritórios, e...
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ASSIMÉTRICO
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• Pela diferença na ta no
sentido vertical:
• Cabeça x tornozelo
• As pessoas são mais
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DESCONFORTO
ASSIMÉTRICO
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• Pisos aquecidos ou
resfriados:
• Faixas:
• carpetes/tapetes: de 21
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• madeira: 24 ...
CONFORTO
TÉRMICO
2.- REPRESENTAÇÕES
GRÁFICAS DE CONFORTO
TÉRMICO
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REPRESENTAÇÕES
GRÁFICAS DE CONFORTO
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• As várias formas de representação foram elaboradas
procurando englob...
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GRÁFICAS DE CONFORTO
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• Índice de Temperatura Efetiva (E.T.) – Hougthen,
Yaglou e Miller (19...
T.E. DE HOUGTHEN,
YAGLOU E MILLER
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• Elaborado entre 1923
e 1925.
• Correlação entre as
sensações de conforto
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T.E. DE HOUGTHEN,
YAGLOU E MILLER
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• Pessoas semi-nuas, em
repouso.
PREDICT 4-HOURS
SWEAT RATE – (P.4S.R.)
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• Predict 4-Hours
Sweat Rate
ÍNDICE DE CONFORTO
EQUATORIAL - Webb
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Fonte: Frota, A., B.; Schiffer, S., R. Manual de Conforto
Térmico – Studio No...
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ASHRAE
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• Pessoas com atividade sedentária, roupa típica de
verão.
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GIVONI (países em desenvolvimento)
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utilizada nos estudos de FANGER.
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TÉRMICO
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ONDE ESTAMOS?
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De ontem até hoje, como
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Conforto Térmico
• Sócrates, IV AC e Vitruvius, I DC
• Revolução industrial
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QUESTIONAMENTOS A
NORMA (Mod. Fanger)
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• Nicol (1993) Não concorda que o balanço entre o calor produzido e o calor
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QUESTIONAMENTOS A
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• Humphreys e Nicol (2002) O modelo PMV pode produzir predição errônea
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Nicol (1996)
A umidade relativa e a velocidade do ar tiveram pequeno efeito
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Xavier (2000)
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Sensações Térmicas (S) = 0,0239.M(5,87-pa)...
RESULTADOS EM
PESQUISAS DE CAMPO
Humphreys, M.; Hancock, M. (Windsor 2006 -Do People Like to Feel
‘Neutral’? Systematic Va...
RESULTADOS EM PESQ.
DE CAMPO NO MS
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Conforto termico

  1. 1. CONFORTO TÉRMICO UFMS – CCET – DEC Curso de Arquitetura e Urbanismo Disciplina: Conforto Ambiental Profs: Ana Paula da Silva Milani, José Alberto Ventura Couto e Wagner Augusto Andreasi 01 / 46
  2. 2. IMPORTÂNCIA DO ESTUDO DE CONFORTO TÉRMICO • Satisfação do homem ou seu bem estar em se sentir termicamente confortável. • Performance humana – melhor rendimento. • Conservação de energia 02 / 46
  3. 3. CONFORTO TÉRMICO • “Condição da mente que expressa satisfação com o meio térmico” - ASHRAE. 03 / 46
  4. 4. NEUTRALIDADE TÉRMICA • “É a condição na qual a pessoa não prefira nem mais calor nem mais frio no ambiente ao seu redor” – Fanger(1982). • “É a condição da mente que expressa satisfação com a temperatura do corpo com um todo” – Tanabe (1984). • Neutralidade térmica é uma condição necessária mas não suficiente para que uma pessoa esteja em conforto térmico, pois ela pode estar exposta a um campo assimétrico de radiação. 04 / 46
  5. 5. VARIÁVEIS QUE INFLUENCIAM O CONFORTO TÉRMICO • Atividade desempenhada, M (W/m2). • Isolamento térmico das roupas utilizadas, ICL (clo). • Temperatura do ar, ta (ºC) • Temperatura radiante média, trm (ºC) • Velocidade do ar, var (m/s) • Pressão parcial do vapor de água no ar ambiente, pa (kPa) 05 / 46
  6. 6. O CORPO HUMANO • 36,1ºC ≤ temp. corp ≤ 37,2ºC • Limite inferior = 32ºC • Limite superior = 42ºC • 100W ≤ calor gerado ≤ 1000W que é dissipado: • Através da pele: • Perda sensível de calor por convecção e radiação; • Perda latente de calor por evaporação do suor e por dissipação da umidade da pele. • Através da respiração: • Perda sensível de calor por convecção; • Perda latente de calor por evaporação. 06 / 46
  7. 7. O CORPO HUMANO 07 / 46
  8. 8. O CORPO HUMANO • Zonas de conforto: • Pessoas nuas: 29ºC a 31ºC • Pessoas vestidas com vestimenta normal de trabalho (ICL = 0,6 clo ) = 23ºC a 27ºC • Temp neutra (particular) = neutralidade térmica. • tcorpo < tneutra ⇒ vaso constrição • tcorpo < 35ºC ⇒ perda de eficiência • tcorpo < 31ºC ⇒ temperatura letal • tcorpo > tneutra ⇒ vaso dilatação • tcorpo > 37ºC ⇒ suor • tcorpo > 39ºC ⇒ perda de eficiência • tcorpo > 43ºC ⇒ letal 08 / 46
  9. 9. AVALIAÇÃO NORMALIZADAISO/FDIS 7730:2005(E) • Balanço de calor do corpo – Fanger (1982) M - W = Qsk + Qres = (C + R + Edsk + Eesk) + (Cres + Eres) M = Taxa metabólica de produção de calor pelo corpo (W/m2); W = Trabalho muscular ou eficiência mecânica - igual a zero para a maioria das atividades sedentárias - (W/m2); Qsk = Perda total de calor através da pele (W/m2); Qres = Perda total de calor através da respiração (W/m2); C = Perda sensível de calor por convecção pela pele (W/m2); R = Perda sensível de calor por radiação pela pele (W/m2); Edsk = Perda de calor latente por difusão de suor pela pele (W/m2); Eesk = Perda de calor latente por evaporação de suor pela pele (W/m2); Cres = Perda sensível de calor por convecção pela respiração (W/m2); Eres = Perda de calor latente por evaporação através da respiração (W/m2); 09 / 46
  10. 10. AVALIAÇÃO NORMALIZADA ISO/FDIS 7730:2005(E) • Fanger também a carga térmica que atua sobre o corpo: L = M - 3,05(5,73 - 0,007*M - pa) - 0,42(M - 58,15) - 0,0173*M(5,87 - pa) - 0,0014*M(34 - ta) - 3,96*10-8 fcl [(tcl + 273)4 - (trm + 273)4 ] - fcl*hc (tcl - ta) E considerou também que estado permanente de troca da calor, a carga térmica que atua no corpo é zero, produzindo então a equação de conforto térmico: VMP = [0,303*exp(-0,036*M) + 0,028]*L VMP = Voto Médio Predito ou estimado M = Atividade desempenhada pela pessoa (Met) L = Carga térmica atuante sobre o corpo 10 / 46
  11. 11. AVALIAÇÃO NORMALIZADA ISO/FDIS 7730:2005(E) • Da mesma apresentou a equação de cálculo da Percentagem predita de Pessoas termicamente Desconfortáveis: PPD = 100 - 95*exp[-(0,03353*VMP4 + 0,2179*VMP2)] 11 / 46
  12. 12. AVALIAÇÃO NORMALIZADA ISO/FDIS 7730:2005(E) • A escala sétima da ASHRAE ou escala de sete pontos é que foi utilizada nos estudos de FANGER. 12 / 46
  13. 13. CÁLCULO DO PMV E PPD 13 / 46 • Variáveis Humanas: • Atividade desempenhada, M (W/m2). • Isolamento térmico das roupas utilizadas, ICL (clo). • Variáveis Climáticas: • Temperatura do ar, ta (ºC) • Temperatura radiante média, trm (ºC) • Velocidade do ar, var (m/s) • Pressão parcial do vapor de água no ar ambiente, pa (kPa)
  14. 14. CÁLCULO DO PMV E PPD 14 / 46
  15. 15. DESCONFORTO ASSIMÉTRICO 15 / 46 • Por Radiação Térmica: • Janelas frias • Superfícies não isoladas • Máquinas, etc
  16. 16. DESCONFORTO ASSIMÉTRICO 16 / 46 • Por Correntes de ar: • Ambientes ventilados naturalmente, • Automóveis, • Escritórios, etc
  17. 17. DESCONFORTO ASSIMÉTRICO 17 / 46 • Pela diferença na ta no sentido vertical: • Cabeça x tornozelo • As pessoas são mais tolerantes qdo a cabeça estives mais fria
  18. 18. DESCONFORTO ASSIMÉTRICO 18 / 46 • Pisos aquecidos ou resfriados: • Faixas: • carpetes/tapetes: de 21 a 28ºC • madeira: 24 a 28ºC • concreto: 26 a 28,5ºC • pessoas calçadas em ativ. sed.: 25ºC • caminhando: 23ºC
  19. 19. CONFORTO TÉRMICO 2.- REPRESENTAÇÕES GRÁFICAS DE CONFORTO TÉRMICO 19 / 46
  20. 20. REPRESENTAÇÕES GRÁFICAS DE CONFORTO TÉRMICO 20 / 46 • As várias formas de representação foram elaboradas procurando englobar o efeito conjunto de variáveis que influenciam o conforto térmico humano. • Índices biofísicos = f (trocas de calor entre o corpo e o ambiente) • Índices fisiológicos = f (ta ; trm ; ua e va) • Índices subjetivos = f (sensações subjetivas)
  21. 21. REPRESENTAÇÕES GRÁFICAS DE CONFORTO TÉRMICO 21 / 46 • Índice de Temperatura Efetiva (E.T.) – Hougthen, Yaglou e Miller (1923) • Predict 4-Hours Sweat Rate (P4S.R.) – McArdle – (1947). • Zona de Conforto de Olgyay (1963) • Zona de Conforto da ASHRAE • Carta Bioclimática de Givoni • Índice de Conforto Equatorial • ISO 7730/2005
  22. 22. T.E. DE HOUGTHEN, YAGLOU E MILLER 22 / 46 • Elaborado entre 1923 e 1925. • Correlação entre as sensações de conforto e as condições de temperatura, umidade e velocidade do ar. • Pessoas habitualmente vestidas, em trabalho leve.
  23. 23. T.E. DE HOUGTHEN, YAGLOU E MILLER 23 / 46 • Pessoas semi-nuas, em repouso.
  24. 24. PREDICT 4-HOURS SWEAT RATE – (P.4S.R.) 24 / 46 • Predict 4-Hours Sweat Rate
  25. 25. ÍNDICE DE CONFORTO EQUATORIAL - Webb 25 / 46 Fonte: Frota, A., B.; Schiffer, S., R. Manual de Conforto Térmico – Studio Nobel. SP. 2001.
  26. 26. ZONA DE CONFORTO ASHRAE 26 / 46 • Pessoas com atividade sedentária, roupa típica de verão.
  27. 27. ZONA DE CONFORTO OLGYAY 27 / 46
  28. 28. CARTA BIOCLIMÁTICA DE GIVONI (países em desenvolvimento) 28 / 46
  29. 29. CARTA BIOCLIMÁTICA DE GIVONI (países em desenvolvimento) 29 / 46
  30. 30. CARTA BIOCLIMÁTICA DE GIVONI (países em desenvolvimento) 30 / 46
  31. 31. CARTA BIOCLIMÁTICA DE GIVONI (países em desenvolvimento) 31 / 46
  32. 32. CARTA BIOCLIMÁTICA DE GIVONI (países em desenvolvimento) 32 / 46
  33. 33. CONFORTO TÉRMICO 3.- NORMALIZAÇÃO 33 / 46
  34. 34. AVALIAÇÃO NORMALIZADAISO/FDIS 7730:2005(E) 34 / 46
  35. 35. ISO/FDIS 7730:2005(E) • A escala sétima da ASHRAE ou escala de sete pontos é que foi utilizada nos estudos de FANGER. 35 / 46
  36. 36. ISO/FDIS 7730:2005(E) 36 / 46
  37. 37. ISO/FDIS 7730:2005(E) 37 / 46
  38. 38. CONFORTO TÉRMICO 4.- DE ONTEM ATÉ HOJE, ONDE ESTAMOS? 38 / 46
  39. 39. De ontem até hoje, como estamos? 39 / 46 Conforto Térmico • Sócrates, IV AC e Vitruvius, I DC • Revolução industrial • Zona de conforto → Houghten e Yagloglou (1923) • Limites das condições ambientais de trabalho → Vernon e Warner (1932) e Bedford (1936) • Pelo caráter multidisciplinar o precursor foi Olgyay (1963) • Mais recentemente 2 vertentes: Câmaras climatizadas (Fanger, 1970 → ASHRAE 55/92 e a ISO 7730/2005) e as Pesquisas de campo No exterior – Auliciems (1969); Humphreys (1976); Nicol (1993, 1996 e 2004); Mallick (1996); Parsons (2002); Toftum (2002); de Dear e Bragger (2002); Havenith, Holmér e Parsons (2002) entre outros. No Brasil - Sá (1934); Ribeiro (1945); Landi (1976); Roriz (1996) Araujo (1996); Xavier e Lamberts (1999) e Xavier (2000) entre outros.
  40. 40. QUESTIONAMENTOS A NORMA (Mod. Fanger) 40 / 46 • Nicol (1993) Não concorda que o balanço entre o calor produzido e o calor perdido pelo corpo é condição necessária para obtenção de conforto térmico, • Nicol (1993) e Humphreys e Nicol (2002) O modelo foi desenvolvido em estado térmico estável. • Nicol (1993), Xavier (2000) e Humphreys e Nicol (2002) O modelo não leva em conta a adaptação, os hábitos e estilos de vida das pessoas; aspectos de natureza física, psicológica e fisiológica. • Xavier (2000) As tabelas levam a erros, mais de 50 na taxa metabólica e até 25% no isolamento das roupas.
  41. 41. QUESTIONAMENTOS A NORMA (Mod. Fanger) 41 / 46 • Humphreys e Nicol (2002) O modelo PMV pode produzir predição errônea sempre que aplicado a um grande grupo de pessoas • Nicol (2004) Limites da temperatura do ar e velocidade do ar e as variáveis climáticas sendo instantâneas não refletem todo período da pesquisa. • Dear (2004) Em câmaras climáticas, não é possível identificar corretamente qual é o fator de insatisfação das pessoas.
  42. 42. RESULTADOS EM PESQUISAS DE CAMPO 42 / 46 Nicol (1996) A umidade relativa e a velocidade do ar tiveram pequeno efeito na sensação térmica experimentada. A temperatura de conforto, Icl e o voto de conforto são dependentes da varaiação da temperatura externa. Mallick (1996) As preferências das pessoas de diferentes localizações variam em termos da aclimatização experimentada. Xavier (2000) Taxa Metabólica (M) = 0,476.Idade + 0,324.massa corporal + 29,953 Sensações Térmicas (S) = (0,8.e 0,0038 . M – 0,971) L sendo M = Taxa Metabólica e L = carga térmica atuando no corpo Percentual de pessoas insatisfeitas (I) = 100 – 75,35 . e ( 0,058 . S –[4] – 0,569 . S –[2])
  43. 43. Xavier (2000) Taxa Metabólica (M) = 0,476.Idade + 0,324.massa corporal + 29,953 Sensações Térmicas (S) = 0,0239.M(5,87-pa)-0,0071.M(34-ta)-0,885(5,73- -0,007M-pa)+0,238.10-8fcl[(tcl-273)4-(tr-273)4 Percentual de pessoas insatisfeitas (I) = 100 – 75,35 . e ( 0,058 . S 4 – 0,569 . S 2 ) Humphreys e Nicol (2002) Fanger e Toftum (2002) MODELOS ADAPTATIVOS 43 / 46
  44. 44. RESULTADOS EM PESQUISAS DE CAMPO Humphreys, M.; Hancock, M. (Windsor 2006 -Do People Like to Feel ‘Neutral’? Systematic Variation of the Desired Sensation on the ASHRAE Scale of Subjective Warmth.) 44 / 46
  45. 45. RESULTADOS EM PESQ. DE CAMPO NO MS 45 / 46
  46. 46. 46 / 46 CONFORTO TÉRMICO

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