Manual de conforto_termico

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Esta obra é um instrumento de trabalho fundamental para estudantes e profissionais ligados à área de construções, arquitetura e urbanismo. O autor procurou revelar aspectos tecnológicos do conforto térmico a um nível compatível com a prática de projetar.

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Manual de conforto_termico

  1. 1. Manual de Conforto Térmico
  2. 2. ANÉSIA BARROS FROTA — Arquiteta pela Universidade de Brasília, 1969. — Estágio Técnico no Laboratório Nacional de Engenharia Civil de Lisboa (LNEC), Divisão de Conforto da Habitação, 1970/71. — Mestre (1982) e Doutora (1989) em Arquitetura, pela Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo. — Professora de Conforto Ambiental da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo, desde 1976. — Consultora Técnica em Conforto Térmico a nível do projeto. SUELI RAMOS SCHIFFER — Arquiteta pela Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo, 1975. — Mestre (1983), Doutora (1989) e Livre-Docente (1992) em Arquitetura, pela Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo. — Professora de Conforto Ambiental da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo, desde 1977. Índice para catálogo sistemático: 1. Arquiteura : Radiação solar 720.47 2. Radiação solar : Arquitetura 720.47 Frota, Anésia Barros. Manual de conforto térmico : arquitetura, urbanismo / Anésia Barros Frota, Sueli Ramos Schiffer. — 5. ed. — São Paulo : Studio Nobel, 2001. Bibliografia. ISBN 85-85445-39-4 1. Arquitetura e clima 2. Arquitetura e radiação solar 3. Planejamento urbano — Fatores climáticos I. Schiffer, Sueli Ramos. II. Título. Dados de Catalogação na Publicação (CIP) Internacional (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) 01-1541 CDD-720.47
  3. 3. Manual de Conforto Térmico Anésia Barros Frota Sueli Ramos Schiffer Studio Nobel 5ª edição
  4. 4. © da 1ª edição 1987 Livraria Nobel S.A. Ilustração da capa “Relógios de Sol”, Rudimenta Mathematica. Basel, 1531. In Olgay, V. & Olgay, A. Solar Control and Shaving Devices. New Jersey, Princeton University, 1957. Livros Studio Nobel Ltda. Al. Ministro Rocha Azevedo, 1077 — cj. 22 01410-003 — São Paulo — SP Fone/Fax: (11)3061-0838 E-mail: studionobel@livrarianobel.com.br Distribuição/Vendas Livraria Nobel S.A. Rua da Balsa, 559 02910-000 — São Paulo — SP Fone: (11)3933-2822 Fax: (11)3931-3988 E-mail: ednobel@livrarianobel.com.br É PROIBIDA A REPRODUÇÃO Nenhuma parte desta obra poderá ser reproduzida sem a permissão por escrito dos editores por qualquer meio: xerox, fotocópia, fotográfico, fotomecânico. Tampouco poderá ser copiada ou transcrita, nem mesmo transmitida por meios eletrônicos ou gravações. Os infratores serão punidos pela lei 5.988, de 14 de dezembro de 1973, artigos 122-130. Impresso no Brasil / Printed in Brazil
  5. 5. 6XPiULR Prefácio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Capítulo 1 Exigências Humanas Quanto ao Conforto Térmico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.1 O organismo humano e a termorregulação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.1.1 Organismo humano e metabolismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.1.2 A termorregulação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.1.3 Reação ao frio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.1.4 Reação ao calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.1.5 Catabolismo, anabolismo e fadiga higrotérmica . . . . . . . . . . . . 21 1.1.6 Mecanismos de trocas térmicas entre corpo e ambiente . . . . . . 21 1.1.7 Pele, principal órgão termorregulador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.1.8 O papel da vestimenta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.1.9 Variáveis do conforto térmico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.2 Índices de conforto térmico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.2.1 Aspectos históricos dos índices de conforto térmico . . . . . . . . 24 1.2.2 Classificação dos índices de conforto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1.2.3 Escolha do índice de conforto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 1.2.4 A Carta Bioclimática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 1.2.5 Índice de Temperatura Efetiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 1.2.6 Índice de Conforto Equatorial (I.C.E.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1.2.7 “Zona de conforto”. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Capítulo 2 Trocas Térmicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.1 Mecanismos de trocas térmicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.1.1 Trocas térmicas secas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.1.2 Convecção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 5
  6. 6. 2.1.3 Radiação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.1.4 Condução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2.1.5 Trocas térmicas úmidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.1.6 Evaporação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.1.7 Condensação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.1.8 Condutância térmica superficial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2.1.9 Espaço de ar confinado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 2.1.10 Coeficiente Global de Transmissão Térmica (K) . . . . . . . . . . . 38 2.1.11 Determinação de K para paredes homogêneas . . . . . . . . . . . . . 39 2.1.12 Determinação de K para paredes heterogêneas. . . . . . . . . . . . . 39 2.1.13 Determinação de K para paredes heterogêneas em superfície . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2.2 Comportamento térmico da construção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 2.2.1 Trocas de calor através de paredes opacas. . . . . . . . . . . . . . . . . 41 2.2.2 Trocas de calor através de paredes transparentes ou translúcidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2.2.3 Elementos de proteção solar (“brise-soleil”). . . . . . . . . . . . . . . 44 2.2.4 Proteção solar de paredes opacas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 2.2.5 Proteção solar de paredes transparentes ou translúcidas. . . . . . 46 2.2.6 Inércia térmica de um componente da envolvente. . . . . . . . . . . 48 2.2.7 Inércia térmica da construção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Capítulo 3 Noções de Clima e Adequação da Arquitetura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.1 Noções de Clima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.1.1 Elementos climáticos e arquitetura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.1.2 Fatores climáticos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.1.3 Radiação solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.1.4 Movimento aparente do Sol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3.1.5 Longitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3.1.6 Latitude. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3.1.7 Posições aparentes do Sol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3.1.8 Influência da latitude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 3.1.9 Distribuição continentes e oceanos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3.1.10 Isotérmicas do globo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 6
  7. 7. 3.1.11 Brisas terra-mar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 3.1.12 Topografia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 3.1.13 Revestimento do solo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 3.1.14 Umidade atmosférica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 3.1.15 Ponto de orvalho. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 3.1.16 Precipitação atmosférica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 3.1.17 Nebulosidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 3.1.18 Ventos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 3.2 Adequação da arquitetura aos climas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 3.2.1 Mapa climático do Brasil. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 3.2.2 Clima urbano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 3.2.3 Arquitetura e clima. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 3.2.4 Influência da umidade relativa dor ar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 3.2.5 Clima quente seco: a Arquitetura e o Urbano . . . . . . . . . . . . . . 68 3.2.6 Clima quente úmido: a Arquitetura e o Urbano. . . . . . . . . . . . . 71 3.2.7 Climas quentes e circulação de pedestres . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 3.2.8 Climas quentes e revestimento do solo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 3.2.9 Climas quentes e cores externas da arquitetura. . . . . . . . . . . . . 74 3.2.10 Climas temperados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Capítulo 4 Controle da Radiação Solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 4.1 Geometria da insolação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 4.1.1 Insolação e arquitetura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 4.1.2 Movimento aparente do Sol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 4.1.3 Esfera celeste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 4.1.4 Zênite e Nadir. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 4.1.5 Pólos celestes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 4.1.6 Pontos cardeais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 4.1.7 Altura e azimute. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 4.1.8 Altura e azimute solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 4.1.9 Movimento aparente das estrelas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 4.1.10 Trajetória aparente do Sol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 4.1.11 Latitude 0° (Equador). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 4.1.12 Latitude 231⁄2°S (Trópico de Capricórnio) . . . . . . . . . . . . . . . . 82 7
  8. 8. 4.1.13 Latitudes entre o Equador e o Trópico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 4.1.14 Latitudes superiores a 231⁄2° . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 4.1.15 Latitude 90°S (Pólo Sul) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 4.1.16 Cartas solares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 4.1.17 Projeções das trajetórias aparentes do Sol. . . . . . . . . . . . . . . . . 86 4.1.18 Determinação de Cartas Solares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 4.1.19 Horários de insolação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 4.2 Determinação gráfica dos dispositivos de proteção solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 4.2.1 Ângulo de sombra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 4.2.2 Transferidor auxiliar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 4.2.3 Máscara produzida por placa horizontal infinita . . . . . . . . . . . . 94 4.2.4 Placas infinitas com idênticos ângulos de sombra vertical . . . . 96 4.2.5 Máscara produzida por placa vertical infinita . . . . . . . . . . . . . . 96 4.2.6 Placas infinitas com idênticos ângulos de sombra horizontal. . 96 4.2.7 Placas horizontais finitas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 4.2.8 Placas verticais finitas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 4.2.9 Associação de placas horizontais e verticais . . . . . . . . . . . . . . 102 4.2.10 Dimensionamento de um dispositivo de proteção a partir da máscara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 4.2.11 Máscaras produzidas por obstáculos externos às aberturas. . . 105 4.3 Traçado de sombras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 4.3.1 Sombras de uma haste vertical. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 4.3.2 Sombra de uma haste vertical em épura . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 4.3.3 Sombra de volumes sobre o plano horizontal . . . . . . . . . . . . . 111 4.3.4 Sombra de um volume sobre outro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 4.3.5 Sombra de um volume ao longo do dia . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 4.4 Penetração do Sol pelas aberturas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 4.4.1 Área ensolarada sobre o piso do recinto . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 4.4.2 Área ensolarada sobre superfície interna paralela à abertura . 118 4.4.3 Área ensolarada sobre superfície interna perpendicular à abertura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 8
  9. 9. Capítulo 5 Climatização Natural das Edificações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 5.1 Fontes de calor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 5.1.1 Ganhos de calor devidos à presença humana. . . . . . . . . . . . . . 121 5.1.2 Ganhos de calor devidos ao sistema de iluminação artificial . 121 5.1.3 Ganhos de calor devidos a motores e equipamentos . . . . . . . . 122 5.1.4 Ganhos de calor advindos de processos industriais. . . . . . . . . 122 5.1.5 Ganhos de calor solar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 5.2 Ventilação natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 5.2.1 Carga térmica pela ventilação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 5.2.2 Critérios de ventilação dos ambientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 5.2.3 Ventilação por “Ação dos Ventos” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 5.2.4 Fluxos de ar através dos recintos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 5.2.5 Ventilação por “efeito chaminé” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 5.2.6 Efeito simultâneo: chaminé e ação dos ventos . . . . . . . . . . . . 138 5.3 Método de avaliação do desempenho térmico das edificações. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 5.3.1 Método do C.S.T.B. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 5.3.2 Conforto térmico de inverno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 5.3.3 Dados climáticos para conforto térmico de inverno . . . . . . . . 141 5.3.4 Conforto térmico de verão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 5.3.5 Dados climáticos para conforto térmico de verão . . . . . . . . . . 145 5.3.6 Limites da climatização natural. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 5.3.7 Itens de verificação para adequação entre arquitetura e clima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 Capítulo 6 Exercícios Resolvidos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 6.1 Máscaras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 6.2 Desempenho térmico das edificações e as exigências humanas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 9
  10. 10. Capítulo 7 Bibliografia Básica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 Anexos 1 Calor cedido ao ambiente (W), segundo a atividade desenvolvida pelo indivíduo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 2 Carta Bioclimática para habitantes de regiões de clima quente, em trabalho leve, vestindo 1 “clo” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 3 Nomograma de Temperatura Efetiva para pessoas normalmente vestidas, em trabalho leve. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 4 Carta Psicrométrica para cidades ao nível do mar . . . . . . . . . . . . . . . 180 5 Carta Psicrométrica para a cidade de São Paulo . . . . . . . . . . . . . . . . 181 6 Índice de Conforto Equatorial Figura 1 — Nomograma. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 Figura 2 — Gráfico de conforto para indivíduos residentes em Cingapura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 7 Características térmicas dos materiais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 8 Valores de condutância (he, hi) e resistências térmicas superficiais (1/he, 1/hi) Tabela 1 — para paredes exteriores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 Tabela 2 — para paredes interiores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 9 Tabela 1 — Variação da Condutância Térmica Superficial Externa (he). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 Tabela 2 — Valores de Resistência Térmica de Espaços de Ar (Rar) confinado entre duas lâminas paralelas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 10 Tabela 1 — Valores de Coeficientes de Absorção (α) e Emissividade (ε) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 Tabela 2 — Valores de Coeficiente de Absorção da Radiação (α), específico de pintura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 11 Tabela 1 — Fator Solar (Str) de vidros. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 Tabela 2 — Fator Solar das proteções das vidraças (para vidros simples com Str = 0,85). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 10
  11. 11. 12 Mapa climatológico simplificado do Brasil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 13 Cartas Solares — Latitudes 0° — 4°S — 8°S — 12°S — 16°S — 20°S — 24°S — 28°S — 32°S. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 14 Transferidor Auxiliar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 15 Potências aproximadas de aparelhos eletrodomésticos . . . . . . . . . . . 207 16 Dados de Intensidade de Radiação Solar Direta sobre plano normal e Difusa sobre plano horizontal, segundo a altura do sol, para diversas condições de céu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 17 Dados de Radiação Solar Incidente (Ig) sobre Planos Verticais e Horizontais (W/m2) — Latitudes: 0° — 4°S — 8°S — 13°S — 17°S — 20°S — 23°30′S — 25°S — 30°S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 18 Radiação solar global (Ig), direta (ID) e difusa (Id), para planos expostos a diversas orientações. São Paulo — latitude 23°19′ Sul Tabela 1 — março. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 Tabela 2 — junho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 Tabela 3 — setembro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 Tabela 4 — dezembro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 19 Variação da intensidade de radiação solar segundo a variação da altitude do local com relação ao nível do mar. . . . . . . . . . . . . . . . 222 20 Taxas de ventilação recomendadas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 21 Gráfico de Irminger e Nokkentued para determinação dos coeficientes de pressão para modelos de seção quadrada Figura 1 — anteparo maciço com altura = h . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 Figura 2 — anteparo maciço com altura = 1/3h. . . . . . . . . . . . . . . . . 225 22 Dados climáticos de cidades brasileiras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 Tabela de Conversão de Unidades para o Sistema Internacional (S.I.) . . . . 239 Nomenclatura e Unidades dos Coeficientes e Variáveis. . . . . . . . . . . . . . . . 241 11
  12. 12. 3UHIiFLR Ao aceitar o convite para escrever este prefácio, pensei estar assumindo uma tarefa muito fácil devido ao conhecimento do trabalho e, principalmente, da seriedade das autoras. Começando a fazê-lo, estou me dando conta de que se trata de algo mais difícil por uma série de particularidades. O leitor distante da FAU-USP deve encarar este Manual como um instru- mento de trabalho e estudo que contém uma certa quantidade de informações úteis. Alguns poderão reclamar por não encontrarem mais material de algum assunto específico. Outros poderão julgar que o tema tenha sido mais valorizado do que o desejado. Enfim, isso é normal que aconteça, porém, justamente por isso, me sinto na obrigação de prestar um pequeno depoimento. Desde a fundação da FAU-USP tem havido um esforço da parte de alguns professores em colocar à disposição dos alunos material de apoio didático. Aqueles que se dedicam ao ensino e, principalmente, ao ensaio de arquitetura sabem que tal atitude envolve outras questões ainda mais primordiais, pois a produção de um material didático está comprometida com a própria tarefa de participação do ensino e este tem sido muito discutido nas últimas décadas, principalmente no âmbito do grupo de disciplinas de Conforto Ambiental da FAU-USP. A idéia central que tem guiado esse grupo de disciplinas é oferecer aos alunos de arquitetura instrumentos de compreensão dos fenômenos que relacio- nam os objetos arquitetônicos com o meio ambiente e com os usuários desses objetos. Dentre os fenômenos existentes, são selecionados principalmente aqueles que envolvem a luz, o som e o calor. Este livro foi escrito para ser o “livro-texto”da disciplina de Conforto Térmico; assim sendo, serve também como documento-proposta para esta dis- ciplina, endossado pelo noso “Grupo de Conforto Ambiental”. As autoras reuniram as informações que compõem a disciplina, prove- nientes da bibliografia adotada, de estudos de antigos professores e de estudos inéditos, como é o caso da Geometria da Insolação, de autoria da profª Anésia Barros Frota. 13
  13. 13. Nesta segunda edição estão sendo introduzidas correções, o que demons- tra a atenção das autoras para com os leitores. Considero este trabalho importante, pois a sua existência facilita a tarefa de quem esteja ministrando um curso semelhante ao nosso e propicia aos alunos uma ajuda valiosa no aprendizado. Trata-se de uma das raras obras em língua portuguesa a abordar o assunto e, principalmente, com a preocupação de destacar as questões da arquitetura que deve ser implantada nas regiões de clima tropical. Quero agradecer a gentileza do convite para escrever este prefácio e agradecer as autoras por terem escrito e atualizado este Manual, visto ser eu próprio um dos beneficiários desta tarefa nas minhas atividades didáticas. Luiz Carlos Chichierchio 14
  14. 14. ,QWURGXomR A Arquitetura deve servir ao homem e ao seu conforto, o que abrange o seu conforto térmico. O homem tem melhores condições de vida e de saúde quando seu organismo pode funcionar sem ser submetido a fadiga ou estresse, inclusive térmico. A Arquitetura, como uma de suas funções, deve oferecer condições térmicas compatíveis ao conforto térmico humano no interior dos edifícios, sejam quais forem as condições climáticas externas. Por outro lado, a intervenção humana, expressa no ato de construir seus espaços internos e externos, altera as condições climáticas locais, das quais, por sua vez, também depende a resposta térmica da edificação. As principais variáveis climáticas de conforto térmico são temperatura, umidade e velocidade do ar e radiação solar incidente. Guardam estreitas relações com regime de chuvas, vegetação, permeabilidade do solo, águas superficiais e subterrâneas, topografia, entre outras características locais que podem ser alteradas pela presença humana. As exigências humanas de conforto térmico estão relacionadas com o funcionamento de seu organismo, cujo mecanismo, complexo, pode ser, grosso modo, comparado a uma máquina térmica que produz calor segundo sua ativi- dade. O homem precisa liberar calor em quantidade suficiente para que sua temperatura interna se mantenha da ordem de 37°C — homeotermia. Quando as trocas de calor entre o corpo humano e o ambiente ocorrem sem maior esforço, a sensação do indivíduo é de conforto térmico e sua capaci- dade de trabalho, desse ponto de vista, é máxima. Se as condições térmicas ambientais causam sensação de frio ou de calor, é porque nosso organismo está perdendo mais calor ou menos calor que o necessário para a manutenção da homeotermia, a qual passa a ser conseguida com um esforço adicional que sempre representa sobrecarga, com queda do rendimento no trabalho, até o limite, sob condições de rigor excepcionais, perda total de capacidade para realização de trabalho e/ou problemas de saúde. Considerando que as diferenças climáticas da Terra são basicamente advindas da energia solar, torna-se indispensável a posse de elementos para 15
  15. 15. avaliar qual a carga térmica que determinada edificação ou espaço ao ar livre receberá nas diversas horas do dia e nas várias épocas do ano. A Geometria da Insolação fornece um instrumental, a partir de gráficos simplificados, para mensurar os horários de insolação para distintas orientações de paredes em cada latitude particular. Adeterminação gráfica de sombras éimportante,principalmenteemáreas urbanas, visto que em grande parte do dia os raios solares diretos podem ser barrados pelas construções vizinhas, modificando, portanto, o horário real de insolação. Não menos importante é a orientação das aberturas e dos elementos transparentes e translúcidos da construção, que permitem o contato com o exterior e a iluminação dos recintos. A proteção solar das aberturas por meio de “brise-soleil” ou quebra-sol é também um indispensável recurso para promover os controles térmicos naturais. Estabelecer os parâmetros relativos às condições de conforto térmico requer incorporar, além das variáveis climáticas citadas, as temperaturas das superfícies presentes no ambiente e a atividade desenvolvida pelas pessoas. O conhecimento das exigências humanas de conforto térmico e do clima, associado ao das características térmicas dos materiais e das premissas genéricas para o partido arquitetônico adequado a climas particulares, proporciona condi- ções de projetar edifícios e espaços urbanos cuja resposta térmica atenda às exigências de conforto térmico. Como no processo criativo está sempre implícita uma nova proposta, um método para a previsão do desempenho térmico, em nível quantitativo, é um instrumento indispensável para verificação e possíveis ajustes ainda na etapa de projeto. A racionalização do uso da energia apresenta estreitos laços com a adequação da arquitetura ao clima, evitando ou reduzindo os sistemas de condi- cionamento artificial de ar, quer com a finalidade de refrigerar, quer com a de aquecer os ambientes. Os controles térmicos naturais propiciam a redução do excesso de calor resultante no interior dos edifícios, minimizando, por vezes, os efeitos de climas excessivamente quentes. O conhecimento do clima, aliado ao dos mecanismos de trocas de calor e do comportamento térmico dos materiais, permite uma consciente intervenção da arquitetura, incorporando os dados relativos ao meioambiente externo de modo a aproveitar o que o clima apresenta de agradável e amenizar seus aspectos negativos. 16
  16. 16. Imprimir a um edifício características que proporcionem uma resposta térmica ambiental conveniente não implica um acréscimo obrigatório de custo de construção, mas, ao contrário, deve resultar em redução do custo de utilização e de manutenção, além de propiciar condições ambientais internas agradáveis aos ocupantes. 17
  17. 17. &DStWXOR ([LJrQFLDV+XPDQDV4XDQWRDRRQIRUWR 7pUPLFR 2RUJDQLVPRKXPDQRHDWHUPRUUHJXODomR 2UJDQLVPRKXPDQRHPHWDEROLVPR O homem é um animal homeotérmico. Seu organismo é mantido a uma temperatura interna sensivelmente constante. Essa temperatura é da ordem de 37°C, com limites muito estreitos — entre 36,1 e 37,2°C —, sendo 32°C o limite inferior e 42°C o limite superior para sobrevivência, em estado de enfermidade. O organismo dos homeotérmicos pode ser comparado a uma máquina térmica — sua energia é conseguida através de fenômenos térmicos. A energia térmica produzida pelo organismo humano advém de reações químicas internas, sendo a mais importante a combinação do carbono, introduzido no organismo sob a forma de alimentos, com o oxigênio, extraído do ar pela respiração. Esse processo de produção de energia interna a partir de elementos combustíveis orgânicos é denominado metabolismo. O organismo, através do metabolismo, adquire energia. Cerca de 20% dessa energia é transformada em potencialidade de trabalho. Então, termodina- micamente falando, a “máquina humana” tem um rendimento muito baixo. A parcela restante, cerca de 80%, se transforma em calor, que deve ser dissipado para que o organismo seja mantido em equilíbrio. Tanto o calor produzido como o dissipado dependem da atividade que o indivíduo desenvolve. Em repouso absoluto — metabolismo basal —, o calor dissipado pelo corpo, cedido ao ambiente, é de cerca de 75 W. $WHUPRUUHJXODomR A manutenção da temperatura interna do organismo humano relativamen- te constante, em ambientes cujas condições termo-higrométricas são as mais 19
  18. 18. variadas e variáveis, se faz por intermédio de seu aparelho termorregulador, que comanda a redução dos ganhos ou o aumento das perdas de calor através de alguns mecanismos de controle. A termorregulação, apesar de ser o meio natural de controle de perdas de calor pelo organismo, representa um esforço extra e, por conseguinte, uma queda de potencialidade de trabalho. O organismo humano experimenta sensação de conforto térmico quando perde para o ambiente, sem recorrer a nenhum mecanismo de termorregulação, o calor produzido pelo metabolismo compatível com sua atividade. 5HDomRDRIULR Quando as condições ambientais proporcionam perdas de calor do corpo além das necessárias para a manutenção de sua temperatura interna constante, o organismo reage por meio de seus mecanismos automáticos — sistema nervoso simpático —, buscando reduzir as perdas e aumentar as combustões internas. A redução de trocas térmicas entre o indivíduo e o ambiente se faz através doaumentodaresistência térmica da pele pormeio da vasoconstrição,doarrepio, do tiritar. O aumento das combustões internas — termogênese — se dá através do sistema glandular endócrino. 5HDomRDRFDORU Quando as perdas de calor são inferiores às necessárias para a manutenção de sua temperatura interna constante, o organismo reage por meio de seus mecanismos automáticos — sistema nervoso simpático —, proporcionando condições de troca de calor mais intensa entre o organismo e o ambiente e reduzindo as combustões internas. O incremento das perdas de calor para o ambiente ocorre por meio da vasodilatação e da exsudação. A redução das combustões internas — termólise — se faz através do sistema glandular endócrino. 20
  19. 19. DWDEROLVPRDQDEROLVPRHIDGLJDKLJURWpUPLFD O organismo humano passa diariamente por uma fase de fadiga — catabolismo — e por uma fase de repouso — anabolismo. O catabolismo, sob o ponto de vista fisiológico, envolve três tipos de fadiga: a) física, muscular, resultante do trabalho de força; b) termo-higrométrica, relativa ao calor ou ao frio; c) nervosa, particularmente visual e sonora. A fadiga física faz parte do processo normal de metabolismo. A fadiga termo-higrométrica é resultante do trabalho excessivo do aparelho termorregu- lador, pela existência de condições ambientais desfavoráveis, no tocante à temperatura do ar, tanto com relação ao frio quanto ao calor, e à umidade do ar. 0HFDQLVPRVGHWURFDVWpUPLFDVHQWUHFRUSRHDPELHQWH Ao efetuar trabalho mecânico, os músculos se contraem. Tal contração produz calor. A quantidade de calor liberado pelo corpo, por essa razão, será função do trabalho desenvolvido, podendo chegar a um máximo da ordem de 1200 W, desde que por pouco tempo. Esse calor é dissipado através dos mecanismos de trocas térmicas entre o corpo e o ambiente, envolvendo as trocas secas — condução, convecção e radiação — e as trocas úmidas — evaporação. O calor perdido para o ambiente através das trocas secas é denominado calor sensível e é função das diferenças de temperatura entre o corpo e o ambiente. Já o calor perdido para o ambiente através das trocas úmidas é denominado calor latente e envolve mudança de estado de agregação — o suor, líquido, passa para o estado gasoso, de vapor, através da evaporação. Assim, o organismo perde calor para o ambiente sob duas formas: calor sensível e calor latente. O Anexo 1 apresenta dados relativos ao calor dissipado pelo corpo, cedido ao ambiente, em função da atividade do indivíduo considerado médio e sadio. Quando se considera que o indivíduo está vestido e calçado, o calor dissipado por condução é pequeno. Se a superfície dos corpos presentes no ambiente estiver a uma temperatura inferior à do sistema corpo-vestimente, há dissipação de calor por radiação (cerca de 40%). 21
  20. 20. As trocas de calor por convecção dependem da diferença entre a tempe- ratura do ar e a do sistema corpo-vestimenta e da velocidade do ar em contato com o sistema (cerca de 40%). A transpiração à superfície da pele e nos pulmões, que constitui um fenômeno normal, e a exsudação, que é um recurso termorregulador, absorvem calor do corpo. A possibilidade de perder calor por evaporação está limitada por duas condições: • a quantidade máxima de suor que o organismo pode segregar na unidade de tempo; • a quantidade máxima de suor que, na unidade de tempo, pode ser evaporada. A quantidade de suor que pode ser segregada, na unidade de tempo, varia de indivíduo para indivíduo, inclusive comograudeaclimataçãoe comobiotipo. A quantidade de suor que pode evaporar na unidade de tempo depende da umidade relativa e da velocidade do ar. As perdas de energia representadas pelo calor latente correspondem à dissipação através das perdas de vapor d’água pela respiração ou pela perspira- ção, ou através da evaporação do suor, e equivalem ao calor que se libertaria proporcionando a condensação dessa quantidade de vapor d’água que se mantém no ar. Segundo Gomes(30), através da respiração e da perspiração, para o adulto médio, a uma temperatura de 20°C, são retiradas as seguintes quantidades de vapor d’água, fornecidas ao ambiente: em repouso 45 g/h em trabalho leve 110 g/h Mas, segundo Givoni(27), em casos extremos, e por um período de cerca de meia hora, o corpo humano pode chegar a suar até 2,5 l/h. 3HOHSULQFLSDOyUJmRWHUPRUUHJXODGRU Sendo a pele o principal órgão termorregulador do organismo humano — a temperatura da pele —, é através dela que se realizam as trocas de calor. A temperatura da pele é regulada pelo fluxo sangüíneo que a percorre — quanto mais intenso o fluxo, mais elevada sua temperatura. Ao sentir desconforto térmico, o primeiro mecanismo fisiológico a ser ativado é a regulagem vasomo- 22
  21. 21. tora do fluxo sangüíneo da camada periférica do corpo, a camada subcutânea, através da vasodilatação ou vasoconstrição, reduzindo ou aumentando a resis- tência térmica dessa camada subcutânea. Outro mecanismo de termorregulação da pele é a transpiração ativa, que tem início quando as perdas por convecção e radiação, somadas às perdas por perspiração insensível, são inferiores às perdas necessárias à termorregulação. A transpiração ativa se faz por meio das glândulas sudoríparas. Os limites da transpiração são as perdas de sais minerais e a fadiga das glândulas sudoríparas. 2SDSHOGDYHVWLPHQWD A vestimenta representa uma barreira para as trocas de calor por convec- ção. A vestimenta, que mantém uma camada, mínima que seja, de ar parado, dificulta as trocas por convecção e radiação. Em clima seco, vestimentas ade- quadas podem manter a umidade advinda do organismo pela transpiração. A vestimenta funciona como isolante térmico — que mantém, junto ao corpo, uma camada de ar mais aquecido ou menos aquecido, conforme seja mais ou menos isolante, conforme seu ajuste ao corpo e conforme a porção de corpo que cobre. A vestimenta adequada será função da temperatura média ambiente, do movimento do ar, do calor produzido pelo organismo e, em alguns casos, da umidade do ar e da atividade a ser desenvolvida pelo indivíduo. A vestimenta reduz o ganho de calor relativo à radiação solar direta, as perdas em condições de baixo teor de umidade e o efeito refrigerador do suor. Reduz, ainda, a sensibilidade do corpo às variações de temperatura e de velocidade do ar. Sua resistência térmica depende do tipo de tecido, da fibra e do ajuste ao corpo, devendo ser medida através das trocas secas relativas de quem a usa. Sua unidade, “clo”, equivale a 0,155 m2°C/W. 9DULiYHLVGRFRQIRUWRWpUPLFR As condições de conforto térmico são função, portanto, de uma série de variáveis. Para avaliar tais condições, o indivíduo deve estar apropriadamente vestido e sem problemas de saúde ou de aclimatação. É certo que as condições ambientais capzes de proporcionar sensação de conforto térmico em habitantes de clima quente e úmido não são as mesmas que proporcionam sensação de conforto em habitantes de clima quente e seco e, muito menos, em habitantes de regiões de clima temperado ou frio. 23
  22. 22. A partir das variáveis climáticas do conforto térmico, e de outras variáveis como atividade desenvolvida pelo indivíduo considerado aclimatado e saudável e sua vestimenta, vem sendo desenvolvida uma série de estudos que procuram determinar as condições de conforto térmico e os vários graus de conforto ou desconforto por frio ou por calor. As variáveis do conforto térmico são diversas e, variando diferentemente algumas delas ou até todas, as condiçõesfinais podem proporcionar sensações ou respostas semelhantes ou até iguais. Isso levou os estudiosos a desenvolver índices que agrupam as condições que proporcionam as mesmas respostas — os índices de conforto térmico. O A.S.H.R.A.E.(5) considera, para os climas mais quentes da América do Norte, 25°C como temperatura ótima, podendo variar entre 23 e 27°C, sendo esses valores aplicáveis para: • Velocidade do ar 0,5 m/s • Umidade relativa entre 30 e 70% • Inverno • Vestimenta normal • Pessoa sentada • Ocupação sedentária • Temperatura radiante média igual à temperatura do ar Recomenda-se ainda: • Acrescentar 2°C para velocidade do ar 0,25 m/s • Deduzir 1°C para umidade 90% • No verão, acrescentar 1°C • Para banheiro (ou similar) acrescentar 3 a 5°C • Deduzir até 5°C para ocupação ativa • Deduzir 3 a 5°C para áreas de trânsito ÌQGLFHVGHFRQIRUWRWpUPLFR $VSHFWRVKLVWyULFRVGRVtQGLFHVGHFRQIRUWRWpUPLFR Os primeiros estudos acerca da influência das condições termo-higromé- tricas sobre o rendimento no trabalho foram desenvolvidas pela Comissão 24
  23. 23. Americana da Ventilação. Em 1916, presidida por Winslow, essa comissão efetuou estudos e pesquisas com o objetivo de determinar a influência das condições termo-higrométricas no rendimento do trabalho, visando, principal- mente, ao trabalho físico do operário, aos interesses de produção surgidos com a Revolução Industrial e às situações especiais de guerra, quando as tropas são deslocadas para regiões de diferentes tipos de clima. Esses estudos vieram confirmar os resultados encontrados anteriormente por Herrington: • para o trabalho físico, o aumento da temperatura ambiente de 20°C para 24°C diminui o rendimento em 15%; • a 30°C de temperatura ambiente, com umidade relativa 80%, o rendimento cai 28%. Observações acerca do rendimento do trabalho em minas, na Inglaterra, mostraramoseguinte:o mineiro rende41%menosquandoaTemperaturaEfetiva é 27°C, com relação ao rendimento à Temperatura Efetiva de 19°C. Foram também observadas variações de produção em indústrias, segundo a mudança das estações do ano, havendo, ainda, estudos que correlacionam ambientes termicamente desconfortáveis com índices elevados de acidentes no trabalho. Como pode ser visto nos itens relativos às exigências humanas, as condições de conforto térmico são função da atividade desenvolvida pelo indi- víduo, da sua vestimenta e das variáveis do ambiente que proporcionam as trocas de calor entre o corpo e o ambiente. Além disso, devem ser consideradas outras variáveis como sexo, idade, biotipo, hábitos alimentares etc. Os índices de conforto térmico procuram englobar, num parâmetro, o efeito conjunto dessas variáveis. E, em geral, esses índices são desenvolvidos fixando um tipo de atividade e a vestimenta utilizada pelo indivíduo para, a partir daí, relacionar as variáveis do ambiente e reunir, sob a forma de cartas ou nomogramas, as diversas condições ambientais que proporcionam respostas iguais por parte dos indivíduos. ODVVLILFDomRGRVtQGLFHVGHFRQIRUWR Os índices de conforto térmico foram desenvolvidos com base em dife- rentes aspectos do conforto e podem ser classificados como a seguir: 25
  24. 24. • índices biofísicos — que se baseiam nas trocas de calor entre o corpo e o ambiente, correlacionando os elementos do conforto com as trocas de calor que dão origem a esses elementos; • índices fisiológicos — que se baseiam nas reações fisiológicas originadas por condições conhecidas de temperatura seca do ar, temperatura radiante média, umidade do ar e velocidade do ar; • índices subjetivos — que se baseiam nas sensações subjetivas de conforto experimentadas em condições em que os elementos de conforto térmico variam. (VFROKDGRtQGLFHGHFRQIRUWR A escolha de um ou outro tipo de índice de conforto deve estar relacionada com as condições ambientais com a atividade desenvolvida pelo indivíduo, pela maior ou menor importância de um ou de outro aspecto do conforto. Há condições termo-higrométricasque podem,mesmo queapenasporalgumtempo, ser consideradas como de conforto em termos de sensação e provocar distúrbios fisiológicos ao fim desse tempo. É o caso, por exemplo, de indivíduos expostos a condições de baixo teor de umidade e que, não percebendo que estão transpi- rando porque o suor é evaporado rapidamente, não tomam líquido em quantidade suficiente e se desidratam. Existem cerca de três dezenas de índices de conforto térmico, porém, para fins de aplicação às condições ambientais correntes nos edifícios como habita- ções, escolas, escritórios etc., e para as condições climáticas brasileiras, serão apresentados apenas três: • Carta Bioclimática, de Olgyay(44); • Temperatura Efetiva, de Yaglou e Houghthen; ou Temperatura Efetiva Corri- gida, de Vernon e Warner; • Índice de Conforto Equatorial ou Índice de Cingapura, de Webb(59). $DUWD%LRFOLPiWLFD A Carta Bioclimática de Olgyay(44) — índice biofísico — foi desenvol- vida a partir de estudos acerca de efeitos do clima sobre o homem, quer ele esteja abrigado quer não, de zonas de conforto e de relações entre elementos de clima e conforto. 26
  25. 25. Foi construída tendo como ordenada a temperatura de bulbo seco e como abscissa a umidade relativa do ar. O Anexo 2 apresenta a Carta Bioclimática para habitantes de regiões de clima quente, em trabalho leve, vestindo 1 “clo”, que corresponde a uma vestimenta leve, cuja resistência térmica equivale a 0,15°C m2/W. Na região central da Carta está delimitada a zona de conforto. As condi- ções de temperatura seca e de umidade relativa do ar podem ser determinadas sobre a Carta. Evidentemente, se os pontos determinados por essas variáveis se locali- zarem na zona de conforto, as condições apresentadas serão consideradas como de conforto. Se caírem fora da zona de conforto, há necessidade de serem tomadas medidas corretivas. Se o ponto determinado pelas condições de temperatura de bulbo seco e de umidade relativa do ar cair acima da zona de conforto, será necessário recorrer-se ao efeito do movimento do ar. Se a temperatura seca do ar é elevada mas a umidade é baixa, o movimento do ar pouco favorece. Quanto à região abaixo do limite inferior da zona de conforto, as linhas representam a radiação necessária para atingir a zona de conforto, quer em termos de radiação solar quer em termos de aquecimento do ambiente. ÌQGLFHGH7HPSHUDWXUD(IHWLYD A Temperatura Efetiva, de Yaglow e Houghten, de 1923, foi definida pela correlação entre as sensações de conforto e as condições de temperatura, umi- dade e velocidade do ar, procurando concluir quais são as condições de conforto térmico. É um índice subjetivo. Essas correlações são apresentadas sob a forma de nomograma. Em 1932, Vernon e Warner apresentaram uma proposta de correção para o índice de Temperatura Efetiva, utilizando a temperatura do termômetro de globo em vez de temperatura seca do ar, para base dos cálculos, posto que a temperatura de radiação, sendo superior ou inferior à temperatura seca do ar, proporciona alterações na sensação de conforto. Observam-se indicações das duas escalas no nomograma do Anexo 3. A zona de conforto térmico delimitada sobre o nomograma de Temperatura Efetiva para pessoas normalmente vestidas, em trabalho leve e se referindo a habitantes de regiões de climas quentes, foi adaptada por Koenigsberger et alii (34). 27
  26. 26. Esse nomograma, quando os dados disponíveis são de temperatura seca, ou do termômetro de globo, umidade e velocidade do ar, é normalmente utilizado em conjunto com a Carta Psicrométrica, a qual fornecerá as correspondências entre a temperatura do termômetro de bulbo seco e a temperatura do termômetro de bulbo úmido, a partir dos dados de umidade relativa. Os Anexos 4 e 5 apresentam as Cartas Psicrométricas para pressão atmosférica normal (760 mm Hg), ao nível do mar, e para São Paulo (pressão atmosférica 695,1 mm Hg). ÌQGLFHGHRQIRUWR(TXDWRULDO,(
  27. 27. Webb(59) desenvolveu este índice para ser aplicado a habitantes de climas tropicais, de preferência quente e úmido. Baseou-se em observações feitas em Cingapura, em habitações correntes e em uma escala climática desenvolvida especialmente para condições tropicais, procurando correlacionar os valores dessa escala com a sensação de calor, tendo incorporado dados referentes ao P4SR (Previsão da Produção de Suor em 4 horas, que é um índice fisiológico desenvolvido por McArdle, do Royal Naval Research Establishment) e chegou a um nomograma semelhante ao da Temperatura Efetiva. Esse nomograma está apresentado na figura 1 do Anexo 6. O gráfico de conforto de Cingapura — figura 2, Anexo 6 — foi elaborado com base em dados obtidos a partir da psicologia experimental e análise de testes aplicados em indivíduos completamente aclimatados na região. Esse gráfico indica a existência de um optimum em conforto na faixa de 25,5°C na escala I.C.E. Webb estende a aplicabilidade de seu índice e de seu gráfico de conforto a habitantes de regiões climáticas semelhantes a Cingapura, como, por exemplo, a Amazônia. ´=RQDGHFRQIRUWRµ Como pode ser observado, tanto a Carta Bioclimática como o nomograma de Temperatura Efetiva para pessoas em trabalho leve e o nomograma do Índice de Conforto Equatorial estão apresentados como uma “zona de conforto” deli- mitada sobre cada gráfico. Essas “zonas de conforto” devem ser encaradas como uma indicação e analisadas acerca de sua aplicabilidade às condições específicas de projeto e de realidade ambiental. 28
  28. 28. Assim, é conveniente, para a aplicação dos índices, uma análise prévia das condições climáticas locais e as relações entre as variáveis consideradas na obtenção do índice e a respectiva “zona de conforto” determinada sobre os gráficos. 29
  29. 29. DStWXOR 7URFDV7pUPLFDV 0HFDQLVPRVGHWURFDVWpUPLFDV Para a compreensão do comportamento térmico das edificações, é neces- sária uma base conceitual de fenômenos de trocas térmicas. Esse conhecimento permite também melhor entendimento acerca do clima e do relacionamento do organismo humano com o meio ambiente térmico. As trocas térmicas entre os corpos advêm de uma das duas condições básicas: • existência de corpos que estejam a temperaturas diferentes; • mudança de estado de agregação. Corpos que estejam a temperaturas diferentes trocam calor, os mais “quentes” perdendo e os mais “frios” ganhando, sendo que o calor envolvido é denominado calor sensível. No âmbito do conforto termo-higrométrico, o elemento que proporciona as trocas térmicas por mudança de estado de agregação — sem mudança de temperatura — é a água, e apenas nos casos de passar do estado líquido para o estado de vapor e do estado de vapor para o estado líquido. O calor envolvido nestes mecanismos de troca é denominado calor latente. 7URFDVWpUPLFDVVHFDV As trocas de calor que envolvem variações de temperatura são denomina- das trocas secas, em contraposição à denominação de trocas úmidas, relativa às trocas térmicas que envolvem a água. Os mecanismos de trocas secas são convecção, radiação e condução. 31
  30. 30. RQYHFomR Convecção: troca de calor entre dois corpos, sendo um deles sólido e o outro um fluido (líquido ou gás). A intensidade do fluxo térmico envolvido no mecanismo de troca por convecção é: qc = hc(t − θ) (W/m2) onde: qc — intensidade do fluxo térmico por convecção (W/m2); hc — coeficiente de trocas térmicas por convecção (W/m2°C); t — temperatura do ar (°C); θ — temperatura da superfície do sólido (parede) (°C), sendo que t θ ou θ t. As trocas de calor por convecção são ativadas pela velocidade do ar, quando se trata de superfícies verticais. Nesse caso, mesmo que o movimento do ar advenha de causas naturais, como o vento, o mecanismo de troca entre a superfície e o ar passa a ser considerado convecção forçada. No caso de superfície horizontal, o sentido do fluxo desempenha impor- tante papel. Quando o fluxo é ascendente, há coincidência do sentido do fluxo com o natural deslocamento ascendente das massas de ar aquecidas, enquanto no caso de fluxo descendente, o ar, aquecido pelo contato com a superfície, encontra nela mesma uma barreira para sua ascensão, dificultando a convecção — seu deslocamento e sua substituição por nova camada de ar à temperatura inferior à sua. Para o coeficiente de trocas térmicas por convecção — hc —, no caso de convecção natural, são adotados, segundo Croiset(15), os seguintes valores: • para superfície horizontal, fluxo descendente hc = 1,2 (W/m2°C); • para superfície vertical hc = 4,7 (W/m2°C); • para superfície horizontal, fluxo ascendente hc = 7 (W/m2°C). 32
  31. 31. Para superfície vertical, hc varia de acordo com a velocidade do ar, segundo o gráfico apresentado na figura 1. 5DGLDomR Radiação: mecanismo de troca de calor entre dois corpos — que guardam entre si uma distância qualquer — atrevés de sua capacidade de emitir e de absorver energia térmica. Esse mecanismo de troca é conseqüência da natureza eletromagnética da energia, que, ao ser absorvida, provoca efeitos térmicos, o que permite sua transmissão sem necessidade de meio para propagação, ocor- rendo mesmo no vácuo. O fluxo de calor envolvido nesse mecanismo de troca será: qr = hr(θ − θr) (W/m2) onde: qr — intensidade do fluxo térmico por radiação (W/m2); hr — coeficiente de trocas térmicas por radiação (W/m2°C); θ — temperatura da superfície da parede considerada (°C); θr — temperatura radiante relativa às demais superfícies (°C). Figura 1 — Variação do coeficiente de convecção hc com a velocidade do ar (parede vertical). Fonte: Croiset(15) 33
  32. 32. O coeficiente hr é um parâmetro simplificado, que resume todos os fatores que interferem nas trocas de radiação, a saber: as temperaturas das superfícies, os aspectos geométricos e físicos das superfícies envolvidas e, principalmente, a emissividade térmica ε da superfície. A emissividade expressa a capacidade de uma superfície de emitir calor. Para os materiais de construção correntes, sem brilho metálico, ε ≅ 0,9, pode-se adotar hr = 5 (W/m2°C). RQGXomR Condução: troca de calor entre dois corpos que se tocam ou mesmo partes do corpo que estejam a temperaturas diferentes, como apresentado na figura 2, onde θe ≠ θi. A intensidade do fluxo térmico por condução envolvido nesse mecanismo de troca é: qcd = λ e (θe − θi) (W/m2) onde: e — espessura da parede (m); θe — temperatura da superfície externa da envolvente (°C); θi — temperatura da superfície interna da envolvente (°C); λ — coeficiente e condutibilidade térmica do material (W/m°C). Figura 2 — Trocas de calor por condução. θiθe λ INT.EXT. e 34
  33. 33. Como e λ = r, sendo r a resistência térmica específica da parede (m2°C/W),tem-se: qcd = (θe − θi) r (W/m2) O coeficiente de condutibilidade térmica do material — λ — é definido como sendo “o fluxo de calor que passa, na unidade de tempo, através da unidade de área de uma parede com espessura unitária e dimensões suficientemente grandes para que fique eliminada a influência de contorno, quando se estabelece, entre os parâmetros dessa parede, uma diferença de temperatura unitária” — Gomes(29). Este coeficiente depende de: • densidade do material — a matéria é sempre muito mais condutora que o ar contido em seus poros; • natureza química do material — os materiais amorfos são geralmente menos condutores que os cristalinos; • a umidade do material — a água é mais condutora que o ar. O coeficiente λ varia com a temperatura, porém, para as faixas de temperatura correntes na construção, pode ser considerado como uma caracte- rística de cada material. A tabela do Anexo 7 apresenta, entre outros, os dados relativos ao coeficiente de condutibilidade térmica de diversos materiais de construção, representados por valores médios. 7URFDVWpUPLFDV~PLGDV As trocas térmicas que advêm de mudança de estado de agregação da água, do estado líquido para o estado de vapor e do estado de vapor para o estado líquido, são denominadas trocas úmidas, cujos mecanismos são evaporação e condensação. (YDSRUDomR Evaporação: troca térmica úmida proveniente da mudança do estado líquido para oestadogasoso.Paraserevaporada,passandoparaoestadodevapor, 35
  34. 34. a água necessita de um certo dispêndio de energia. Para evaporar um litro de água são necessários cerca de 700 J. A velocidade de evaporação é função do estado higrométrico do ar e de sua velocidade. A uma determinada temperatura, o ar tem capacidade de conter apenas uma certa quantidade de vapor d’água, inferior ou igual a um máximo denominado peso do vapor saturante. Portanto, o grau higrométrico é a relação entre o peso de vapor d’água contido no ar, a uma certa temperatura, e o peso de vapor saturante do ar à mesma temperatura. As cartas psicrométricas, apresentadas nos Anexos 4 e 5, fornecem dados acerca do peso de vapor d’água contido no ar segundo sua temperatura. O peso de vapor saturante relativo a cada temperatura pode ser obtido na carta psicro- métrica por meio da linha da umidade relativa (U.R.) 100%, enquanto o peso de vapor contido no ar, para cada condição de umidade relativa (U.R.) e para cada condição de temperatura, pode ser obtido na mesma carta. RQGHQVDomR Condensação: troca térmica úmida decorrente da mudança do estado gasoso do vapor d’água contido no ar para o estado líquido. Quando o grau higrométrico do ar se eleva a 100%, a temperatura em que ele se encontra é denominada ponto de orvalho (conforme item 3.1.15) e, a partir daí, o excesso de vapor d’água contido no ar se condensa — passa para o estado líquido. A condensação é acompanhada de um dispêndio de energia. A condensa- ção de um litro d’água dissipa cerca de 700 J. Se o ar, saturado de vapor d’água, entra em contato com uma superfície cuja temperatura está abaixo da do seu ponto de orvalho, o excesso de vapor se condensa sobre a superfície, no caso de esta ser impermeável — condensação superficial —, ou pode condensar-se no interior da parede, caso haja porosidade. A condensação superficial passageira em cozinhas e banheiros, nos horários de uso mais intenso, é considerada normal. Torna-se problemática quando se dá em paredes e principalmente em coberturas de baixa resistência térmica. Um meio para evitar a condensação superficial consiste na eliminação do vapor d’água pela ventilação. Outro consiste em imprimir ao elemento da construção uma resistência térmica R adequada, que pode ser calculada através da expressão: 36
  35. 35. R =    te − ti ti − to    ⋅ 1 hi (m2°C/W) onde: ti — temperatura do ar interno (°C); te — temperatura do ar externo (°C); to — temperatura do ponto de orvalho relativa a ti (°C); hi — coeficiente de condutância térmica superficial interna, conforme item 2.1.8 (W/m2°C). RQGXWkQFLDWpUPLFDVXSHUILFLDO A condutância térmica superficial engloba as trocas térmicas que se dão à superfície da parede. O coeficiente de condutância térmica superficial expressa as trocas de calor por convecção (item 2.1.2) e por radiação (item 2.1.3). Assim, considerando-se a figura 3, onde se toma uma lâmina que separa dois ambientes, um externo e outro interno, havendo diferenças de temperatura, as trocas térmicas superficiais poderão ser expressas através dos coeficientes de condutância térmica superficiais: hc + hr = he — coeficiente de condutância térmica superficial externa (W/m2°C) hi — coeficiente de condutância térmica superficial interna (W/m2°C) Figura 3 — Esquema explicativo dos coeficientes de condutância térmica superficial. θiθe INT.EXT. te ti he hi 37
  36. 36. Também os coeficientes he e hi são parâmetros simplificados, válidos para condições convencionalmente simplificadas admitidas para hr. Se he e hi são coeficientes de condutância térmica superficiais, as resis- tências témicas superficiais serão 1 he e 1 hi , externa e interna, respectivamente. As tabelas do Anexo 8 apresentam valores de condutâncias e resistências térmicas superficiais para paredes externas e internas, consideradas de materiais correntes e sujeitas a velocidades do ar de 2 m/s para superfícies externas e 0,5 m/s para superfícies internas. A tabela 1, Anexo 9, apresenta a variação da condutância térmica super- ficial externa he, segundo a velocidade do vento, para casos especiais e conheci- dos, posto que há um consenso em se adotar 2 m/s, ou, no máximo, 3 m/s, para a velocidade do ar externo, em se considerando o meio urbano. (VSDoRGHDUFRQILQDGR Os espaços de ar confinados, portanto não ventilados, entre duas lâminas paralelas, apresentam resistência térmica que será função dos seguintes fatores: espessura da lâminadear,sentidodofluxotérmicoeemissividadedassuperfícies em confronto. A tabela 2, Anexo 9, apresenta valores de resistência térmica de espaços de ar (Rar) confinados entre duas lâminas paralelas. RHILFLHQWH*OREDOGH7UDQVPLVVmR7pUPLFD.
  37. 37. O coeficiente Global de Transmissão Térmica — K — engloba as trocas térmicas superficiais (por convecção e radiação) e as trocas térmicas através do material (por condução). Portanto, engloba as trocas de calor referentes a um determinado material segundo a espessura da lâmina, o coeficiente de conduti- bilidade térmica, a posição horizontal ou vertical da lâmina e, ainda, o sentido do fluxo. O coeficiente K quantifica a capacidade do material de ser atravessado por um fluxo de calor induzido por uma diferença de temperatura entre dois ambientes que o elemento constituído por tal material separa (W/m2°C). Defi- ne-se como sendo “o fluxo de calor que atravessa, na unidadedetempo, aunidade de área do elemento constituído do material, quando se estabelece uma diferença unitária de temperatura entre o ar confinante com suas faces opostas”(30). 38
  38. 38. 'HWHUPLQDomRGH.SDUDSDUHGHVKRPRJrQHDV Para uma parede de material homogêneo e com espessura constante, o coeficiente global de transmissão K é obtido em função de: a) Trocas térmicas na superfície interna q = hi (ti − θi) = (ti − θi) 1/hi (W/m2) b) Trocas térmicas através do material q = λ (θi − θe) e = (θi − θe) e/λ (W/m2) c) Trocas térmicas na superfície externa q = he (θe − te) = (θe − te) 1/he (W/m2) Igualando-seestasfraçõeseadmitindo-seque: q = K(∆t) = ∆t 1/K então 1 K = 1 hi + 1 he + e λ (m2°C/W) sendo: 1 K = R — resistência térmica global da lâmina. Os valores dos coeficientes de condutância térmica superficial he e hi, e as resistências térmicas superficiais 1 he e 1 hi e inclusivede 1 he + 1 hi podem ser encontrados na tabela do Anexo 8, e os valores dos coeficientes de condutibili- dade térmica λ dos materiais, na tabela do Anexo 7. 'HWHUPLQDomRGH.SDUDSDUHGHVKHWHURJrQHDV Nos casos de paredes heterogêneas, em que os elementos da construção se constituem de várias camadas de materiais diferentes, a expressão de cálculo 39
  39. 39. considera essa heterogeneidade incluindo a somatória das relações espessura (e) / condutibilidade térmica (λ), ou do inverso das condutâncias, ou das resis- tências térmicas específicas das sucessivas camadas constituintes do elemento. Então: 1 K = 1 he + e1 λ1 + e2 λ2 + e3 λ3 + … + 1 hi (m2°C/W) Observe-se que uma das camadas pode ser um espaço de ar confinado entre lâminas paralelas, e a parcela correspondente estará representada pelos valores relativos às suas resistências térmicas em função da posição da parede e do sentido do fluxo, de acordo com a tabela 2, Anexo 9. 'HWHUPLQDomRGH.SDUDSDUHGHVKHWHURJrQHDV HPVXSHUItFLH Quando o elemento da construção não é heterogêneo em espessura mas em superfície, o coeficiente global de transmissão térmica pode, em cálculo simplificado, ser determinado considerando-se a decomposição do elemento em áreas parciais — A1, A2 ... — correspondentes às zonas diferenciadas, determi- nando-se os coeficientes — K1, K2 ... — correspondentes a essas áreas parciais e estabelecendo-se a média ponderada: Figura 4 — Esquema explicativo para determinação de K para paredes heterogêneas em espessura. θiθe INT.EXT. te tihe hi λ1 λ3λ2 e2 e3e1 40
  40. 40. K = K1A1 + K2A2 + … A1 + A2 + … (W/m2°C) Essa hipótese não é válida quando os materiais têm K com diferenças acentuadas. Numvedo compostopor painéiscomalguma isolação,poréminterligados por elementos de alta condutância, ocorrem fluxos térmicos no plano do vedo, provocando as chamadas pontes térmicas, que são responsáveis por grandes fluxos de calor, quando comparados aos fluxos através dos elementos isolantes, e representam uma incoerência de projeto. RPSRUWDPHQWRWpUPLFRGDFRQVWUXomR O Sol, importante fonte de calor, incide sobre o edifício representando sempre um certo ganho de calor, que será função da intensidade da radiação incidente e das características térmicas dos paramentos do edifício. Os elementos da edificação, quando expostos aos raios solares, diretos ou difusos, ambos radiação de alta temperatura, podem ser classificados como: a) opacos; b) transparentes ou translúcidos. 7URFDVGHFDORUDWUDYpVGHSDUHGHVRSDFDV No caso de uma parede opaca exposta à radiação solar e sujeita a uma determinada diferença de temperatura entre os ambientes que separa, os meca- nismos de trocas podem ser esquematizados como na figura 5. A intensidade do fluxo térmico (q) que atravessa essa parede, por efeito da radiação solar incidente e da diferença de temperatura do ar: q = K (te + αIg he − ti) (W/m2) onde: K — coeficiente global de transmissão térmica (W/m2°C); te — temperatura do ar externo (°C); α — coeficiente de absorção da radiação solar; Ig — intensidade de radiação solar incidente global (W/m2); 41
  41. 41. he — coeficiente de condutância térmica superficial externa (W/m2°C); ti — temperatura do ar interno (°C). A expressão anterior pode ser disposta da seguinte forma: q = KαIg he + K(te − ti) (W/m2) A parcela KαIg he se refere ao ganho de calor solar, sendo αk he = Sop, fator de ganho solar de material opaco, enquanto a parcela K(∆t) corresponde às trocas de calor por diferença de temperatura, podendo representar ganho, quando te ti, ou perda, quando ti te. A tabela 1, Anexo 10, apresenta valores de ε (emissividade térmica), para radiação solar, e de α e ε para temperaturas entre 10 e 40°C, para diversos materiais de construção. Para uma mesma gama de comprimento de onda, da radiação incidente e da radiação emitida, α = ε. Figura 5 — Trocas de calor através de paredes opacas. Radiação Solar Fluxo da radiação solar absorvida e dissipada para o exterior Radiação solar refletida EXT. INT. Fluxo da radiação solar absorvida e dissipada para o interior θi θe te ti he hi e⁄λ ρIg Ig 42
  42. 42. A tabela 2, Anexo 10, apresenta valores de α, para radiação solar, em função da cor da pintura externa. 7URFDVGHFDORUDWUDYpVGHSDUHGHVWUDQVSDUHQWHV RXWUDQVO~FLGDV No caso de uma parede transparente ou translúcida exposta à incidência da radiação solar e sujeita a uma determinada diferença de temperatura entre os ambientes que separa, os mecanismos de troca podem ser esquematizados como na figura 6. A intensidade do fluxo térmico (q) que atravessa uma parede transparente ou translúcida, deve incorporar, em comparação com a parede opaca, a parcela que penetra por transparência (τ Ig). Assim sendo, tem-se: q =    αK he + τ    Ig + K(∆t) (W/m2) Figura 6 — Trocas de calor através de superfícies transparentes ou translúcidas. ρIg Parcela que penetra por transparência Radiação solar refletida Parcela de αIg dissipada para o interiorParcela de αIg dissipada para o exterior Radiação solar EXT. INT. te ti he τIg Ig 43
  43. 43. sendo αK he + τ = Str (fator solar). O fator solar se refere à radiação solar global. A parcela K(∆t) se refere às trocas de calor por diferença de temperatura e representa ganho quando te ti e perda quando ti te. Para o vidro comum: α = 0,07, K = 5,7 (W/m2°C) ρ = 0,08, 1/he = 0,05 (m2/°CW) τ = 0,85, Str = 0,86 A tabela 1, Anexo 11, apresenta valores de fator solar de diversos vidros. O fator solar é utilizado também para expressar a proteção solar conse- guida através de elementos quebra-sol, persianas, cortinas etc. (OHPHQWRVGHSURWHomRVRODU´EULVHVROHLOµ
  44. 44. O controle da insolação através de elementos de proteção solar — quebra-sol (“brise-soleil”) — representa um importante dispositivo para o pro- jeto do ambiente térmico. O quebra-sol pode ser utilizado tanto para a proteção de paredes transpa- rentes ou translúcidas como para o caso de paredes opacas leves. 3URWHomRVRODUGHSDUHGHVRSDFDV A presença de uma placa quebra-sol (“brise-soleil”) diante de uma parede opaca vai ocasionar uma série de mecanismos de trocas, conforme esquematiza- ção na figura 7. A intensidade do fluxo térmico que atravessa a parede opaca protegida por um quebra-sol será: q = K (te + α∗Ig he − ti) (W/m2) ou q = K α∗Ig he + K(∆t) (W/m2) 44
  45. 45. sendo α* denominado fator fictício de absorção da radiação solar de uma parede opaca protegida por quebra-sol. O valor de α* será função das características da proteção solar e varia inclusive com a orientação da parede a ser protegida, com a latitude do local onde está situado o edifício e com a época do ano. Segundo Croiset(15), α* pode, a partir de alguns casos estudados, assumir os seguintes valores: a) quebra-sol contínuo, vertical, diante de parede vertical, a 30 cm, sem características especiais do material e acabamentos: 0,20 a 0,25 b) quebra-sol contínuo, vertical, diante de parede vertical, a 30 cm, com R ≅ 0,6 m2 °C/W, face externa branca e face interna pouco emissiva: 0,15 a 0,10 c) quebra-sol de lâminas verticais colocado diante de parede vertical: variável d) beirais e quebra-sol de lâminas horizontais: variável Figura 7 — Proteção solar de paredes opacas. αIg Parcela de αIg dissipada através da parede Parcela de αIg dissipada para o exterior Radiação solar Ig Parcela de αIg dissipada, por ventilação da lâmina de ar Radiação solar refletida ρIg quebra-sol parede opaca 45
  46. 46. e) cobertura com sombreamento de um quebra-sol contínuo, a 30 cm: 0,15 a 0,20 f) cobertura com sombreamento de quebra-sol contínuo, a 30 cm, face externa clara, face interna pouco emissiva, material isolante: 0,05 O quebra-sol de lâminas verticais colocado diante de uma parede vertical proporcionará α* com valores sempre mais elevados que os contínuos, devido às diversas reflexões dos raios solares incidentes sobre as placas. O beiral deve ser analisado sob o ponto de vista de sua eficiência geométrica. Fatores como absorção, isolação e emissividade têm menor impor- tância. A continuidade da proteção horizontal impede a ventilação da camada de ar próxima à parede, tornando a proteção menos eficiente. Se os beirais são constituídos por várias lâminas horizontais, a ventilação e o desvio dos raios refletidos proporcionam maior eficiência e o fator α* pode variar entre 0,20 e 0,50, segundo a parede seja clara ou escura e, no caso de construção térrea, o solo seja pouco ou muito refletor. No caso de sombreamento de cobertura, a transmissão térmica se dá à semelhança da proteção de paredes verticais, sendo que a ventilação entre a cobertura e a placa de proteção pode produzir melhores efeitos. 3URWHomRVRODUGHSDUHGHVWUDQVSDUHQWHVRXWUDQVO~FLGDV A proteção solar de paredes transparentes ou translúcidas pode ser feita através de dispositivos externos e internos, sendo que, em caso de vidro duplo, por exemplo, pode até se localizar entre os dois vidros. Por outro lado, a proteção externa normalmente tende a ser mais eficiente, posto que barra a radiação solar antes de sua penetração por transmissividade através do material. Porém, como a proteção solar é projetada segundo a especificidade de cada edifício, de acordo com sua localização, função e orientação, há casos em que a proteção interna pode ser mais adequada. A proteção solar de paredes transparentes ou translúcidas, para os dois casos mais correntes, de proteção externa ou interna, pode ser esquematizada segundo as figuras 8 e 9. Observe-se que, no caso da figura 8 — quebra-sol externo —, a parcela do calor que penetra no ambiente é menor que no caso do quebra-sol interno, já 46
  47. 47. Figura 8 — Ganhos de calor através de parede transparente (supondo transparência 100% e proteção opaca 100%), com proteção externa. Figura 9 — Ganhos de calor através de parede transparente (supondo transparência 100% e proteção opaca 100%), com proteção interna. Parcela de αIg dissipada através da parede (e, λ) quebra-sol Parcela de αIg dissipada para o exterior Radiação solar Ig Parcela de αIg dissipada por ventilação Radiação refletida ρIg PROTEÇÃO EXTERNA Parcela de αIg dissipada para o exterior Radiação solar Ig Parcela de αIg dissipada através da proteção Radiação refletida ρIg PROTEÇÃO INTERNA Parcela de αIg dissipada para o interior EFEITO ESTUFA 47
  48. 48. que o vidro, não sendo transparente para radiação de baixa temperatura (onda longa), funciona como barreira — efeito estufa — resultando, assim, maior radiação no interior do recinto. Quanto aos mecanismos de trocas térmicas, ocorrem da mesma maneira que no caso da proteção de paredes opacas, e o fluxo de calor envolvido no processo pode ser assim formulado: q = K (te + αIg he − ti) (W/m2) ou q = Str ⋅ Ig + K(∆t) (W/m2) A tabela 2, Anexo 11, representa valores de fator solar para proteções de vidraças com dispositivos tipo persianas, venezianas e cortinas. ,QpUFLDWpUPLFDGHXPFRPSRQHQWHGDHQYROYHQWH À inércia térmica estão associados dois fenômenos de grande significado para o comportamento térmico do edifício: o amortecimento e o atraso da onda de calor, devido ao aquecimento ou ao resfriamento dos materiais. A inércia térmica depende das características térmicas da envolvente e dos componentes construtivos internos. Quando, por exemplo, a temperatura exterior, suposta inicialmente igual à temperatura interior, se eleva, um certo fluxo de calor penetra na parede. Esse fluxo não atravessa a parede imediatamente, antes aquecendo-a internamente. Tal fluxo, se comparado com uma parede fictícia de peso nulo, atravessa a parede com um certo atraso e amortecido, conforme a figura 10. O atraso e o amortecimento, juntos, compõema inércia térmica, a qual é função da densidade, da condutibilidade e da capacidade calorífica da parede. A capacidade calorífica da parede é expressa através do fator denominado calor específico, que se mede pela quantidade de calor necessária para fazer elevar de uma unidade de tempe- ratura, a sua unidade de massa (J/kg°C). A tabela do Anexo 7 apresenta, entre outros dados, valores de calor específico de diversos materiais de construção. 48
  49. 49. ,QpUFLDWpUPLFDGDFRQVWUXomR Para a avaliação da inércia térmica da construção, recorre-se ao conceito de superfície equivalente pesada — que é igual à somatória das áreas das superfícies de cada uma das paredes interiores, inclusive piso e teto, multiplica- das por um coeficiente que será função do peso da parede e da resistência térmica de seus revestimentos — em relação à área do piso do local. Uma parede apresenta maior ou menor inércia segundo seu peso e sua espessura. Mas os revestimentos desempenham importante papel, pois revesti- mentos isolantes reduzem as trocas de calor com a parede e reduzem sua inércia. Croiset(15) apresenta um método simplificado para apreciação da inércia de uma parede interior (inclusive piso e teto), que consiste em aplicar um coeficiente igual a 1, 2⁄3, 1⁄3 ou 0, segundo o seu peso e a resistência térmica do seu revestimento, conforme a tabela na página seguinte: Figura 10 — Esquema explicativo do fenômeno da inércia térmica de uma parede real (q2) e de uma parede fictícia de peso nulo (q1). 49
  50. 50. Resistência térmica do revestimento (m°C/W) inferior a 0,15 entre 0,15 e 0,50 superior a 0,50 Parede pesando + de 200 kg/m2 1 2⁄3 0 Parede pesando entre 200 e 100 kg/m2 2⁄3 1⁄3 0 Parede pesando entre 100 e 500 kg/m2 1⁄3 0 0 Parede pesando mais de 50 kg/m2 0 0 0 Como uma parede (inclusive piso e teto) divide dois ambientes, conside- ra-se apenas a metade de sua espessura, posto que a outra metade será conside- rada como do recinto vizinho. A inércia do recinto considerado pode ser então classificada, segundo o valor da relação base superfície equivalente pesada / área do piso do local: — inferior a 0,5 inércia muito fraca — entre 0,5 e 1,5 inércia fraca — superior a 1,5 e sem cumprir a condição definida para inércia forte inércia média — superior a 1,5 e se a metade das paredes pesar mais de 300 Kg/m2 inércia forte O amortecimento e o atraso serão tanto maiores quanto maior for a inércia da construção. Considera-se que a construção está assentada diretamente sobre o solo ou erguida sobre laje de grande espessura. Podem ser adotados os seguintes valores para o amortecimento: — para construção de inércia muito fraca m = 0,4; — para construção de inércia fraca m = 0,6; — para construção de inércia média m = 0,8; — para construção de inércia forte m = 1,0. 50
  51. 51. A figura 11 apresenta um exemplo de curvas de variação de temperaturas externas e interna de um recinto, sem considerar os ganhos de calor solar, mas apenas as trocas relativas às diferenças de temperatura, que representam ganhos durante as horas em que a temperatura externa é maior que a temperatura interna (te ti) e perdas de calor, durante as horas em que a temperatura interna é maior que a temperatura externa (ti te). Figura 11 — Exemplo de curvas de variação de temperaturas externa e interna de um recinto. 51
  52. 52. DStWXOR 1Ro}HVGHOLPDH$GHTXDomRGD $UTXLWHWXUD 1Ro}HVGHOLPD (OHPHQWRVFOLPiWLFRVHDUTXLWHWXUD Adequar a arquitetura ao clima de um determinado local significa cons- truir espaços que possibilitem ao homem condições de conforto, conforme indicadas no capítulo 1. À arquitetura cabe, tanto amenizar as sensações de desconforto impostas por climas muito rígidos, tais como os de excessivos calor, frio ou ventos, como também propiciar ambientes que sejam, no mínimo, tão confortáveis como os espaços ao ar livre em climas amenos. Dentre as variáveis climáticas que caracterizam uma região, podem-se distinguir as que mais interferem no desempenho térmico dos espaços construí- dos: a oscilação diária e anual da temperatura e umidade relativa, a quantidade de radiação solar incidente, o grau de nebulosidade do céu, a predominância de época e o sentido dos ventos e índices pluviométricos. )DWRUHVFOLPiWLFRV Os valores dessas variáveis se alteram para os dintintos locais da Terra em função da influência de alguns fatores como circulação atmosférica, distri- buição de terras e mares, relevo do solo, revestimento do solo, latitude e altitude. 5DGLDomRVRODU A radiação solar é uma energia eletromagnética, de onda curta, que atinge a Terra após ser parcialmente absorvida pela atmosfera. A maior influência da radiação solar é na distribuição da temperatura do globo. As quantidades de radiação variam em função da época do ano e da 53
  53. 53. latitude. Estefenômeno pode sermelhor elucidadoseexaminarmosomovimento aparente do Sol em relação à Terra. 0RYLPHQWRDSDUHQWHGR6RO Para um observador situado na Terra, o Sol, aparentemente, se movimenta ao longo dos dias ao redor da Terra, variando a inclinação dos raios em função da hora e da época do ano. A Terra, para efeitos práticos, é considerada como sendo uma esfera. A Figura 12 representa esta esfera de centro C, pelo qual passa um eixo imaginário denominado eixo polar, ao redor do qual a Terra gina. O ponto PN é definido como sendo o Pólo Norte e o ponto PS, o Pólo Sul. O círculo definido pela intersecção do plano que passa pelo centro C e é perpendicular ao eixo polar e à esfera terrestre é o Equador terrestre. /RQJLWXGH A posição de uma localidade A sobre a Terra pode ser especificada a partir de sua latitude e de sua longitude. A longitude é medida com relação ao Meridiano de Greenwich. Esse meridiano é, por definição, o semicírculo que passa pelospólosepeloobservatóriodeGreenwich,situadonaInglaterra.Assim, Figura 12 — A esfera terrestre e as coordenadas do ponto A. 54
  54. 54. a longitude do ponto A é indicada na Figura 12 pelo ângulo φ1. As longitudes são medidas de 0° a 180°, a leste ou a oeste do Meridiano de Greenwich. /DWLWXGH A latitude é medida a partir do Equador, imaginando-se que cada ponto da superfície da Terra esteja contido em um semicírculo paralelo ao Equador e distante deste segundo um ângulo definido pela altura do círculo, ou seja, pelo ângulo φ2. Mede-se a latitude de 0° a 90° e se dirá que ela é Norte, se estiver acima da linha do Equador, e Sul, se estiver abaixo. 3RVLo}HVDSDUHQWHVGR6RO Se o eixo imaginário que une os pólos fosse perpendicular ao plano da eclíptica, que é o plano de translação da Terra ao redor do Sol, cada ponto situado sobre a sua superfície veria o Sol, ao longo do ano, numa mesma posição. Mas sendo esse eixo inclinado aproximadamente 23 1⁄2° em relação à normal, con- forme representado na figura 13, o Sol, aparentemente, percorrerá uma região do céu correspondente, na Terra, àquela compreendida entre os trópicos de Câncer e Capricórnio, com uma duração de seis meses em cada sentido. Figura 13 — Posição da Terra em relação ao Sol, nos solstícios. plano da eclíptica 21.06 23 1⁄2° 23 1⁄2° 21.12 55
  55. 55. Assim, no dia 21 de junho, às 12 horas, o Sol atingirá perpendicularmente o Trópico de Câncer, ponto máximo de seu percurso do Hemisfério Norte, e no dia 22 de dezembro atingirá, também às 12 horas, o Trópico de Capricórnio, limite de sua trajetória no Hemisfério Sul. Esses dois dias típicos são denomi- nados solstícios, sendo de inverno, se o ponto geográfico do observador situar-se em hemisfério oposto ao sol, e de verão, se estiver no mesmo hemisfério. Os dias 23 de setembro e 22 de março são denominados de equinócios, e se caracterizam pela passagem do Sol pelo Equador terrestre, o que resulta na duração do dia igual à da noite para qualquer ponto da Terra. ,QIOXrQFLDGDODWLWXGH A latitude de uma região, associada à época do ano, vai determinar o ângulo de incidência dos raios de sol com relação ao plano do horizonte do lugar. Tomemos como exemplo as localidades A e B indicadas no esquema simplificado do movimento aparente do Sol, representado na Figura 14. Figura 14 — Radiação solar e latitude. PS PN TRÓPICO DE CAPRICÓRNIO TRÓPICO DE CANCER EQUADOR PLANO HORIZ. OBSERV. B PLANO HORIZ. OBSERV. A B A DIREÇÃO DOS EIXOS SOLARES II I 56
  56. 56. Admitindo-se a lei da Física, segundo a qual a quantidade de radiação solar recebida por uma superfície é proporcional ao co-seno do ângulo que os raios solares fazem com a normal ao plano desta superfície, é evidente que, para o sol na posição I, a localidade A receberá maior quantidade de radiação que a B. Do mesmo modo, a localidade A receberá maior radiação quando oSolestiver, numa determinada época do ano, na posição I, do que quando em outra data, localizado na posição II. Pode-se então afirmar que quanto maior for a latitude de um local, menor será a quantidade de radiação solar recebida e, portanto, as temperaturas do ar tenderão a ser menos elevadas. 'LVWULEXLomRFRQWLQHQWHVHRFHDQRV Outro fator climático que interfere significativamente na variação da temperaturanasdiversasregiõesdaTerraéodanão-uniformidadededistribuição de massas de terra e mar ao longo dos paralelos. O calor específico da água é aproximadamente o dobro do da terra. Se considerarmos que o calor específico de uma substância é definido como sendo a quantidade de energia necessária para elevar deumgrau(Celsius)atemperatura de uma unidade de massa, a água necessita de quase o dobro de energia térmica que a terra, para uma mesma elevação de temperatura. Portanto, ao se esfriar, a água também perde grande quantidade de energia. Essa camada de ar úmido, que paira sobre os oceanos, tem capacidade de receber e de reter calor. Isto faz com que os oceanos sejam uma grande parte da reserva do calor mundial, tornando-se mais frescos no verão e mais quentes no inverno, em relação aos continentes, numa mesma latitude. Nesse sentido, se compararmos duas faixas do globo situadas entre as mesmas latitudes, mas em hemisférios opostos, por exemplo, entre 0° e 30°, observaremos que a região situada no hemisfério norte possui menos mares do que a do hemisfério sul. Como resultado deste fenômeno denominado Continen- talidade teremos que os invernos serão mais frios e os verões mais quentes, em valores médios, no hemisfério norte, pois grandes massas de água são afetadas mais lentamente que as de terra. ,VRWpUPLFDVGRJORER As curvas isotérmicas do globo (Fig. 15) indicam que na faixa ao longo do Equador, onde há mais equilíbrio entre as superfícies de terra e mar, as curvas 57
  57. 57. Figura 15 — Curvas isotérmicas a nível do mar, em janeiro. O traço grosso indica o Equador Térmico. Fonte: Albá Lleras(2). 58
  58. 58. Figura 15-A — Curvas isotérmicas a nível do mar, em julho. O traço grosso indica o Equador Térmico. Fonte: Albá Lleras(2). 59
  59. 59. oscilam com maior regularidade. Do mesmo modo que no hemisfério sul, em latitudes altas, quase sem continentes, as isotérmicas também acompanham os paralelos. Já no hemisfério norte, devido aos excessivos recortes entre continentes e oceanos, há uma grande variação das isotérmicas com relação aos paralelos. Nota-se também que o Equador Térmico médio anual, ou seja, a linha indicativa da zona de máxima temperatura, se desvia para aproximadamente 5°N. O efeito da continentalidade, entre outros fatores, é o mais significativo neste deslocamento do Equador Térmico, pois os valores mais elevador de temperaturas do ar se registram nos continentes entre as latitudes 23°N e 10°/15°S. %ULVDVWHUUDPDU As brisas terra-mar, sentidas em regiões litorâneas, também são explica- das a partir da diferença do calor específico entre ambos. Durante o dia, a terra aquece-se mais rapidamente que a água, e o ar, ao ascender da região mais fria para a mais quente, forçará uma circulação da brisa marítima no sentido mar-terra. À noite este sentido se inverterá, pois a água, por demorar mais a esfriar que a terra, encontrar-se-á momentaneamente mais quente, gerando uma brisa terra-mar (figuras 16 e 17). 7RSRJUDILD A topografia também afeta a temperatura do ar, a nível local. Além da natural diferença de radiação solar recebida por vertentes de orientações distin- tas, um relevo acidentado pode se constituir em barreira aos ventos, modificando, muitas vezes, as condições de umidade e de temperatura do ar em relação à escala regional. 5HYHVWLPHQWRGRVROR O revestimento do solo interferirá nas condições climáticas locais, pois quanto maior for a umidade do solo, maior será a sua condutibilidade térmica. O ar é um mau condutor térmico, de modo que um solo pouco úmido se esquenta 60
  60. 60. Figura 16 — Brisa diurna mar-terra. Figura 17 — Brisa noturna terra-mar. DIA – quente TERRA BRISA MAR + quente + quente TERRA BRISA MAR – quente 61
  61. 61. mais depressa durante o dia, mas à noite devolverá o calor amarzenado rapida- mente, provocando uma grande amplitude térmica diária. Este fato é bastante significativo nas modificações climáticas sentidas a nível urbano, uma vez que os materiais de revestimento do solo, não só nos calçamentos das ruas, mas a nível das edificações, alteram sobremaneira as condições de porosidade e, conseqüentemente, de drenagem do solo, acarretando alterações na umidade e pluviosidade locais. 8PLGDGHDWPRVIpULFD A umidade atmosférica é conseqüência da evaporação das águas e da transpiração das plantas. Como definição de umidade absoluta tem-se que é o peso do vapor de água contido em uma unidade de volume de ar (g/m3), e a umidade relativa é a relação da umidade absoluta com a capacidade máxima do ar de reter vapor d’água, àquela temperatura. Isto equivale a dizer que a umidade relativa é uma porcentagem da umidade absoluta de saturação. 3RQWRGHRUYDOKR A umidade relativa varia com a temperatura do ar, diminuindo com o aumento desta. Quando o ar contendo uma certa quantidade de água é esfriado, sua capacidade de reter água é reduzida, aumentando a umidade relativa até se tornar saturado — com umidade 100%. A temperatura na qual esse ar se satura é denominada temperatura do ponto de orvalho — na linha de umidade 100% nas cartas psicrométricas, Anexos 4 e 5. Qualquer esfriamento abaixo dessa tempe- ratura causa condensação de vapor. 3UHFLSLWDomRDWPRVIpULFD A condensação do vapor d’água, em forma de chuva, provém, em grande parte, de massas de ar úmido em ascensão, esfriadas rapidamente por contato com massas de ar mais frias. 62
  62. 62. 1HEXORVLGDGH A quantidade de radiação solar que atinge o solo depende também da porcentagem de recobrimento e da espessura das nuvens no céu. A nebulosidade, se for suficientemente espessa e ocupar a maior parte do céu, pode formar uma barreira que impede a penetração de parte significativa da radiação solar direta. Do mesmo modo, pode dificultar a dissipação na atmosfera do calor desprendido do solo à noite. 9HQWRV A nível do globo, o determinante principal das direções e características dos ventos é a distribuição sazonal das pressões atmosféricas. A variação das pressões atmosféricas pode ser explicada, entre outros fatores, pelo aquecimento e esfriamento das terras e mares, pelo gradiente de temperatura no globo e pelo movimento de rotação da Terra. Denomina-se pressão atmosférica a ação exercida pela massa de ar que existe sobre as superfícies. A variação de temperatura do ar no globo provoca deslocamentos de massas de ar, pois, se a Terra não girasse sobre si mesma, o movimento do ar seria constante e ascendente dos pólos para o Equador. O movimento de rotação da Terra provoca uma força desviadora dessas direções (denominada Força de Coriolis). Sobre cada hemisfério há cintos de alta e baixa pressão atmosférica, podendo ser permanentes ou cíclicos. O cinto equatorial é a principal região de baixa pressão, sendo mantido durante todo o ano. Nas latitudes tropicais de ambos os hemisférios há cintos de alta pressão que se deslocam no verão na direção dos pólos e no inverno para o Equador. As regiões polares são regiões de alta pressão, permanentes, mas menores que a dos cintos subtropicais. Como resultado têm-se três cintos globais de ventos em cada hemisfério: os alíseos, os de oeste e os polares, representados na Figura 18. Os ventos alíseos, que são os mais importantes para o Brasil, são originá- rios nas regiões subtropicais de alta pressão, nos dois hemisférios situados entre 30° e 35° de latitude, dirigindo-se para SO no hemisfério norte e NO no hemisfério sul, formandoo cintodecalmasequatoriaisdebaixapressão,aolongo do Equador. 63
  63. 63. Figura 18 — Diagrama dos ventos no globo terrestre. Fonte: Koenigsberger et alii(34). VENTOSPOLARES frentesubpolar VENTOSDEOESTE altapressão subtropical ALÍSEOSDE NOROESTE frentetropical ALÍSEOSDE SUDESTE altapressão subtropical VENTOSDEOESTE frentesubpolar VENTOSPOLARES S NN S 64
  64. 64. Os ventos de oeste têm suas origens nas regiões subtropicais, mas se deslocam através das regiões subárticas de baixa pressão. Os ventos polares são formados pelas massas de ar frio nas regiões polares e árticas de alta pressão. A nível local, essas correntes de ar sofrem a influência da topografia, das diferenças de temperaturas causadas por diversos revestimentos do solo e da vegetação. $GHTXDomRGDDUTXLWHWXUDDRVFOLPDV 0DSDFOLPiWLFRGR%UDVLO As distinções entre os tipos de climas poderiam ser tão diversificadas quanto as combinações entre os vários elementos climáticos. Dentre os vários sistemas de classificação de climas, os mais difundidos são os de Koppen, Atkinsons, Thornthwaite, Mahoney, entre outros. Para efeito da arquitetura, os dados climáticos mais significativos são os relativos às variações, diárias e anuais, da temperatura do ar e os índices médios de umidade relativa e precipitações atmosféricas e, quando disponível, a quan- tidade de radiação solar. O Anexo 12 apresenta um mapeamento climatológico do Brasil, baseado no do IBGE — “Brasil/Climas”, de 1978. Esse mapa simplificado contém elementos suficientes para se estabelecerem parâmetros quanto à adequação da arquitetura a qualquer região brasileira, mesmo não expressando, pela sua escala, variações climáticas locais detalhadas. OLPDXUEDQR Uma aglomeração urbana não apresenta, necessariamente, as mesmas condições climáticasrelativas aomacroclimaregionalnaqualestáinserida.Estas alterações estão diretamente relacionadas com o tamanho e setores predominan- tes de atividade do núcleo urbano e podem ser dimensionadas através de avaliação comparativa com o clima do campo circunvizinho. As modificações climáticas podem ser tais que as áreas urbanas, notada- mente as maiores, resultem em verdadeiras Ilhas de Calor. 65
  65. 65. Tais ilhas de calor, basicamente, são geradas a partir das modificações impostas à drenagem do solo, notadamente pelo seu revestimento por superfície de concreto e asfalto. Além desse fator, as cidades também são produtoras de calor. Nelas se instalam grandes quantidades de equipamentos termoelétricos e de combustão para a produção de mercadorias e transportes de pessoas e cargas. Interferem, ainda, as verdadeiras massas de edificação que modificam o curso natural dos ventos, prejudicando a ventilação natural no interior do núcleo. Além disso, a poluição gerada em um meio urbano modifica as condições do ar quanto a sua composição química e odores. A quantidade de radiação solar recebida pelas diversas edificações inse- ridas numa cidade vai variar com relação às posições das edificações vizinhas, as quais podem constituir barreiras umas às outras ao sol e ao vento. Por outro lado, as condições para que ocorra precipitação em forma de chuva são favorecidas no núcleo urbano devido às partículas sólidas em suspen- são no ar, que contribuem para a aglutinação das partículas de água que formarão a gota de chuva. $UTXLWHWXUDHFOLPD Nas regiões predominantemente quentes no Brasil, a arquitetura deve contribuir para minimizar a diferença entre as temperaturas externas e internas do ar. Um desempenho térmico satisfatório da arquitetura, com a utilização apenas de recursos naturais, pode não ser possível emcondiçõesclimáticas muito rígidas (vide “Limites da climatização natural” — capítulo 5). Mesmo nesses casos devem-se procurar propostas que maximizem o desempenho térmico natural, pois, assim, pode-se reduzir a potência necessária dos equipamentos de refrigeração ou aquecimento, visto que a quantidade de calor a ser retirada ou fornecida ao ambiente resultará menor. Há também a possibilidade de não ser preciso o uso contínuo desses equipamentos nas épocas do ano cujas condições térmicas climáticas não sejam tão severas. A seguir são indicadas algumas sugestões quanto à escolha de partido arquitetônico em função da qualidade de dois tipos de climas brasileiros típicos e extremos: o clima quente seco e o quente úmido. 66
  66. 66. Do ponto de vista do desempenho térmico da arquitetura, agruparam-se algumas classificações climáticas encontradas no Mapa: “Brasil/Climas” (Ane- xo 12), de modo a obter apenas dois grupos distintos de climas quentes: seco e úmido, conforme segue: quente: superúmido quente úmido úmido semi-úmido subquente: úmido semi-úmido quente: semi-árido brando quente seco semi-árido mediano a muito forte subquente: semi-árido brando ,QIOXrQFLDGDXPLGDGHUHODWLYDGRUDU A grande diferenciação que o grau de umidade relativa do ar acarreta nas condições climáticas de um local é quanto à amplitude da temperatura diária. Isto equivale a dizer que quanto mais seco for o clima, mais acentuadas serão sua temperatura extremas (mínimas e máximas). Este fenômeno se dá em função de as partículas de água em suspensão no ar terem a capacidade de receber calor do Sol e se aquecerem. Quanto mais úmido estiver o ar, maior será a quantidade de água em suspensão. Essas partículas, além de se aquecerem pela radiação solar que recebem, também funcionam, de dia, como uma barreira da radiação solar que atinge o solo e, à noite, ao calor dissipado pelo solo. Nesse sentido, um solo em clima mais seco recebe mais radiação solar direta que em clima mais úmido. 67

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