Clima

532 visualizações

Publicada em

Aula de clima urbano, CECONS 3

0 comentários
0 gostaram
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

  • Seja a primeira pessoa a gostar disto

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
532
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
3
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
37
Comentários
0
Gostaram
0
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Clima

  1. 1. ANÁLISE MICROCLIMÁTICA EM LOCALIDADES DA REGIÃO METROPOLITANA DE CURITIBAestudo usando como pontos de referência os Faróis do Saber Pesquisa iniciada com uma Dissertação de Mestrado Do Programa de Pós- Graduação em Tecnologia (PPGTE), UTFPR Mestranda F. Rossi PROFESSOR ORIENTADOR: Prof. Eduardo L. Krüger 1
  2. 2. METODOLOGIA Análise geral do clima da região deCuritiba: atualização do TRY; Monitoramento térmico (HOBOdataloggers); Levantamento de Temperaturas eumidade; Análise de uso e ocupação do solo; Análise da relação entre temperaturalocal e padrão de uso e ocupação do solo; Análise de isotermas; Análise de condições de conforto; Análise de condições sinóticas. 2
  3. 3. Investigação do clima local: influências do desenvolvimento urbano Detalhe do sensor no Farol Foto de um Farol do Saber 3
  4. 4. Investigação do clima local: influências do desenvolvimento urbanoPlantas dos Faróis com a orientação das fachadas e a posição do equipamento 4
  5. 5. Investigação do clima local: influências do desenvolvimento urbano Mapa com a localização dos pontos segundo o zoneamento e área de influência 5
  6. 6. Investigação do clima local: influências do desenvolvimento urbano Farol do Saber Localização Zoneamento Influência Rocha Pombo Portão ZR-3 ZR-4, SE, CONEC-3 Gonçalves Dias São Bras ZR-2 ZR-P, ZR-SF Samuel Chamecki Cajuru ZR-3 ZR-2, SE-CB João Guimarães Rosa Bairro Alto ZR-2 ZE-D Farol das Cidades São Lourenço ZR-2 - Jd. Pinheiro Sta. Felicidade ZR-2 Z-CON, ZR-P, ZR-SF Castro Alves Fazendinha ZR-3 ZI, ZEHIS, CONEC-3 Aristides Vinholes Xaxim ZR-2 - ZR-2, ZR-3, ZR-4, ZE-M, ZI, José de Alencar Pinheirinho ZS-2 SEHIS, SE-LE, SE, SE-BR116 Frei Miguel Bottacin C. Industrial SEHIS ZS-1, ZI, ZUM, CONEC-2 Tom Jobim Santa Quitéria ZR-3 ZR-4, CONEC-4 Fernando A. de ZR-1, ZI, SE-PS, ZT-NC, SE- Campo Comprido ZR-2 Miranda NC Machado de Assis Mercês ZR-2 ZR-1, ZR-3 6 Antônio Machado Barreirinha ZR-2 ZR-1
  7. 7. Investigação do clima local: influências do desenvolvimento urbano 16,00 14,00 12,00 10,00Tmín [ºC] 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 dias Bairro Alto São Lourenço Cajuru Fazendinha 7 Sta Felicidade São Bras Portão
  8. 8. Investigação do clima local: influências do desenvolvimento urbanoAo se analisar o clima urbano, nota-se que o uso e a ocupação do solo influenciam de maneira considerável a variação da temperatura:• Tomando-se o Bairro Alto como exemplo, onde se registrou elevada temperatura ambiente, verifica-se tráfego intenso (principalmente transporte coletivo), muita área pavimentada, pouca arborização e ocupação intensa do entorno.• Ao analisarmos a localidade com menor amplitude térmica e mais baixas temperaturas registradas – Cajuru – e correlacionarmos a mesma com parâmetros de uso e ocupação do solo, também confirmamos a influência desses parâmetros no clima local, visto que esta região apresenta muitas vias sem pavimentação e arborizadas, pouco tráfego e a ocupação de baixa densidade. 8
  9. 9. RESULTADOS E ANÁLISEAnálise de uso e ocupação do solo  Fotos aéreas (escala 1:8000);  Imagens de CAD geradas a partir das fotos aéreas, geo- referenciadas com o Arc-View GIS software;  Classificação de padrões de uso do solo e quantificação de cinco diferentes categorias: (1) áreas verdes, (2) área construída, (3) área pavimentada, (4) área de água, (5) área livre;  Escolha de três diferentes áreas de influência;  Quantificação de padrões de uso do solo para cada área de influência. 9
  10. 10. CLASSIFICAÇÃO E QUANTIFICAÇÃO PADRÕES DE USODO SOLO 10
  11. 11. CLASSIFICAÇÃO E QUANTIFICAÇÃO PADRÕES DE USODO SOLO 11
  12. 12. CLASSIFICAÇÃO E QUANTIFICAÇÃO PADRÕES DE USODO SOLOPercentuais para 1km² 2002 Santa São Bairro Alto Cajuru Fazendinha Portão São Brás Felicidade Lourenço Água 0,01 0,00 0,58 0,01 0,10 0,01 1,03 Construida 22,45 32,95 20,60 24,54 13,84 20,83 13,95 Livre 46,68 42,70 45,31 35,81 60,34 48,78 38,53 Pavimentada 25,80 22,91 26,02 30,96 13,82 15,74 15,33 Verde 5,07 1,44 7,49 8,69 11,90 14,64 31,16 2003 Campo Cidade Santa Barreirinha Mercês Pinheirinho Xaxim Comprido Industrial Quitéria Água 0,00 0,09 0,00 0,09 0,00 0,01 0,52 Construida 22,24 22,07 38,17 19,84 26,69 27,88 26,29 Livre 38,24 37,21 24,19 44,57 6,73 39,13 38,24 Pavimentada 26,54 18,25 32,94 20,79 62,75 25,69 32,48 Verde 12,97 22,39 4,70 14,72 3,84 7,29 2,47 12
  13. 13. ANÁLISE DA RELAÇÃO ENTRE TEMPERATURA LOCAL E PADRÃO DE USO E OCUPAÇÃO DO SOLO 70,00 0,00 60,00 -0,20 50,00 -0,40percentuais 40,00 -0,60 Delta Ts 30,00 -0,80 e ad u id ur l ic ha 20,00 j -1,00 Ca Fe in xim d a en St Xa z Fa 10,00 -1,20 0,00 -1,40 localidades Área Água Área Construida Área Livre Área Pavimentada Área Verde Delta T 13
  14. 14. Análise de isotermas 14
  15. 15. CONCLUSÕESA partir do realizado, pôde-se extrair asseguintes considerações:1- A quantidade de área livre e de área construída parecedeterminante das diferenças de temperatura.2- Também parece haver relação entre as maiores áreasimpermeabilizadas e as maiores temperaturas.3- As localidades mais altas também tenderam a ter menorestemperaturas.4- A quantidade de área livre parece estar relacionado àobtenção de menores temperaturas.5- As maiores temperaturas também se verificaram commaior freqüência nas maiores áreas pavimentadas. INCERTEZAS... 15
  16. 16. QUESTÕES Medições de temperatura do ar em área urbanatrazem complexidades (idiossincrasias do localonde se mede –influências do entorno imediato) Qual o impacto dos diversos fatores ao redordo sensor usado? Como isolar um único aspecto e avaliá-lo? Qual a altura ideal para medições? 16
  17. 17. EFEITO DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO EM MODELO REDUZIDO DE UM ARRANJO URBANO SOB CONDIÇÕES DESÉRTICAS E.L. Krüger, (2) D. Pearlmutter, (2) P. Berliner ( 1 Programa de Pós-Graduação em Tecnologia, Departamento de ( 1 )Construção Civil, Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) - E-mail: ekruger@utfpr.edu.brJ. Blaustein Institute for Desert Research, Ben-Gurion University of ( 2 )   the Negev, Sede-Boqer Campus Israel 17
  18. 18. ROTEIRO DA APRESENTAÇÃO• Objetivos• Descrição do modelo em escala OASUS• Condições climáticas locais• Configurações, arranjo experimental e monitoramento realizado• Comparações entre predições (modelo semi-empírico) e dados medidos de temperatura no cânion• Efeito da exposição solar e aos ventos nas temperaturas no cânion e nas taxas de evaporação• Conclusões 18
  19. 19. OBJETIVOSObjetivo geral: projeto de pós-doutorado, realizado junto ao Departmentof Man in the Desert, Ben-Gurion University of the Negev, Israel.Finalidade de analisar os efeitos de alterações da configuraçãourbana no consumo de energia para condicionamento térmico de. edificaçõesObjetivos secundários:• Comparação de diferentes modelos numéricos de predição de temperatura do ar em cânions urbanos a partir de geometrias e orientações variáveis• Análise do efeito da adição de água a um modelo físico de um arranjo urbano - OASUS (Open-Air Scaled Urban Surface) 19
  20. 20. Descrição do modelo em escala OASUSO modelo em escala de uma superfície urbana, em escala 1:15, denominado Open-AirScaled Urban Surface – OASUS, foi elaborado de modo a ampliar a possibilidade deanálise de situações diversas encontráveis em um arranjo urbano, consistindo de umasérie de fileiras de blocos vazados de concreto de 0.2×0.2×0.4m de característicastermofísicas análogas às de materiais encontrados em construções da região doNegev. O sítio experimental está localizado em um local árido, Sede Boqer, Campus. da Universidade de Ben-Gurion, Deserto do Negev, em Israel OASUS - Scale-model of an urban array (photo )taken by the author in December 2004 20
  21. 21. Condições climáticas em Sede Boqer, Negev Desert Sede Boqer (latitude 30.8ºN)situa-se na região alta do deserto do Negev, aproximadamente a 480 m acima do nível do mar. O clima é caracterizado por grandevariação térmica diária e sazonal,ar seco e céu claro com radiação solar intensa. No verão, a médiadas temperaturas máximas situa- se em torno de 32ºC com média diária de 17°C. A radiação global tem um valor médio diário de 7.7kWh/m² em junho e julho. O vento dominante no verão vem constantemente do noroeste e torna-se mais forte ao final da tarde e nas primeiras horas da noite 21
  22. 22. Configurações, arranjoexperimental e monitoramento realizado Objetivo: Análise do efeito da adição de água ao modelo OASUS - experimentos anteriores limitaram-se ao balanço energético de um pedestre em um cânion urbano e ao balanço energético acima da malha urbana (SEB) com trocas de calor latente desprezíveis, considerando-se o clima desértico e a inexistência de fontes de água no modelo. Na presente etapa, procurou-se inserir quantidades significativas de superfícies molhadas no modelo (painéis evaporativos com 2.0 m × 0.10 m, com 3 cm de profundidade), de modo a se melhor poder avaliar o ..fenômeno da evaporação entre cânions do modelo Monitoramento: pequenos painéis evaporativos foram montados para pesagem por meio de uma balança digital, de forma a se estimar a quantidade de água evaporada em determinadas fileiras. Acima do modelo em escala, um anemômetro sônico, fixado ao mastro, registrou a temperatura do ar. Em um dos cânions, Em uma das fileiras repetidas, posicionou-se um termopar para medição .da temperatura do ar, acoplado a uma estação Campbell 22
  23. 23. Configurações, arranjo experimental e monitoramento realizadoCONFIGURAÇÕES: De forma a se considerar diversas condições de área molhada nomodelo em escala, os painéis foram adicionados em etapas, para o arranjo com as fileirascom altura correspondente a um bloco e a dois blocos de concreto (um andar e dois:andares, respectivamente). Os diferentes modos analisados foram os seguintesa) modo seco 1: 2 andares sem área molhadab) modo molhado 1: 2 andares com painéis dispostos junto às(paredes voltadas para o noroeste (vento dominantec) modo molhado 2: 2 andares com painéis dispostos junto às duas paredes dos cânionsd) modo molhado 3: 1 andar com painéis dispostos junto às duasparedes dos cânionse) modo molhado 4: 1 andar com painéis dispostos junto às(paredes voltadas para o noroeste (vento dominantef) modo seco 2: 1 andar sem área molhada 23
  24. 24. Comparações entre predições e dados medidos de temperatura no cânionModelo semi-empírico: A partir de experimentos realizados anteriormente no modeloOASUS, a correlação entre a progressão diurna das temperaturas do ar acima da malha(TA) e aquelas medidas em um cânion (Ta) foi analisada, verificando-se a existência deuma função “loop”. 36 Loop model ∂TA Ta = a1TA + a2 + a3 ∂t 40 32 2 R = 0.9984 35 Equação 1 28AT~2.0 30 24 AT~2.0 25 20 20 Exemplo de aplicação de uma função loop a duas 15 16 16 20 24 28 32 36 15 20 25 30 35 40 séries de dados MET* (temperaturas em graus MET (centígrados 24
  25. 25. Comparações entre predições e dados medidos de temperatura no cânionUma comparação foi feita entre temperaturas do ar medidas nos diversos modos e aquelas preditaspelo modelo semi-empírico, sob duas condições de altura. Os coeficientes adotados na equação 1,obtidos numa etapa anterior, correspondem às duas situações “secas” (modos seco 1 e seco 2). Anão correspondência entre dados preditos e medidos reflete o potencial de resfriamento da.adição de áreas molhadas no cânion 45 molhado 3 molhado 4 molhado 2 40 seco 1 molhado 1 seco 2 35 T (ºC) 30 25 20 15 medido predito referência 25
  26. 26. Comparações entre predições e dados medidos de temperatura no cânionConforme esperado, em ambos os modos secos a temperatura predita está em concordância com osdados medidos. Nos modos molhados, no entanto, quando o efeito da evaporação da água atua noresfriamento do ar, os dados medidos são significativamente inferiores aos resultados das predições.O efeito mais significativo de reduções térmicas deu-se nos modos molhados 2 e 3, chegando a 3ºCao meio-dia. Nestas duas situações, os painéis evaporativos chegam a 1/3 da área da superfícieentre os blocos. Quando essa área se reduz a 1/6, a redução máxima se limita a 1 a 2ºC. Taisreduções são devidas ao fato de parte dos ganhos radiantes no cânion ser dissipada por. evaporação 2 Modo R Erro Seco 1 0.98 0.46 Molhado 1 0.96 0.68 Molhado 2 0.98 2.49 Molhado 3 0.98 3.19 Molhado 4 0.96 1.67 Seco 2 0.98 0.41 26
  27. 27. Efeito da exposição solar e aos ventos nas temperaturas no cânion e nas taxas de evaporaçãoA adoção dos painéis de controle para pesagem da quantidade de água evaporada ao longo do dia ede um dia para o outro nos fornece uma informação da taxa evaporativa segundo o posicionamentodo painel no cânion e também quanto ao efeito resultante da rugosidade da malha urbana. Aquantidade total de água evaporada nos dias escolhidos para a pesagem horária sofreu poucavariação, situando-se em torno de 10-12mm/dia. No entanto, observou-se o efeito significativo da. exposição dos painéis em determinadas horas do dia, influenciando até mesmo seus totais diários 12.00 14.00 14.00 12.00 12.00 10.00 barlavento 12.00 10.00 barlavento barlavento fila a (protegida) barlavento 10.00 fila a 10.00 fila a fila a (protegida) 8.00 fila a (exposta) 8.00 fila b fila b fila a (exposta) 8.00 8.00 h (mm) fila b (protegida) h (mm) h (mm) 6.00 fila c 6.00 fila c fila b (protegida) 6.00 fila b (exposta) 6.00 fila d fila d fila b (exposta) 4.00 fila c (protegida) 4.00 .. .. fila e 4.00 4.00 .. fila e fila c (protegida) fila c (exposta) sotavento sotavento fila c (exposta) 2.00 2.00 2.00 2.00 0.00 0.00 0.00 7:00 AM 1:00 PM 3:00 PM 5:00 PM 7:00 PM 11:00 AM 7:00 AM 9:00 AM 1:00 PM 3:00 PM 5:00 PM 7:00 PM 9:00 AM 11:00 AM 1:00 PM 3:00 PM 7:00 AM 9:00 AM 5:00 PM 7:00 PM 11:00 AM 7:00 AM 5:00 PM 7:00 PM 9:00 AM 1:00 PM 3:00 PM 11:00 AM Modo molhado 1 3 Modo molhado 4 2 27
  28. 28. CONCLUSÕESOs resultados indicaram que há uma redução expressiva da temperatura do ar nocânion, na presença de painéis evaporativos em ambos os lados das fileiras. Essaredução é mais significativa no arranjo urbano com um bloco de altura. Entretanto,dado que essa redução da temperatura local é obtida por meio da adição de águanuma região desértica, a verificação da quantidade de água evaporada nos indicaque uma utilização mais racional de áreas vegetadas (dependentes de sistemas de.irrigação) poderia ocorrer juntamente com uma maior densificação da malha urbana .AGRADECIMENTOS: À CAPES pela bolsa pós-doutoral 28

×