O documento discute conceitos de conforto térmico em ambientes climatizados, definindo conforto térmico, parâmetros que afetam o conforto e normas para estabelecer condições ideais de conforto. Também apresenta equações de conforto de Fanger para avaliação objetiva do conforto térmico.

1. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
Conforto Térmico
em
Ambientes Climatizados
Adaptado de material originalmente criado pelo
Prof. Ricardo de M. Carvalho – Unifei – Itajubá,
pelo Prof. Fernando A. França, da FEM – Unicamp
Abril de 2005

2. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
Conforto Térmico
>> determinado pelas condições de temperatura e umidade
que proporcionam bem-estar aos seres humanos;
>> conceito subjetivo, cada um de nós tem condições
próprias. Valores médios podem ser estabelecidos
estatisticamente;
>> deve ser ampliadas para contemplar outras que
garantem bem-estar e saúde: nível de ruído, odor,
contaminação por particulado sólido, bactérias, velocidade
do ar distribuído, etc;
>> não existe um índice formal, no Brasil, para estabelecer
condição ideal de conforto em ambientes climatizados.

3. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
A sensação de calor e/ou frio é determinada por:

4. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
• Temperatura do ar
• Umidade do ar;
• Velocidade do ar;
• Radiação térmica;
• Odores;
• Material sólido disperso;
• Contaminantes
químicos;
• Contaminantes
biológicos;
• Ruído;
• Arranjo ambiental.
Fontes
• Homem;
• Animais;
• Móveis e acessórios;
• Processos;
• Máquinas;
• Intervenção humana;
• Ar externo;
• Natureza.
Na perspectiva mais ampla, afetam o conforto:

5. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
Parâmetros Básicos sob Controle
As variáveis básicas sob controle devem ser:
• Temperatura de bulbo seco;
• Temperatura das superfícies circundantes;
• Umidade do ar;
• Velocidade do ar;
• Nível de ruído de geração própria;
• Contaminações por particulado, biológica e química

6. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
Conceitos Auxiliares de Projeto:
Temperatura radiante média >> (modelagem das trocas
radiantes).
Tg é a temperatura de Vernon, medida pelo “termômetro
de globo de Vernon.”
 
a
g
2
/
1
4
g
4
mrt T
T
V
C
T
T 



7. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
Temperatura operacional >> (modelagem das trocas
radiante e convectiva.
Tmrt < 50ºC e V < 0,4 m/s
2
T
T
T mrt
bs
op


Conceitos Auxiliares de Projeto:

8. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
Temperatura efetiva: >> (conforto térmico considerando
trocas radiante e convectiva, e umidade relativa).
Referências:
1 clo = 0,155 m2 ºC / W;
1 met = 58,2 W/m2 (pessoa sentada, em repouso)
Variáveis Auxiliares de Projeto:

9. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
Temperatura efetiva padrão >> padronização para
avaliação da temperatura efetiva.
Referências:
Isolamento devido às vestimentas = 0,6 clo;
Índice de permeabilidade à umidade = 0,4
Atividade metabólica = 1,0 met
Velocidade do ar < 0,10 m/s
Temperatura ambiente = temperatura radiante média
Variáveis Características:

10. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
Temperatura radiante média >> aplicada à
modelagem das trocas radiantes;
Temperatura operacional >> aplicada à modelagem
das trocas radiantes e convectivas;
Temperatura efetiva >> determina índice de
conforto térmico considerando as trocas radiante e
convectiva, e a umidade relativa.
Conceitos Auxiliares de Projeto: Resumo

11. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
Diagramas de Conforto
(definem zonas operacionais de conforto)
Estabelecer zonas de conforto é muito difícil porque:
há muitas variáveis envolvidas;
o fator “adaptação ao meio” é importante (e subjetivo).
Normas:
ASHRAE 55 (cond. internas, externas, ventilação)
ABNT – NB – 10/1978
ASHRAE 62-89 – Padrões de Ventilação
ASHRAE 62R-97

12. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
ASHRAE 55
Inverno:
Top = 20 a 23,5 C,  = 60%
Top = 20,5 a 24,5 C, Td = 2 C
ET* = 20 e 23,5 C
Verão:
Top = 22,5 a 26 C,  = 60%
Top = 23,5 a 27 C, Td = 2 C
ET* = 23 e 26 C

13. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
NB
(ABNT)

14. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
NB
(ABNT)

15. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
A Objetividade No Conforto:
As Equações de Conforto de Fanger
Cálculo com base em sete parâmetros:
1. Temperatura de bulbo seco;
2. Umidade relativa;
3. Temperatura radiante média;
4. Velocidade do ar;
5. Taxa metabólica por atividade;
6. Resistência térmica da roupa;
7. Eficiência mecânica.

16. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
-3 = gelado
-2 = frio
-1 = ligeiramente frio
0 = neutro
+1 = ligeiramente
quente
+2 = quente
+3 = muito quente
A Objetividade No Conforto:
As Equações de Conforto de Fanger
Escala de Fanger:

17. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
VEM: Voto Estimado Médio
PPI: % de Pessoas Insatisfeitas
Entidade
ISO-773O
ASHRAE
VEM
-0,5 a +0,5
-0,85 a +0,85
PPI
 10%
 20%
As Equações de Conforto de Fanger
Faixa de valores aceitáveis na Escala de Fanger:

18. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
T = 24,0 ºC
Tmrt = 24,5 ºC
 = 50%
Resistência das vestimentas = 1,0 clo
V = 0,1 m/s
Atividade metabólica = 70%
As Equações de Conforto de Fanger
Condições típicas de projeto no Brasil

19. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
VEM = + 0,58
PPI = 12,1%
Norma ISO-7730 não atendida,
mas
Critérios ASHRAE respeitados.
As Equações de Conforto de Fanger
Estas condições no Brasil resultam em:

20. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
Em Geral:
Qualidade do Ar Interno é Aceitável
80% ou mais das pessoas não manifestam
insatisfação,
mas ...
Síndrome do Edifício Doente
mais de 20% das pessoas têm problemas de saúde
resultantes da má qualidade do ar interno.

21. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
Quatro grupos:
I. Contaminação interior;
II. Contaminação exterior;
III. Contaminação intrínseca ao sistema;
IV. Deficiências do projeto de condicionamento
A Contaminação do Ar Condicionado

22. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
Métodos básicos para manutenção da QAI:
A Contaminação do Ar Condicionado
1. Eliminação / modificação da fonte de contaminantes;
2. Ventilação local exaustora;
3. Uso de ar externo;
4. Limpeza do ar

23. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
Sistema de Climatização Típico

24. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
Vazão total no ambiente condicionado:
Vazão de diluição de um contaminante:
A Qualidade do Ar Interno
Qt = Qsup + Qinf = Qret + Qexf + Qex
Qt Ce + N = Qt Cs

25. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
Um Novo Dispositivo de Controle Térmico (?)
?

26. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental

27. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental

28. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental

29. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental

30. Conservação de Energia em Sistemas de Condicionamento Ambiental
Domo Arigato