O documento discute princípios e sistemas de arquitetura bioclimática ou passiva. Apresenta conceitos como avaliação bioclimática, ganhos solares diretos e indiretos, sistemas passivos de aquecimento e resfriamento, além de exemplos como a Casa Adobe em Israel e a Vila Solar "Neve-Zin" também em Israel.

1. Medidas passivas

2. Lembrando...
 Princípios
 Avaliação bioclimática
• Avaliação do clima local
• Requisitos para o projeto em função
do clima local
• Avaliação do projeto
 Arquitetura bioclimática ou passiva
(práticas e exemplos)

4. ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA
OU PASSIVA

5. ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA OU
PASSIVA
SISTEMAS ATIVOS: mecânicos, usam recursos energéticos para
climatização interna
SISTEMAS PASSIVOS: sem gastos energéticos (energia elétrica
convencional), fazendo uso de elementos arquitetônicos ou
naturais (ventos, Sol) para proporcionar conforto interno
RESFRIAMENTO
AQUECIMENTO SOLAR
ILUMINAÇÃO NATURAL

6. ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA OU
PASSIVA
CLASSIFICAÇÃO DE R. LEBENS PARA SISTEMAS PASSIVOS
SOLARES
GANHOS DIRETOS
GANHOS INDIRETOS
Parede Trombe-Michel
Paredes e tetos molhados
Sistemas de termossifão para aquecimento de ar ou água
Solarium

8. SISTEMAS PASSIVOS DE AQUECIMENTO SOLAR
OBJETIVO: PROMOVER GANHOS DE CALOR (estratégia para inverno)
 GANHOS DIRETOS (elementos transparentes)
Ganho direto de radiação
(fachada Norte) associado à
acumulação do calor
internamente

9. SISTEMAS PASSIVOS DE AQUECIMENTO SOLAR
 GANHOS INDIRETOS (elementos opacos)
As chamadas
“paredes Trombe”
acumulam calor
durante o dia e
transmitem-no para o
interior no período
noturno, usando o
“efeito estufa” da
área envidraçada

10. Uso de Massa Térmica

11. Exemplo ganho direto: Adobe House em Israel
Utilização de um elemento rotatório sob
forma de um prisma, instalado na parede
equatorial da fachada. Durante o inverno, o
lado escuro do prisma capta a energia solar
durante o dia e, à noite, aquela face é
rotacionada para dentro, liberando o calor
armazenado para o ambiente. No verão, a
face mais clara é rotacionada para dentro,
refletindo a luz solar, evitando
.sobreaquecimento

12. Exemplo uso de massa térmica do solo : “Earth
Sheltered House”, em Israel

13. Earth Sheltered House
Medições realizadas

14. Earth Sheltered House
Medições realizadas

15. Earth Sheltered House
Medições realizadas
(Verão com habitação fechada (sem ventilação e com aberturas sombreadas

16. Earth Sheltered House
Medições realizadas
(Inverno com habitação fechada (aberturas cobertas com isolante térmico – insulated shutters

17. SISTEMAS PASSIVOS DE AQUECIMENTO
SOLAR: regras gerais para edificações
residenciais
Ganho direto (Regiões de verões quentes):
- área envidraçada (de insolação): 10 a 15% da
área de piso
- 30% dos ambientes insolados
- orientação e localização do envidraçamento:
preferencialmente para a face Norte (havendo
dificuldades em função do terreno, desvios de
até 30 graus para Leste ou Oeste não trazem
efeitos significativos nos ganhos solares)

18. SISTEMAS PASSIVOS DE AQUECIMENTO
SOLAR: regras gerais para edificações
residenciais
Ganho indireto:
- material empregado na parede deve ser de alta
transmitância térmica: recomenda-se blocos de
concreto maciço ou tijolos maciços
- espessura da parede: influência no atraso
térmico da parede (recomendável 30 a 40 cm)
- propriedades de coloração e superfície exposta
(sugere-se uso de cores escuras ou aplicação de
pinturas metálicas ou filmes de boa absortância
solar e baixa emissividade de calor –exemplo:
alumínio)

19. URBANISMO BIOCLIMÁTICO :
ACESSO SOLAR

20. Exemplo de aproveitamento solar em
escala urbana: “Neve-Zin” Desert
Solar Neighborhood,
em Israel

21. The "Neve-Zin" Desert Solar
Neighborhood
Urban Design:
The Center for Desert Architecture & Urban
Planning
J. Blaustein Institute for Desert Research
Ben-Gurion University of the Negev
Sede-Boqer Campus, Israel
http://www.bgu.ac.il/CDAUP

22. The neighborhood consists of 80 private
building lots, with individually designed
houses conforming to an overall urban
design scheme formulated in the master
plan and by-laws. A pedestrian
character is maintained within the
neighborhood fabric through the use of
“woonerf”-type streets with vehicular
access, and separate paths for
pedestrian access only.
Neighborhood plan
View within neighborhood

23. Building lots are clustered in groups of four,
with each lot containing a point at its outer
corner on which the individual house must
stand. In this way, public paths are tightly
defined by the protecting walls of adjacent
buildings, while open space at the center of
each cluster allows for private gardening and
a free flow of cooling breezes. Water-
intensive public landscaping is kept to a
minimum.
Aerial view with building shadows
Clustering concept

24. The plan’s provisions ensure solar rights by
limiting the height of each building in relation
to the winter sun, and in this way restricting
the shadows cast on the adjacent lot to the
north. An imaginary "bulk plane” sloping
upward at a prescribed angle from the
adjacent lot's southern setback line defines
the volumetric limits of the building or any
other obstruction, guaranteeing that each
house has full solar access throughout a
winter day.
Solar access protection
View from south in winter

25. Vehicular streets are oriented along an east-west
axis. While maintaining a pedestrian character,
they are wide enough to separate between
neighboring north and south lots, making it
easier to ensure solar rights.
Pedestrian walkways, on the other hand, are
oriented north-south. Only 2.5 meters wide, they
are shaded during morning and afternoon hours
on a summer day by flanking walls and vine-
covered trellises.
North-south pedestrian path
East-west street

26. In addition to climatic
considerations, the
design of Neve-Zin is
distinguished by a
common design
language, which
specifies building
morphology, geometry
of openings, and finish
materials, and
encourages a
cohesive
neighborhood fabric.

27. CONCEITO DE ENVELOPE SOLAR
OBJETIVO: Promover GANHOS DE CALOR,
ACESSO À LUZ NATURAL, CONVERSÃO DE
ENERGIA (painéis coletores de água,
fotovoltáicos)

28. CONCEITO DE ENVELOPE SOLAR
Acoma Pueblo –website Ralph Knowles
Fig. 1. Acoma Pueblo, New Mexico, looking northeast. Terraces, windows and
doors face southward to capture the winter sun. (Drawing by Gary S. Shigemura
in Energy and Form by Ralph L. Knowles.)

29. CONCEITO DE ENVELOPE SOLAR
Fig. 2. DIFERENÇAS DE ALTURA SOLAR NO INVERNO E VERÃO
Fig. 3. EFEITOS DO SOL EM VIAS COM ORIENTAÇÃO LESTE-OESTE NO HEMISFÉRIO
NORTE

30. CONCEITO DE ENVELOPE SOLAR

31. CONCEITO DE ENVELOPE SOLAR
Fonte: Castro Pérez, 2013.

32. CONCEITO DE ENVELOPE SOLAR
Escalas de adensamento para o bairro de Nova Campinas - Fonte: Castro Pérez, 2013.
Simulações com Rhinoceros, Grasshopper, DIVA

33. CONCEITO DE ENVELOPE SOLAR
Escalas de adensamento para o bairro de Nova Campinas - Fonte: Castro Pérez, 2013.

34. CONCEITO DE ENVELOPE SOLAR
Escalas de adensamento para o bairro de Nova Campinas - Fonte: Castro Pérez, 2013.

35. CONCEITO DE ENVELOPE SOLAR
Técnicas de geração do envelope

36. CONCEITO DE ENVELOPE SOLAR
Técnicas de geração do envelope
Altura solar
H=30°

37. SISTEMAS PASSIVOS DE RESFRIAMENTO DE
EDIFICAÇÕES
OBJETIVO: PROMOVER PERDAS DE CALOR
(estratégia para verão)
ALGUNS SISTEMAS:
 RESFRIAMENTO POR VENTILAÇÃO
 RESFRIAMENTO EVAPORATIVO
 RESFRIAMENTO RADIANTE
 USO DE VEGETAÇÃO E SOMBREAMENTO

38. SISTEMAS PASSIVOS DE RESFRIAMENTO DE
EDIFICAÇÕES
RESFRIAMENTO POR VENTILAÇÃO
1. VENTILAÇÃO CRUZADA: faixa aceitável até 28-32ºC
(temp. externa), para locais de amplitude térmica diária
não superior a 10 graus
2. VENTILAÇÃO NOTURNA (OU SELETIVA): para locais
cuja amplitude térmica diária é superior a 10 graus,
recomenda-se massa térmica e a não-ventilação do
ambiente durante o dia
3. VENTILAÇÃO POR EFEITO CHAMINÉ: alto pé-direito,
mezaninos
4. CHAMINÉS DE VENTO: captador de vento para
ambientes enclausurados

39. SISTEMAS PASSIVOS DE RESFRIAMENTO DE
EDIFICAÇÕES
RESFRIAMENTO EVAPORATIVO
• Princípio: estratégia indicada para locais de clima
tipicamente seco, utiliza o potencial de evaporação
da água para refrigeração natural do ambiente.
Processo movido pelo processo de evaporação de superfícies
molhadas (diretamente ou indiretamente).
Erell (2007) indica que o potencial teórico seria o da temperatura
de bulbo úmido, mas na prática, se atinge no máximo 2ºC
acima daquela temperatura.
Givoni (1992) sugere que o potencial máximo de sistemas
evaporativos diretos é de 70-80% da diferença entre TBS e
TBU, ou da “WBT depression”.

40. Exemplo: Water Cooling
Tower, em Israel

41. Water Cooling Tower
The Blaustein International
Center for Desert Studies
Design:
The Center for Desert Architecture & Urban
Planning
Location:
Sede-Boqer, Israel

42. Water Cooling Tower
The multi-use International Center complex
is the main educational facility of the
Blaustein Institute for Desert Research at
Sede-Boqer. The building houses a cafeteria
and lounge, classrooms, administration and
eight housing units for students and visitors,
totaling approximately 800m2.
Section A-A
Plan
1 Earth berm 5 Cool tower
0 m 6
2 Dormitory 6 Classroom
Section B-B 3 Cafeteria 7 Library
4 Dining 8 Computer lab

43. Water Cooling Tower
Monitoring showed the Cool Tower to be effective, supplying
nearly 1000 kWh of cooling on a typical summer day with
minimal consumption of water and electricity .
Temperature depression over typical summer day
Vertical temperature profile

44. Water Cooling Tower
inlet
Descrição do experimento
Fan with sprinklers
outlet

45. SISTEMAS PASSIVOS DE RESFRIAMENTO DE
EDIFICAÇÕES
RESFRIAMENTO POR RADIAÇÃO
Telhados radiantes: perdas de calor para o céu, à
noite (telha metálica), em conjunto com isolamento
do espaço do ático
Isolante térmico
dia noite

46. SISTEMAS PASSIVOS DE RESFRIAMENTO DE
EDIFICAÇÕES
Exemplo de uso do TETRAPAK como isolante térmico em coberturas
Uso da folha de alumínio como forma de reduzir
ganhos de calor por emissão de calor
(RADIAÇÃO)

47. SISTEMAS PASSIVOS DE RESFRIAMENTO DE
EDIFICAÇÕES
Exemplo de uso do TETRAPAK como isolante térmico em coberturas:
MONITORAMENTO EM CÉLULAS-TESTE
28
27
26
25
24
T (°C)
23
22
21
20
19
18
0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00
horas
cel isopor cel calc sem isol cel calc TETRAPAK interior

48. SISTEMAS PASSIVOS DE RESFRIAMENTO DE
EDIFICAÇÕES
USO DE VEGETAÇÃO E SOMBREAMENTO