VARIÁVEIS ARQUITETÔNICAS

1. VARIÁVEIS ARQUITETÔNICAS Escala, Forma, Função, Fechamentos Opacos e Transparentes e Proteções Solares António Manuel Corado Pombo Fernandes Um resumo do capítulo de mesmo nome do livro “Eficiência Energética na Arquitetura” PUC.Goiás CONFORTO TÉRMICO na arquitetura e urbanismo

2. VARIÁVEIS ARQUITETÔNICAS “Desde o início de sua história a arquitetura surge como uma forma de possibilitar ao homem um habitat seguro e através do qual ele possa se defender também das hostilidades climáticas do meio. Primeiro ocupando cavernas e posteriormente fazendo arquitetura, o ser humano foi tornando seu abrigo cada vez mais adequado às suas necessidades – uma espécie de filtro a ser concebido pelo arquiteto de forma a responder, entre outras questões, aos problemas de adaptação do homem ao ambiente.” (p. 51) António Manuel Corado Pombo Fernandes INTRODUÇÃO CONFORTO TÉRMICO na arquitetura e urbanismo

3. VARIÁVEIS ARQUITETÔNICAS ESCALA António Manuel Corado Pombo Fernandes Do arquiteto dependem a adequação da forma arquitetônica à sua função (e vice-versa) e a correta especificação dos fechamentos e sistemas de condicionamento utilizados no projeto. O projeto consciente deve buscar tirar partido de cada uma destas variáveis para garantir ao edifício uma ferfeita interação entre o homem e o meio em todas as escalas – urbana, arquitetônica construtiva e imediata. (p. 51) CONFORTO TÉRMICO na arquitetura e urbanismo

4. VARIÁVEIS ARQUITETÔNICAS FORMA António Manuel Corado Pombo Fernandes Com relação ao conforto térmico, a forma arquitetônica já foi evidenciada em vários locais do mundo., como na cidade de Marrakesh, em Marrocos, onde as edificações foram construídas de forma a canalizar para o interior da cidade a brisa que vem do mar (úmida e refrescante). Da mesma maneira, o vento quente continental é desviado pela forma das edificações, possibilitando conforto na escala urbana. (p. 52) CONFORTO TÉRMICO na arquitetura e urbanismo

5. VARIÁVEIS ARQUITETÔNICAS António Manuel Corado Pombo Fernandes A influência da forma arquitetônica no conforto térmico também pode ser observada no iglu (cuja forma hemisférica diminui a superfície de contato com o ar exterior, minimizando perdas de calor) e no chalé das montanhas (cuja cobertura altamente inclinada evita o acúmulo de neve, promovendo maior exposição aos raios solares). (p. 52/53) CONFORTO TÉRMICO na arquitetura e urbanismo

6. VARIÁVEIS ARQUITETÔNICAS Seus projetos buscavam se adequar completamente ao entorno. (...) onde os telhados generosos permitiam grandes áreas de sombra ao longo do dia, além de serem o principal elemento orquestrador da volumetria arquitetônica. (...) o uso amplo da iluminação natural no sentido de criar espaços aconchegantes e de destacar elementos da própria arquitetura de interiores. (p. 53) António Manuel Corado Pombo Fernandes CONFORTO TÉRMICO na arquitetura e urbanismo

7. VARIÁVEIS ARQUITETÔNICAS Existem desigualdades formais nas duas soluções e, consequentemente, desigualdades térmicas e visuais. Na primeira solução, todas as superfícies externas estão expostas à radiação solar e à ventilação. Neste caso é possível receber luz e calor solar também pela cobertura. Na segunda solução existem unidades mais expostas e outras menos expostas, de forma a criar comportamentos térmicos e visuais distintos. António Manuel Corado Pombo Fernandes Também é evidente que a mudança de orientação das construções alterará mais o desempenho térmico do edifício do que o da casa isolada. Isto acontece porque, em uma casa isolada, a cobertura é responsável pela maior parte dos ganhos de calor. Esses ganhos não são influenciados pela mudança de orientação. (p. 54) CONFORTO TÉRMICO na arquitetura e urbanismo

8. VARIÁVEIS ARQUITETÔNICAS FUNÇÃO A função arquitetônica, um dos vértices do triângulo clássico vitruviano, interage com a forma e com a eficiência energética de um edifício. O mesmo projeto arquitetônico, se destinado a fins distintos como comércio ou habitação, por exemplo, pode resultar em comportamentos energéticos diferentes. As funções residencial, comercial e pública são distintas do ponto de vista da dependência do clima e, consequentemente, do consumo de energia. (p. 55) António Manuel Corado Pombo Fernandes CONFORTO TÉRMICO na arquitetura e urbanismo

9. VARIÁVEIS ARQUITETÔNICAS É, portanto, conveniente distinguir o envelope construtivo em duas partes: os fechamentos opacos e os transparentes. A principal diferença entre os dois é justamente sua capacidade (transparentes) ou incapacidade (opacos) de transmitir a radiação solar para o ambiente interno. António Manuel Corado Pombo Fernandes Observação: é interessante complementar que os transparentes têm sempre espessura muito menor que os opacos! FECHAMENTOS: TRANSPARENTES OU OPACOS CONFORTO TÉRMICO na arquitetura e urbanismo

10. VARIÁVEIS ARQUITETÔNICAS FECHAMENTOS OPACOS O sentido do fluxo de calor será sempre da superfície mais quente para a mais fria. Para melhor entendimento (...) pode-se subdividí-lo em três fases: António Manuel Corado Pombo Fernandes CONFORTO TÉRMICO na arquitetura e urbanismo

11. VARIÁVEIS ARQUITETÔNICAS Fase 1 – troca de calor com o meio exterior: a superfície externa do fechamento irá receber calor do meio por convecção e radiação; Fase 2 – condução através do fechamento: haverá fluxo de calor por condução dependendo das características do material (condutibilidade); Fase 3 – troca de calor com o meio interior: como na fase 1, as trocas de calor serão por convecção e radiação. António Manuel Corado Pombo Fernandes CONFORTO TÉRMICO na arquitetura e urbanismo

12. VARIÁVEIS ARQUITETÔNICAS INÉRCIA TÉRMICA Outra característica importante dos fechamentos é sua inércia térmica (...) consequência de sua massa térmica. A figura adiante é ilustrativa desta situação, onde se percebem o amortecimento e o retardo térmico na temperatura interior em comparação à temperatura exterior. Com isso o microclima interior é bem mais ameno que o clima do exterior. (p. 63/64) António Manuel Corado Pombo Fernandes Observação: isto supondo um clima onde as temperaturas oscilem muito entre o dia e a noite CONFORTO TÉRMICO na arquitetura e urbanismo

13. VARIÁVEIS ARQUITETÔNICAS FECHAMENTOS TRANSPARENTES As principais trocas térmicas em uma edificação acontecem geralmente nestes fechamentos (janelas, clarabóias, etc) nos quais podem ocorrer os três tipos básicos de trocas térmicas: condução, convecção e radiação. (...) A radiação é que se torna o principal fator devido à sua parcela diretamente transmitida para o interior (inexistente nos fechamentos opacos), que depende da transmissividade do vidro. No projeto arquitetônico, as principais varáveis que podem alterar o aporte de calor pela abertura são: António Manuel Corado Pombo Fernandes > orientação e tamanho da abertura; > uso de proteções solares externas e internas; > tipo de vidro (p. 64) CONFORTO TÉRMICO na arquitetura e urbanismo

14. VARIÁVEIS ARQUITETÔNICAS COMPORTAMENTO DO VIDRO A radiação solar incidente em um fechamento transparente pode ser transmitida, absorvida ou refletida (...) A parcela absorvida se converte em calor no interior do vidro e pode ser re-emitida tanto para o exterior quanto para o interior na forma de radiação de onda longa. (p. 66/67) António Manuel Corado Pombo Fernandes Transmitida Absorvida / Re-emitida Refletida CONFORTO TÉRMICO na arquitetura e urbanismo

15. VARIÁVEIS ARQUITETÔNICAS PROTEÇÕES SOLARES O uso de proteções solares em uma abertura é um recurso importante para reduzir os ganhos térmicos (...) as proteções internas (cortinas, persianas) não evitam o efeito estufa, pois o calor solar que as atinge se transforma em radiação de onda longa, permanecendo na sua maior parte no ambiente interior. (...) A proteção externa bloqueia a radiação direta antes de esta penetrar pelo vidro, evitando o efeito estufa. É importante salientar que as proteções externas (...) podem ser pensadas como elemento compositivo da fachada e se tirar partido desta idéia para conceber, inclusive, a linguagem arquitetônica do edifício. (p. 71) António Manuel Corado Pombo Fernandes MES, Rio de Janeiro, 1939 CONFORTO TÉRMICO na arquitetura e urbanismo

16. VARIÁVEIS ARQUITETÔNICAS O fator solar (Fs) de uma abertura pode ser entendido como a razão entre a quantidade de energia solar que atravessa a janela pelo que nela incide. Para o vidro simples (...) é aproximadamente 87%. (p. 71) António Manuel Corado Pombo Fernandes FATOR SOLAR CONFORTO TÉRMICO na arquitetura e urbanismo

17. VARIÁVEIS ARQUITETÔNICAS CARGA TÉRMICA Após o conhecimento de todas as variáveis (climáticas, humanas e arquitetônicas) pode-se, através do cálculo da carga térmica, saber a quantidade de calor total que deverá ser extraída ou fornecida ao ar do ambiente para se poder mantê-lo em condições desejáveis de temperatura e umidade.(p. 95) António Manuel Corado Pombo Fernandes Encaminhamento: Com estes conhecimentos e conceitos você poderá entender e perceber as quantidades de calor envolvidas em um caso-exemplo e, fazendo o exercício N. 1 do Bloco 2, perceber a importância conceitual e quantitativa das proteções solares dos envidraçados em climas quentes. CONFORTO TÉRMICO na arquitetura e urbanismo