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Autores:

Arq. Cláudia Barroso-Krause, D.Sc. Arq. Maria Júlia de O. Santos, M.Sc.

Arq. Maria Lygia Niemeyer, M.Sc.

Arq. Maria Maia Porto, D.Sc.

Anna Manuela Rodriguez Carneiro Gomes Kamila Cobbe Teixeira

DTC - Proarq FAU- UFRJ

Maio de 2002

DTC e PROARQ – FAU - UFRJ Página 2

Algumas palavras

Esta apostila propõe, para o aluno de graduação, em linguagem simples, as informações básicas para o início da abordagem bioclimática do projeto sujeito à climatização mista e à opção pela não climatização; um glossário simples, que explica os principais conceitos (sublinhados no texto) utilizados; anexos com instrumentos úteis para o acompanhar o desenvolvimento da concepção do projeto e um guia de utilização destes instrumentos no processo do projeto.

Ela não pretende resolver os problemas ligados ao bioclimatismo e a conservação de energia em edificações residenciais ou de climatização mista em clima tropical brasileiro, nem apresentar em detalhes todo o resumo do conhecimento disponível sobre o assunto, mas apresentar noções básicas que possam ser incorporadas ao processo de início de concepção arquitetônica permitindo a otimização do projeto face a seu entorno climático e às necessidades de seus futuros ocupantes.

A pesquisa em qualidade das construções em clima tropical úmido vai muito mais longe e tem sido objeto de pesquisa intensa. Nossos centros universitários - de Norte a Sul do país - e institutos de pesquisas tecnológicas vêm procurando integrar e adequar os princípios físicos da transmissão de calor e as necessidades de caráter ambiental dos diversos tipos de usuários à nossas diversidades climáticas, culturais e às nossas leis de uso do solo. Muitas das informações aqui transmitidas vêm dessa massa multidisciplinar de pesquisadores. Outras, de uma geração anterior, a quem o pioneirismo deve ser reconhecido.

Especificamente a pesquisa em conforto ambiental nas edificações tem procurado tomar uma nova atitude frente a arquitetura. Ela procura definir uma abordagem do projeto da construção desde seu início em ligação “íntima” com o lugar, seu entorno, o clima e os hábitos construtivos locais. Ela procura preservar a liberdade de escolha, mas associando-a à sua responsabilidade ambiental. Viemos nos dar conta que fomos um pouco longe demais, ao ter confiança cega no uso de equipamentos para resolver a posteriori aspectos do conforto ambiental no interior das edificações.

A arquitetura do século X se caracterizará talvez (ao menos do ponto de vista histórico) por ter dado exagerada importância à tecnologia, a exclusão de qualquer outro valor. De lá esta dependência atual em relação ao controle mecânico do ambiente interior, em detrimento da exploração dos fenômenos climáticos naturais para satisfação de nossas exigências de conforto.

Embora tenha havido um grande acúmulo de conhecimento, o acesso à essa informação já disponível constitui hoje um dos grandes problemas em todas as áreas, inclusive a da construção. A medida que os fenômenos envolvidos tornam-se mais complexos e que a gama de materiais e técnicas possíveis se aperfeiçoam, nos defrontamos na prática, à dificuldade de acesso a esse saber.

Assim, em geral, arquitetos, construtores e sobretudo auto-construtores, deixam de lado estas informações, mesmo disponíveis, por se apresentarem sob forma técnica, complexa e fastidiosa. Donde os erros, ou no mínimo as “prises” de riscos consideráveis na concepção do projeto arquitetônico. Com isso, a qualidade do ambiente resultante acaba sempre diferente- e em geral bem inferior- do esperado.

Para o profissional já “em campo” permanece uma certa dificuldade na matéria. Quando sem tempo para reciclar, com hábitos já enraizados, acaba com dificuldades para incluir, desde os primórdios do projeto os conceitos necessários à uma boa inserção de sua arquitetura no meio. Este é talvez o momento mais importante da concepção onde há mais liberdade de escolha (implantação, partidos, materiais, etc.), escolha essa que “engessará” para sempre (ou até uma reforma) a edificação.

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Assim, hoje, o tema de conforto ambiental faz parte do novo currículo universitário brasileiro do curso de Arquitetura. A partir da constatação de que as construções deixaram de responder às necessidades mínimas de conforto dos indivíduos e às novas necessidades de conservação de energia do país, surgiu esta disciplina, ministrada na UFRJ em um período letivo. É disciplina introdutória de outras mais específicas, eletivas mas essenciais e fortemente recomendadas à formação completa do arquiteto atual.

Que não se espere obter daqui valores precisos previsionais do comportamento do projeto após sua construção. Estes dados serão sempre resultados de um trabalho especializado, de um nível de detalhamento muito superior. Mas espera-se que as informações lhes sejam úteis para orientálos na iniciação da abordagem bioclimática do projeto.

Os professores de Conforto Ambiental.

Conforto Ambiental 1° semestre 2002 Índice

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Introdução6
1. O homem e suas necessidades higrotérmicas8
1.1. O diagnóstico do microclima10
1.2. A construção, o usuário e o clima12
1.2.1. Trocas por radiação13
1.2.2. Trocas por condução14
1.2.3. Trocas por convecção16
1.2.4. Muros e esquadrias20
1.3. Insolação e o projeto21
2. O homem e suas necessidades lumínicas25
2.1. A construção e as fontes de luz28
2.1.1. Luz e Cor29
2.1.2. Fontes de luz natural29
2.1.3. Fontes de luz artificial29
2.1.3.1 Características operacionais das lâmpadas32
2.1.4. A reflexão e a transmissão32
2.2. Iluminação e projeto3
2.2.1. Sistemas de iluminação natural: zenitais e laterais34
3. O homem e suas necessidades acústicas38
3.1. Propriedades físicas do som39
3.2. A construção e o ruído40
3.2.1 Fonte sonora41
3.2.2. Propagação42
3.2.2.1. Atenuação pela distância42
3.2.2.2. Reflexão e absorsão4 3
3.2.2.3. Transmissão4
3.2.2.4.Difração45
3.2.2.5. Difusão45
3.3. Qualidade Acústica46
3.3.1 Isolamento acústico/ Materiais isolantes47
3.3.2. Absorção Acústica / Materiais Absorventes47
3.3.3. Tempo de Reverberação (TR)48
3.4. O Ruído e Projeto48
3.4.1. Identificação e classificação das fontes de ruído49
3.4.2. Qualificação Acústica dos Espaços49
3.4.3.Tratamento das Fontes de Ruído de Impacto49
3.4.4. Afastar Espaços Sensíveis das Fontes de Ruído49
3.4.5. Isolamento dos Ruídos Aéreos50

3.4.6. Condicionamento Acústico ............................................................................................ .51

Conforto Ambiental 1° semestre 2002 Índice

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Glossário52
1. Higrotermia............................................................................................................ .............52
2. Iluminação............................................................................................................. .............5
3. Acústica............................................................................................................... ...............57
Anexos61
1. Higrotermia............................................................................................................ .............61
2. Iluminação............................................................................................................. .............72
3. Acústica............................................................................................................... ...............80

Bibliografia.................................................................................................................. ...............83

Conforto Ambiental 1° semestre 2002 Introdução

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Introdução

microclima

O novo cenário de nossos projetos arquitetônicos: as intervenções humanas e o

Os grandes centros urbanos assistiram recentemente a uma variação importante no seu microclima, em função da mudança de ritmo da atividade humana: os milhares de deslocamentos diários dos automóveis, a refrigeração (ou o aquecimento) e a iluminação intensiva dos edifícios e dos locais públicos, e mesmo a presença dos milhares de seres humanos constituem hoje fonte de calor e de tipos diversos de poluição (ruídos, poeiras, hidrocarburetos, e vários produtos das combustões), e determinam o microclima urbano. Se a estes fatores se associam situações geográficas especiais, assistimos, tanto em São Paulo como em Atenas e na cidade do México - situadas em uma depressão e fora do alcance dos ventos de alta velocidade - a um acúmulo destes digamos subprodutos das atividades humanas, gerando um adensamento dos gases e uma situação de poluição muito forte.

Resumindo, ao concentrar suas atividades em um só lugar - a cidade - o homem modifica seu microclima: acontecem temperaturas médias mais elevadas, há a modificação do regime de chuvas, o aumento da nebulosidade devido à poluição do ar. As chuvas, sendo rapidamente evacuadas para o sistema de esgoto, pelo excesso de solo impermeável, não tem tempo de refrescar o solo e o ar, salvo perto dos parques e jardins. Bairros inteiros passam a sofrer com o calor no verão e na meia-estação. Estes bairros, mais quentes, acabam atraindo as massas de ar, e, como estas estão carregadas de partículas poluentes, tornam-se bairros quentes e poluídos.

As antigas regras de bem morar dormir de janelas escancaradas, cercar-se de muros baixos, insinuantes de propriedade, se modificam: por medo ou ruído ou chuva, não se permite a livre circulação de ar no interior das construções; os muros, cada vez mais altos e impenetráveis, afastam os ventos de todo o terreno. Construções em "paredão" como em Copacabana, impedem também o acesso dos ventos locais aos quarteirões internos, impedem o acesso do Sol às ruas estreitas e aos andares mais baixos das edificações, prejudicando a qualidade do ar em climas úmidos.

Mas não é só o meio urbano quem sofre. As zonas rurais padecem das filosofias agrícolas "modernas", e das novas implantações de fábricas, ambas trabalhando com a técnica de terreno arrasado. Limpa-se e planifica-se o terreno e em seguida começa-se, com mais "conforto" o projeto de implantação. Com a retirada da camada fértil do solo, e da variedade florestal existente, o microclima se modifica. Uma parte importante da fauna e da flora desaparecem e permite a ocorrência de erosão e do empobrecimento progressivo do solo. A qualidade da água dos mananciais é comprometida e será, segundo alguns o desafio maior do próximo século. Perde-se o amortecimento da vegetação em relação à ação das chuvas, dos ventos, da radiação solar. A amplitude de temperatura aumenta.

O microclima se degrada e as soluções tradicionais de projeto deixam de responder aos anseios de seus usuários.

O homem e suas necessidades ambientais.

claros de agitação e descontentamentoCada um de nós é incapaz de descrever, quando

Sentir-se confortável é talvez a primeira sensação procurada pelo ser humano. O bebê confortável ressona ou brinca tranqüilo e, a medida que esse equilíbrio vai se rompendo, dá sinais confortável, os limites ou as características desta sensação. Entretanto, ao rompimento deste estado, conseguimos descrever se trata-se de um ruído, um excesso - ou falta - de calor, uma ausência ou excesso de luz que nos incomoda.

Conforto Ambiental 1° semestre 2002 Introdução

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Depreendemos daí que só existe um conforto, global, indefinível, mas várias fontes, independentes (mas capazes de se somarem) de desconforto. Assim, o que nos preocupa na realidade não é o conforto, mas o desconforto. É este que devemos bem conhecer, para melhor determinarmos suas causas. Desta forma, poderemos, no projeto nosso de cada dia, projetar mecanismos para evitar ou minorar suas conseqüências.

Por uma questão de hábito, chamaremos este estudo de conforto ambiental. E dividiremos neste curso a noção de conforto ambiental basicamente em três: conforto térmico, lumínico e acústico, embora como vimos sejam apenas algumas das facetas1 de um único conceito que envolve o Homem e suas necessidades ambientais. Conhecendo as bases conceituais destes "confortos”, capacitamo-nos ao projeto arquitetônico responsável com o usuário e o seu entorno.

1 Aliás, como arquitetos, outros confortos igualmente importantes nos são cobrados como respiratório ergonômico, táctil, visual, etc..que devem interagir no momento das decisões projetuais

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Conforto Ambiental 2° semestre 2003 Módulo 3: Acústica 8

1. O homem e suas necessidades higrotérmicas

O homem é o que chamamos um animal homeotérmico, ou seja, sua energia vital é conseguida através de fenômenos térmicos em um processo chamado metabolismo. Sua energia útil, entretanto é apenas 20% da metabolizada. Os restantes 80% são transformados em calor e devem ser eliminados para que o equilíbrio seja mantido.

descanso, ou durante as corridas feitas em horários de muito calor, etc

Sempre que o organismo, através de seu sistema termo-regulador, necessita trabalhar muito para manter este equilíbrio, ocorre a fadiga, e a conseqüente queda de rendimento das atividades, em um primeiro estágio, e a longo prazo, algum tipo de dano físico (tontura, desmaio, etc..). É o que pode acontecer, por exemplo, ao se jogar partidas seguidas de vôlei de praia no verão sem

Assim, o conforto higrotérmico é obtido sempre que consegue manter, através das trocas higrotérmicas (Fig.T1), um equilíbrio entre seu corpo (que está em torno de 36,7°C) e o entorno.

M - Metabolismo, ou a produção de calor interno do corpo.

R - trocas por radiação. Entre o Sol e o corpo, entre o corpo e a abóbada celeste, entre o corpo e os demais corpos ( paredes, etc..)

C - trocas por condução, contato. Entre o corpo e toda superfície em que ele toca.

Cv - trocas por convecção. Entre o corpo e o ar que está em seu contato direto.

E - trocas por evaporação. Eliminação do calor pela troca pulmonar, na expiração e através da pele, pelos poros.

Fig. T1 – Trocas higrotérmicas

As trocas ilustradas anteriormente ocorrem todo o tempo e podem mudar de sentido - de perda para ganho de calor - segundo haja mudança de local, de momento (dia/ noite), de atividade (metabolismo) e de vestuário2. O fundamental, para que estejamos em sensação de conforto higrotérmico é que o somatório dessas trocas seja nulo. Ou seja, todo calor que estejamos produzindo em excesso possa ser eliminado e que não percamos calor necessário à manutenção do equilíbrio interno3.

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