Manual prático de conforto ambiental - do resfriamento ao aquecimento
econômico
Luiz Pinheiro da Guia (1), Ana Lucia Torres Seroa da Motta (2) e Vinícius Cláudio
Andrade Flores (3)
(1) Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, CEFET-MG, Brasil. E-mail:
[email protected]
(2) Universidade Federal Fluminense, UFF, Brasil. E-mail: [email protected]
(3) Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, CEFET-MG, Brasil. E-mail:
[email protected]
Resumo: Energia e vida estão intimamente relacionadas. O ser humano na busca de conforto e bem estar
muitas vezes não imagina que ele mesmo necessita de quantidades mínimas para tal sobrevivência sem
agredir o meio ambiente. Entretanto nesta busca muitas vezes ignora a energia que está disponível ao e a
imagina como ilimitada. Então como usar esta energia para seu conforto e sobrevivência de forma
econômica e que agrida o mínimo possível o meio em que vive? A resposta para este dilema está não em
usar a energia sem limites, mas ser “parceiro” dela. Observar a natureza e o meio ambiente, o clima, o
vento, ou seja, tudo a sua volta. Também é necessário conhecer requisitos arquitetônicos simples,
materiais mais econômicos e energeticamente eficientes, conhecer as massas de ar climáticas, os
processos de aumento da umidade, resfriamento e aquecimentos naturais usando a energia dos ventos,
do sol e da terra. Trata-se de gerar ações baseadas em questões de múltiplos profissionais que culminam
em projetos construtivos mais eficientes quanto ao uso da energia. O manual tentará mostrar através de
um levantamento bibliográfico que foi desenvolvido, as estratégias para ventilação, resfriamento,
locação das construções, materiais entre outros assuntos ligados a economia e eficiência energética.
Palavras-chave: Conforto; Energia; Arquitetura.
Abstract: Energy and life closely are related. The human being in the search of comfort and welfare
many times does not imagine that he himself needs minimum amounts for such survival without attacking
the environment. However in this search many times ignore the energy that is available to and it imagines
it as limitless. Then as to use this energy for its comfort and survival of economic form and that it attacks
the possible minimum the way where it lives? The reply for this quandary it is not in using the energy
without limits, but to be “partner” of it. To observe the nature and the environment, the climate, the wind,
that is, everything its return. Also it is necessary to know requisite more economic and energy efficient
simple, material architectural, to know the air masses, the natural processes of increase of the humidity,
cooling and heatings climatic using the energy of the winds, the sun and the land. It is treated to generate
actions based on questions of professional multiples that culminate in more efficient constructive projects
how much to the use of the energy. The manual will try to show the strategies for ventilation, cooling,
location of the constructions, natural illumination, project, materials among others on subjects the
economy and energy efficiency.
Key-words: Comfort; Energy; Architecture.
1. I+TRODUÇÃO
A questão aqui abordada é como otimizar os recursos energéticos de forma que profissionais e leigos
possam implementá-las? E ainda estudar uma série ações, tais como requisitos para uma arquitetura mais
integrada ao meio ambiente e recursos naturais. Foi desenvolvida uma pesquisa bibliográfica em diversas
publicações e autores. Finalmente elaborar um manual que mostrará as estratégias para ventilação,
resfriamento, locação das construções, sombreamento, entre outros assuntos ligados a economia e
eficiência energética, usando textos e figuras de fácil entendimento baseadas em dados científicos.
2. OBJETIVO
Esta pesquisa tem a finalidade de gerar um manual prático através de uma extensa pesquisa bibliográfica.
Usaremos textos e figuras de fácil entendimento baseadas em dados científicos.
3. JUSTIFICATIVA
A questão energética é de conhecimento de todos. Hoje sabemos que economizar é a palavra de ordem
quanto à manutenção da vida. As edificações no Brasil consomem 48% da energia elétrica do país, é um
dado assustador, mas também que pode gerar alguma esperança quanto à otimização do uso dos recursos
energéticos disponível. E o melhor dessa otimização é que podemos implementá-la imediatamente e esta
energia está ao nosso redor, tais como energia solar, água, ventilação etc.
Muitos são os benefícios para esta pesquisa. Além de proporcionar a vivência do aluno de nível técnico
no âmbito da pesquisa científica, também será possível fornecer um “produto”, um manual prático para
implementar as ações de otimização energética que poderá ser usado por profissionais e leigos.
4. MÉTODO EMPREGADO
O principal método de pesquisa foi a pesquisa é bibliográfica visto que pretende gerar um anual
explicativo. Os dados foram obtidos através das agências de energia e publicações do PROCEL,
Eletrobrás, Ministério de Minas e Energia e Ministério das Cidades, além dos centros de estudo
brasileiros sobre economia de energia, além de pesquisas ações que já estão em uso por universidades
brasileiras, tais como a Universidade Federal Fluminense.
Inicialmente o aluno pesquisou junto a estas entidades citadas acima e buscou na bibliografia soluções
econômicas e viáveis de serem implementadas no manual que será elaborado.
5. RESULTADOS OBTIDOS
5.1. Ventilação Permanente
A ventilação permanente nas habitações é necessária à manutenção da qualidade de ar e à exaustão dos
gases e odores produzidos na cozinha e banheiros. No entanto, quando o local onde será construída a
edificação for frio, as estratégias de ventilação permanente devem ser adotadas com cautela, visando
principalmente promover a renovação do ar, de forma a não causar desconforto aos seus moradores.
Por outro lado, sempre que este local for quente e úmido e sem ventos, é de extrema importância adotar as
estratégias de ventilação permanente, visando amenizar o calor e melhorar o conforto térmico das
habitações em todas as horas do dia.
Projetar Loteamento com divisas descontínuas, conforme a Figura 1 facilita a passagem de ventos entre as
habitações, que também devem ser desalinhadas.
FIGURA 1 – Loteamento com divisas descontínuas.
Em locais de clima quente, evitar o sopé de morros para localização dos lotes residenciais, como pode ser
visto na Figura 2.
FIGURA 2 – Localização dos lotes residenciais.
Já nos casos de clima frio e respeitando a orientação para fins de insolação e a densidade urbana do local,
evitar os cumes dos morros na localização de lotes residenciais (Figura 3).
FIGURA 3 – Orientação para fins de insolação e densidade urbana.
Para locais quentes sem problemas de umidade alta, não obstruir os eventuais acessos de lagos, mares e
rios, na Figura 4 podemos observar o esquema. Projetar traçados de vias que permitam o fluxo de ar
vindo dos corpos d’água.
FIGURA 4 – Locais quentes sem problema de umidade.
Para locais frios, controlar os eventuais acessos de lagos, mares e rios, o que pode ser feito com vegetação
densa (Figura 5). Projetar traçados de vias que permitam o acesso à instalação acesso à insolação, mas
que não incrementem o fluxo de ar vindo dos corpos d’água.
FIGURA 5 – Vegetação densa.
Em clima quente plantar árvores de tronco alto na direção dos lotes, conforme Figura 6, para permitir a
permeabilidade do vento e reduzir a temperatura do mesmo. Pode também ser usada alguma espécie que
permita a poda de galhos baixos mantendo a copa larga e alta.
FIGURA 6 – Clima quente.
Utilizar obstáculos ou afastar as edificações residenciais das fontes promotoras de ruído projetados ou
existentes no entorno, sem que a ventilação seja comprometida, conforme a Figura 7.
FIGURA 7 – Fontes promotoras de ruídos.
5.2. Quanto ao lote e à implementação
Para ventos frontais, conforme observado na Figura8, à fachada da casa em locais quentes, retirar os
obstáculos de seu caminho, como caixa de medidores ou arbustos baixos.
FIGURA 8 – Ventos frontais – obstáculos.
Já em locais frios (Figura 9), colocar obstáculos porosos no caminho dos ventos frontais à fachada.
Manter o ângulo de acesso à insolação de inverno gerenciado por beirais como caixa de medidores ou
arbustos baixos e densos.
FIGURA 9 – Ventos frontais – Meios porosos.
Em climas secos, prever espelhos d’água, tanques ou lagos (Figura 10) em frente às janelas e na direção
do vento.
FIGURA 10 – Espelhos d água.
Na Figura 11, evitar muros totalmente fechados. Preferir muros vazados, grades ou cercas vivas.
FIGURA 11 – Muros vazados.
Para ventos paralelos à fachada (Figura 12), direcionar o vento via “septos” – paredes opacas ou cercasvivas.
FIGURA 12 – Ventos paralelos à fachada.
5.3.
Quanto aos elementos da casa – fachadas, coberturas e janelas
Conduzir o vento frontal (Figura 13) para o interior da casa através de aberturas no alto das paredes
externas e também na parte de baixo das portas, neste caso sempre que o exterior não tiver poeira.
FIGURA 13 – Condução do vento frontal.
Privilegiar os cômodos com aberturas para ventilação e iluminação naturais (cobogós, venezianas fixas)
conforme Figura 14.
FIGURA 14 – Ventilação e iluminação naturais.
As portas internas da habitação devem ser venezianas ou conter venezianas inferiores e superiores (Figura
15) exceto cômodos com ar-condicionado
FIGURA 15 – Venezianas inferiores e superiores.
5.4. Quanto ao interior da casa - a divisão dos cômodos e seu revestimento
Possibilitar que o ar quente retido nos ambientes suba e saia por alguma abertura superior, como por
exemplo, uma chaminé.
FIGURA 16 – Movimentação do ar interior.
5.5. Ventilação controlada
Quando o local onde será construída a residência apresentar regime de vento inconstante, os sistemas de
ventilação controlados pelo usuário são mais vantajosos. Desta forma, em dias quentes e com pouco
vento, a casa pode estar aberta à circulação de ar, enquanto que em outros, mais frios ou com muito vento,
o usuário pode dosar a ventilação conforme sua demanda de conforto.
Abrir janelas dos ventos incidentes, protegidas do sol da tarde.
FIGURA 17 – Ventilação controlada.
Proteger a janela de forma a conciliar as diversas necessidades de uso, como em situação diurna de chuva
e calor. Prever uso de venezianas.
Não obstruir a ventilação (Figura 18) na parte posterior da geladeira, pois isto implica no mau
funcionamento do motor.
FIGURA 18 – Obstrução da ventilação.
5.6. Resfriamento evaporativo
O resfriamento evaporativo retira o calor do ambiente pela evaporação da água e, conseqüentemente,
aumenta a umidade relativa do ar e reduz sua temperatura. Esta estratégia pode ser adotada em regiões
quentes e secas e em épocas do ano com essas mesmas condições de temperatura e umidade relativa do
ar.
Existem dois tipos de resfriamento evaporativo: o direto, no qual a evaporação da água ou das plantas
atua no ambiente a ser resfriado, e o indireto, em que a evaporação da água ou das plantas diminui a
temperatura da superfície de contato com o ambiente a ser resfriado.
Recomenda-se o resfriamento evaporativo direto apenas nas situações de temperatura indicadas pela
Carta Psicrométrica de Givoni, pois a taxa de ventilação do ambiente precisa ser suficiente para evitar a
retenção de vapor d’água. Retirar o calor do ar através da umidificação do mesmo aproxima a edificação
da zona de conforto, pois reduz as trocas de calor por condução, convecção e irradiação, resultante
inclusive na diminuição do consume de energia por resfriamento de energia por resfriamento ativo
(ventilador e ar-condicionado). Vale ressaltar que as soluções de resfriamento evaporativo e umidificação
compartilham as mesmas estratégias.
5.7. Quanto ao projeto do loteamento
Em empreendimentos que tratem do loteamento e dos equipamentos públicos aplica-se a estratégia de
resfriamento evaporativo através da implantação, na direção dos ventos, de fontes, lagos e espelhos
d’água em praças, escolas, postos de saúde e próximo às casas.
6. CO+SIDERAÇÕES FI+AIS
O manual é dirigido a todos os profissionais que atuam de alguma forma tanto no projeto arquitetônico
como na construção civil, mesmo àqueles com pouca formação acadêmica. Por mais que seja exigido um
conhecimento de física, aqui nesta obra tentamos mostrar algumas situações que permitem soluções fáceis
e factíveis. A descrição dos aspectos da física afasta-se da apresentação clássica com que foi analisado,
isto não quer dizer que tenha pouco valor. Preocupamos em obter um material que se entende facilmente.
REFERÊ+CIAS BIBLIOGRÁFICAS
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carência de espaço às tendências atuais utilizando ambientes multiuso. UFSC – Anais do I Congresso
Brasileiro sobre Habitação Social – Ciência e Tecnologia. Florianápolis, SC. Ago. 2003.
CORBELLA, O.; YANNAS, S. Em busca de uma arquitetura sustentável para os trópicos: conforto
ambiental. Rio de Janeiro: REVAN, 2003.
DA MOTTA, Ana L. Torres Seroa. Apostila digital de conforto ambiental. Niterói, Brasil: Universidade
Federal Fluminense, 1990.
DA MOTTA, Ana L. Torres Seroa. Analise da qualidade do ar em ambientes climatizados. Anais
DAMSTRUC'2002 - 3° Congresso Internacional Sobre o Comportamento de Estruturas Danificadas.
2002.
DA MOTTA, Ana L. Torres Seroa. A casa saudável. Anais DAMSTRUC'2003 - 4° Congresso
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PROCEL. Eficiência energética em habitações de interesse social. Eletrobrás, Ministério das Cidades e
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Disponível
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RIVERO, Roberto. Acondicionamento térmico natural – Arquitetura e Clima. 2 ed. Ver e ampl – Porto
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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO. Dicas para construção e reforma: conforto ambiental, ambientes
saudáveis, conta de luz mais baixa. São Paulo, 2004.
AGRADECIME+TOS
Agradecemos ao Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, a FAPEMIG e o CNPq,
como financiadores da bolsa de iniciação científica ao aluno. Agradecemos a Direção do CEFET-MG
Campus VIII pelo constante incentivo à pesquisa. Agradecemos a todos aqueles que têm contribuído para
este tipo de pesquisa.