ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA

Clima

Simulação Entorno

Arquivo Climático

Desempenho térmico e energético

Estratégias de projeto

arquitetônico

Arquitetura

CLIMA E ARQUIETURA >>> Como a arquitetura pode contribuir na redução do consumo energético de uma edificação mantendo suas condições de conforto?

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CLIMA E ARQUIETURA >>>

“[...] até 70% de economia de energia poderia ser obtido através da definição adequada do desenho geométrico, escolha de materiais e componentes construtivos da edificação em função do clima.”

PEDRINI; SZOKOLAY (2005 apud WESTPHAL, 2007, p. 131)

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Regiões Climáticas Brasileiras

Verões quentes + chuvosos Invernos quentes + secos. Temp. médias > 20°C Amplitude térmica anual < 7°C. Região amazônica 24°C <Temp. médias < 26°C Amplitude térmica anual < 3°C.

Fonte: Mapa do Brasil com seis regiões bioclimáticas. Lamberts, R.; Dutra, L.; Pereira, F. (1997), p. 112

Região mais seca, Temp. médias aprox. 26°C Amplitude térmica anual aprox. 3°C.

CLIMA >>>

Temp. médias < 20°C 9°C < Amplitude térmica anual < 13°C

18°C < Temp. médias < 26°C Amplitude térmica variável de acordo com cada região 18°C < Temp. médias < 22°C

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http://www.inmet.gov.br/html/clima/mapas

Normais Climatológicas (INMET – Instituto Nacional de Meteorologia)

Temperatura Insolação Total

Normais Climatológicas As "Normais Climatológicas" são obtidas através do cálculo das médias de parâmetros meteorológicos, referentes a períodos padronizados de 30 anos, sucessivamente, de 1901 a 1930, 1931 a 1960 e 1961 a 1990. Como, no Brasil, somente a partir de 1910 a atividade de observação meteorológica passou a ser feita de forma sistemática, o primeiro período padrão possível de ser calculado foi o de 1931 a 1960.

http://www.inmet.gov.br/portal/index.php?r=clima/normaisclimatologicas

Temperatura Pressão Atmosférica Insolação Evaporação Nebulosidade Umidade Relativa Precipitação Vento

CLIMA >>>

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Escalas do Clima | Entorno CLIMA >>>

Camandas de modificação do clima urbano (Oke, 1987, p. 274)

Urban Canopy Layer: Espaço limitado pelos edifícios até seus telhados. A condição climática em qualquer ponto é determinada pela natureza do entorno imediato e em particular de sua geometria, material e propriedades.

MESOCLIMA

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Arquivos Climáticos | Simulação CLIMA >>>

arquivo climático parâmetro que caracteriza o clima e é construído a partir de dados climáticos horários registrados em estações automáticas, freqüentemente instaladas em aeroportos ou regiões localizadas fora da zona urbana.

Metodologias: TRY - Test Reference Year (Ano Climático de Referência) Um arquivo climático TRY é formado através de uma metodologia baseada na eliminação de anos cujos dados contêm temperaturas médias mensais extremas (altas ou baixas) até que se obtenha apenas um ano de dados médios. TMY - Typical Meteorological Year É uma compilação de meses sem extremos de temperatura provenientes de diferentes anos, gerando um ano climático que apresenta temperaturas sem extremos para cada mês.

Ambas representam um ano sem extremos de temperatura.

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Arquivos Climáticos | Simulação CLIMA >>>

Mês Dia Hora TBS {C} TBU {C}

T. Pto Orvalho {C} Pressao Atmosferica {kPa}

Umidade {kg/kg} U. R. {%}

Densidade do ar {kg/m3} Entalpia {BTU/LB}

Velocidade do Vento {m/s} Direção do Vento {graus}

Cobertura Total de Nuvens {decimas} Rad Horizontal Extraterreste {Wh/m2} Rad Global Horizontal {Wh/m2}

Rad Direta {Wh/m2} Rad Direta Normal {Wh/m2} Rad Difusa Horizontal {Wh/m2}

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INFORMAÇÕES

Zoneamento Bioclimático Brasileiro | Normas

Parte 1 Definições, símbolos e unidades; Parte 2 Métodos de cálculo da transmitância térmica, da capacidade térmica, do atraso térmico e do fator solar de elementos e componentes de edificações; Parte 3 Zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social; Parte 4 Medição da resistência térmica e da condutividade térmica pelo principio de placa quente protegida; Parte 5 Medição da resistência térmica e da condutividade térmica pelo método fluximétrico.

NBR 15220: Desempenho térmico de edificações CLIMA >>>

ZBBR 1.0 (2003)

Normas de Desempenho

NBR 15575: Edifícios habitacionais de até cinco pavimentos – Desempenho.

EDIFICAÇÃO >>>

Parte 1 Requisitos gerais;

Parte 2 Requisitos para os sistemas estruturais;

Parte 3 Requisitos para os sistemas de pisos internos;

Parte 4 Requisitos para os sistemas de vedações verticais internas e externas; Parte 5 Requisitos para os sistemas de coberturas; Parte 6 Requisitos para os sistemas hidrossanitários.

Simplificado Simulação Medição

Estabelece três procedimentos para avaliação da adequação de habitações as oito zonas bioclimáticas.

Normas de Desempenho EDIFICAÇÃO >>> NBR 15220

ABERTURA P/ VENTILAÇÃO

A (em % da área de piso)

Pequenas 10% < A < 15%

Médias 15% < A < 25%

Grandes A > 40%

Tabela C.1 – Aberturas para ventilação

Vedações externas U W/m².K

Paredes Leve U≤3,00

Leve refletora

U≤3,60

Pesada U≤2,20

Coberturas

Leve Isolada

U≤2,00

Leve refletora

U≤2,30

Pesada U≤2,00

Tabela C.2 – Transmitância Térmica

Normas de Desempenho NBR 15575 EDIFICAÇÃO >>>

Requisitos para os sistemas de

vedações verticais internas

e externas (parte 4)

Normas de Desempenho NBR 15575 EDIFICAÇÃO >>>

Requisitos para os sistemas de coberturas

(parte 5)

Normas de Desempenho NBR 15220 EDIFICAÇÃO >>> DEFINIÇÕES

Avaliação e Estratégias Bioclimáticas ANÁLISE >>>

ZBBR – v. 1.0 Classificação Bioclimática dos Municípios Brasileiros

330 cidades principais (dados medidos) + 5231 (clima estimado por interpolação)

FERRAMENTAS

Avaliação e Estratégias Bioclimáticas ANÁLISE >>> ZBBR – Classificação Bioclimática dos Municípios Brasileiros | NBR 15220

Avaliação e Estratégias Bioclimáticas ANÁLISE >>> CARTA BIOCLIMÁTICA

Givoni, 1991

1. Zona de Conforto 2. Ventilação 3. Resfriamento Evaporativo 4. Massa Térmica para Resfriamento 5. Refrigeração 6. Umidificação 7. Massa Térmica c/ Aquecimento Solar 8.Aquecimento Solar 9.Aquecimento Artificial

Imagem: Aula de Conforto Térmico | Prof. Fernando Ruttkay

Avaliação e Estratégias Bioclimáticas ANÁLISE >>>

ABC – v. 1.3 Architectural Bioclimatic Classification

FERRAMENTAS

Avaliação e Estratégias Bioclimáticas ANÁLISE >>>

Climate Consultant 5.5

FERRAMENTAS

Avaliação e Estratégias Bioclimáticas ANÁLISE >>> FERRAMENTAS

Avaliação e Estratégias Bioclimáticas ANÁLISE >>> FERRAMENTAS

Estratégias Bioclimáticas PROJETO >>> EFICIÊNCIA E CONFORTO

AQUECIMENTO PASSIVO INÉRCIA TÉRMICA

Florianópolis

Imagens: Aula de Conforto Térmico | Prof. Fernando Ruttkay

Estratégias Bioclimáticas PROJETO >>> EFICIÊNCIA E CONFORTO

Florianópolis SOMBREAMENTO VENTILAÇÃO NATURAL

+ INÉRCIA TÉRMICA P/ RESFRIAMENTO

Imagens: Aula de Conforto Térmico | Prof. Fernando Ruttkay

Material com grande capacidade de armazenar calor e Lenta emissão da energia absorvida.

Estratégias Bioclimáticas PROJETO >>> EFICIÊNCIA E CONFORTO

Florianópolis

Como seria um projeto eficiente energeticamente para Florianópolis?

Estratégias Bioclimáticas PROJETO >>> EFICIÊNCIA E CONFORTO

Severiano Porto, Manaus - AM Baixa Inércia Térmica + Sombreamento

Estratégias Bioclimáticas PROJETO >>> EFICIÊNCIA E CONFORTO

Sede Administrativa do INPE, Natal - RN Ventilação Natural Permanente + Sombreamento

Estratégias Bioclimáticas PROJETO >>> EFICIÊNCIA E CONFORTO

Hospital Rede Sarah Kubitschek, Salvador - BA

Ventilação Natural + Iluminação Natural + Sombreamento

Estratégias Bioclimáticas PROJETO >>> EFICIÊNCIA E CONFORTO

Fábrica Ipel, Cajamar - SP

Ventilação Natural + Iluminação Natural + Sombreamento

Estratégias Bioclimáticas PROJETO >>> EFICIÊNCIA E CONFORTO

SAP LAbs, São Leopoldo - RS

Fachada Norte: Proteção Solar

Fachada Oeste: Opaca | Inércia térmica

Ventilação Natural

Estratégias Bioclimáticas PROJETO >>> EFICIÊNCIA E CONFORTO

SAP LAbs, São Leopoldo - RS

Escada central: Pode representar uma redução no uso dos elevadores?

Pátio Central: Iluminação Natural

Simulação Computacional ANÁLISE >>> DESIGN BUILDER | ECOTECT

DB: Ventilação Externa

DB: Ventilação Interna ECOTECT: Radiação Externa

ECOTECT: Radiação Interna

Simulação Computacional ANÁLISE >>> ENERGY PLUS | DAYSIM

Daysim: Iluminação Natural

EP: Simulação Energética

CLIMA | EFICIÊNCIA ENERGÉTICA BASES >>> FONTES

INMET: http://www.inmet.gov.br - Monitoramento e dados sobre o clima. http://www.labcon.ufsc.br/index.php - Norma 14220 parte 1 e 3; - Ferramentas: ZBBR, v. 1.0 Classificação Bioclimática dos Municípios Brasileiros; Analysis BIO; ABC Architectural Bioclimatic Classification; Sol-Ar v6.2. http://www.energy-design-tools.aud.ucla.edu/climate-consultant/request-climate-consultant.php - Ferramenta: Climate Consultant v 5.5 http://apps1.eere.energy.gov/buildings/energyplus/ - Software: Energy Plus v. 8.1.0 http://www.labeee.ufsc.br/downloads/arquivos-climaticos/formato-epw - Arquivos climáticos

OBRIGADA!

ARQ 5658 - Eficiência Energética e Sustentabilidade em Edificações http://arq5658.paginas.ufsc.br Professor: Fernando Simon Westphal Mestrandas: Maíra O. Pires e Silvana Silvestre maira@labcon.ufsc.br | Silvana@labcon.ufsc.br