O Conforto térmico

1 INTRODUÇÃO

Atualmente se ouvi falar muito em sustentabilidade, aquecimento global e diversos fatores que contribuem para fortes consequências ao meio ambiente. O impacto ambiental está relacionado diretamente aos efeitos da ação do homem sobre o meio ambiente.

Com crescimento das indústrias e consequente redução da área verde (florestas, etc.) para ocupação humana e exploração de madeira levando a um aumento considerável da emissão de CO2 e a não retirada dele do sistema. Isto é uma marca do modelo atual de nossa sociedade baseada no consumo (capitalismo).

Estudos e pesquisas buscam arquitetura inserida no meio natural e que estabeleça uma ligação com o meio ambiente, minimizando os impactos urbanos e desenvolvendo materiais e técnicas construtivas ligadas a um desenvolvimento sustentável da construção, preservando os recursos naturais e permitindo a regeneração de plantas e estabelecer melhor qualidade de vida das pessoas utilizando o conforto térmico.

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2 CONFORTO TÉRMICO

Os primeiros estudos a cerca do conforto térmico datam do início do século passado. Esses estudos tinham o objetivo principal de avaliar de que maneira as condições termohigrógrafas afetavam o rendimento do trabalho.

Definir conforto térmico é bastante difícil, pois, além dos fatores físicos, envolve uma gama de fatores pessoais que tornam sua definição bastante subjetiva. Desta forma, o conforto térmico pode ser visto e analisado sob dois pontos de vista: pessoal ou ambiental. Se formos considerar apenas o ponto de vista pessoal, define-se conforto térmico como sendo uma condição mental que expresse satisfação com o ambiente térmico. Do ponto de vista físico, confortável é o ambiente cujas condições permitam a manutenção da temperatura interna sem a necessidade de serem acionados os mecanismos termo-reguladores, ou seja, é necessário que o organismo humano se encontre em balanço térmico com o meio ambiente. ¹

2.1 PARÂMETROS DO CONFORTO TÉRMICO

O conforto térmico é, em linhas gerais, obtido por trocas térmicas que dependem de vários fatores, ambientais ou pessoais, governados por processos físicos, como convecção, radiação, evaporação e eventualmente condução. De acordo com literatura o Conforto Térmico Humano e sua resposta fisiológica, ao estresse térmico, dependem da produção de calor metabólico, do nível de fatores ambientais (velocidade do vento, temperatura do ar, umidade relativa e temperatura média radiante) e do tipo de vestimenta que o indivíduo estiver usando. O efeito conjugado dos mesmos é que definirá o grau de conforto ou desconforto térmico sentido pelas pessoas. ¹ São eles:

Temperatura do ar:

A temperatura do ar afeta a perda de calor convectivo do corpo humano e a temperatura do ar expirado. Assim, a perda de calor pelo aquecimento e umidificação do ar expirado é influenciada pela temperatura do ar. Uma temperatura elevada é um verdadeiro obstáculo à dissipação de calor por convecção (inclusive pode causar um aporte de calor se for mais quente que a temperatura da pele). ¹

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Umidade do ar:

         A umidade do ar é outro fator meteorológico que influencia o conforto térmico. A mesma interfere diretamente em três mecanismos de perda de água do corpo humano, a saber: a difusão de vapor d’água através da pele (transpiração imperceptível), a evaporação do suor da pele e a umidificação do ar respirado. Por exemplo, à medida que a temperatura do meio se eleva e a perda de calor por condução e convecção é prejudicada, há um aumento na eliminação de calor por evaporação, fazendo com que a transpiração se torne perceptível. Se o ar estiver saturado essa evaporação não é possível, caso em que a pessoa ganha calor enquanto a temperatura do ambiente mantém-se superior a da pele. Caso contrário, sob um ar seco, a perda de calor pelo corpo ocorre mesmo em altas temperaturas. Em todos os casos, entretanto, a perda de água ocorre na forma gasosa. O resultado final é a perda de calor pelo corpo humano. ¹

Velocidade do vento:

Assim como a temperatura do ar, a velocidade do vento é determinante na troca de calor por convecção entre o corpo e meio ambiente. Quanto mais intensa for a ventilação, maior será a quantidade de calor trocada entre o corpo humano e o ar, consequentemente menor será a sensação de calor. O termo “windchill”, criado por Paul Simple (1939-1940), expressa o efeito de resfriamento decorrente da perda de calor provocada pelo vento, fazendo com que a sensação térmica corresponda a de uma temperatura muito inferior a realmente observada. ¹

Temperatura média radiante:

Corresponde à temperatura média das superfícies opacas visíveis que participam no balanço radiativo com a superfície exterior do vestuário. Este termo é particularmente difícil de definir com exatidão quer pela dificuldade em corretamente avaliar os fatores de forma, quer pela influência da componente refletiva. ¹

2.2 MECANISMO DE CALOR

Para a compreensão do comportamento térmico das edificações, é necessária uma base conceitual de fenômenos de trocas térmicas. Esse conhecimento permite também melhor entendimento acerca do clima e do relacionamento do organismo humano com o meio ambiente térmico. Existem dois tipos de trocas térmicas secas e úmidas. ²

2.2.1 Trocas Térmicas Secas

As trocas de calor que envolvem variações de temperatura são denominadas trocas secas, em contraposição à denominação de trocas úmidas, relativa às trocas térmicas que envolvem a água. ² Os mecanismos de trocas secas são:

Condução: Trata-se da transmissão de calor molécula a molécula, consequentemente havendo necessidade de um meio material, ocorrendo sempre de um ponto de maior potencial energético (maior temperatura) para um de menor potencial (menor temperatura). Verifica-se experimentalmente que a quantidade de calor que flui através de um elemento opaco é função do material que o constitui, da espessura do elemento e do gradiente de temperatura. A grandeza física que caracteriza se um material é melhor ou pior condutor de calor chama-se condutibilidade térmica (k). A figura 1 ilustra o processo de transmissão de calor por condução.³

[pic 1]

Figura 1- Transmissão de calor por condução.

, onde:[pic 2]

= intensidade de fluxo de calor, em W/m2; [pic 3]

Q = intensidade total de fluxo de calor, em W (J/s);

k = condutibilidade térmica do material, em W/m. 0C;

ΔT = diferença de temperatura entre exterior e interior, em 0C;

S = área atravessada pelo fluxo de calor, em m2;

L = espessura da parede, em m.

Radiação: Mecanismo de troca de calor entre dois corpos que guardam entre si uma distância qualquer atrevés de sua capacidade de emitir e de absorver energia térmica. Esse mecanismo de troca é consequência da natureza eletromagnética da energia, que, ao ser absorvida, provoca efeitos térmicos, o que permite sua transmissão sem necessidade de meio para propagação, ocorrendo mesmo no vácuo. A figura 2 ilustra o processo de transmissão de calor por radiação. ³