avaliaÇÃo de desempenho tÉrmico de sistemas...

Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo

Cristhian Saito

AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO TÉRMICO DE SISTEMAS CONSTRUTIVOS TRADICIONAIS DE ALVENARIAS E COBERTURAS

São Paulo 2009

Cristhian Saito


Dissertação de Mestrado apresentada ao Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo – IPT, como parte dos requisitos para a obtenção do título de Mestre em Habitação: Planejamento e Tecnologia. Data da aprovação: _____/_____/_____ ______________________________________ Prof. Dr. Fúlvio Vittorino (Orientador) IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo.

Membros da Banca Examinadora: Prof. Dr. Fúlvio Vittorino (Orientador) IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo Profa. Dr. Maria Akutsu (Membro) IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo Prof. Dr. Arlindo Tribess (Membro) USP – Universidade de São Paulo

Cristhian Saito


Dissertação de Mestrado apresentada ao Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo – IPT, como parte dos requisitos para a obtenção do título de Mestre em Habitação: Planejamento e Tecnologia. Área de Concentração: Tecnologia em Construção de Edifícios Orientador: Prof. Dr. Fúlvio Vittorino

São Paulo Julho/2009

Ficha Catalográfica Elaborada pelo Departamento de Acervo e Informação Tecnológica – DAIT do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo - IPT

S158a Saito, Cristhian

Avaliação de desempenho térmico de sistemas construtivos tradicionais de alvenarias e coberturas. / Cristhian Saito. São Paulo, 2009. 195p.

Dissertação (Mestrado em Habitação: Planejamento e Tecnologia) - Instituto de

Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo. Área de concentração: Tecnologia em Construção de Edifícios.

Orientador: Prof. Dr. Fúlvio Vittorino

1. Conforto térmico 2. Habitação 3. Edificações 4. Tese I. Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo. Coordenadoria de Ensino Tecnológico II. Título 09-60 CDU 699.86(043)

DEDICATÓRIA

“À minha mãe Yurica,

simplesmente...

por TUDO”

AGRADECIMENTOS

À Deus, Nosso Senhor e Nossa Senhora.

Aos meus irmãos: Celso, Clayton e Célio, pelas batalhas conquistadas.

Ao meu pai Yukio (in memorian).

Ao meu orientador Prof. Dr. Fúlvio Vittorino pelos imensuráveis conhecimentos e

orientações transmitidas durante o desenvolvimento deste trabalho.

À banca examinadora Prof. Dr. Maria Akutsu e Prof. Dr. Arlindo Tribess pelas

correções e valiosas orientações durante a banca de qualificação.

À administração do curso de mestrado em habitação do IPT:

Coordenação Prof. Dr. Douglas Barreto

Secretaria Mary Yoshioka Pires de Toledo

Docentes Todos os docentes e pesquisadores que contribuem no

aprimoramento e desenvolvimento do mestrado em

habitação (IPT)

À minha namorada pela compreensão do tempo dedicado aos estudos.

Aos amigos: novos e de sempre...

RESUMO Com as inovações tecnológicas, surgem a cada dia, novos materiais para

utilização na construção civil. Os usuários, por sua vez, exigem edificações que apresentem um desempenho adequado, pois, economias de toda uma vida estão depositadas na compra da sonhada casa própria. A nova norma de avaliação de desempenho para edifícios habitacionais, NBR 15575/2008 – Edifícios habitacionais até cinco pavimentos - Desempenho, tem como foco o atendimento dessas exigências. A origem de um bom ou mau desempenho de uma edificação está na elaboração do projeto. Aspectos construtivos considerados, como: geometria e orientação solar do edifício; janelas; elementos construtivos de paredes e coberturas são determinantes nesse desempenho. Esse estudo identificou as melhores composições construtivas convencionais de paredes e coberturas, dentre as escolhidas, para um projeto típico na cidade de São Paulo-SP. Para tanto, foram utilizadas as diretrizes da NBR 15220/2005 e aplicadas as partes 1 e 2 da NBR 15575/2008. Foi identificado que: i) as diretrizes não recomendam o uso de soluções de bom desempenho térmico; ii) com relação ao desempenho mínimo exigido pela NBR 15575/2008, o uso de forro atende a esse critério com praticamente qualquer tipo de cobertura; o uso de cor clara viabiliza qualquer parede; e, o uso de cores escuras resulta em desempenho mínimo somente para as paredes mais pesadas. Palavras-chaves: avaliação de desempenho; desempenho térmico; edificações; alvenarias; coberturas.

ABSTRACT

Thermal performance analysis of traditional construction systems of walls and roofs

Everyday new construction materials are created by technological innovations. On the other hand, householders demand edifications with reasonable performance. The focus of the new Brazilian standard for houses’ performance evaluation (NBR 15575/2008) is to guarantee these users’ necessities are attended. The building performance starts in its projects. Some aspects of the projects as: building’s geometry and solar orientation; windows; walls and roofs materials are decisive for this performance. This study identified the conventional constructions compositions of walls and roofs, among the chosen ones, with best thermal performances for a typical project in São Paulo-SP. Brazilian standards: NBR 15220/2005 and NBR 15575/2008 were used in this study. The results are: i) NBR 15220/2005 does not recommend compositions with reasonable thermal performance; ii) concerning the minimum performance according to NBR 15575/2008, the usage of ceiling attends this criterion when composed with almost any kind of roof; light colour walls result in good thermal performance; dark colour walls result in minimum performance only when applied in heavy walls. Keywords: performance analyze; thermal performance; buildings; walls; roofs.

Lista de Ilustrações Figura 1. Tipo e número de furos dos blocos cerâmicos ...................................... 13

Figura 2. Espessura das paredes dos blocos cerâmicos de vedação .................. 14

Figura 3. Tipos de blocos cerâmicos estruturais ................................................... 14

Figura 4. Espessura das paredes dos blocos cerâmicos estruturais de paredes

vazadas ............................................................................................................... 15

Figura 5. Espessura das paredes dos blocos cerâmicos estruturais vazados com

paredes maciças ....................................................................................................... 15

Figura 6. Tipos de telhas cerâmicas ..................................................................... 19

Figura 7. Aceitabilidade de temperatura - temperatura operativa interna x

temperatura média mensal do ar externo para ambientes não climatizados ............ 26

Figura 8. Relação entre PPD e PMV .................................................................... 28

Figura 9. Carta bioclimática de Givoni .................................................................. 30

Figura 10. Zoneamento bioclimático brasileiro ....................................................... 32

Figura 11. Carta bioclimática adaptada a partir do trabalho de Givoni ................... 33

Figura 12. Fluxograma ilustrativo dos procedimentos de avaliação do desempenho

térmico da edificação ................................................................................................ 44

Figura 13. Planta Baixa do Térreo .......................................................................... 55

Figura 14. Planta Baixa do Superior ....................................................................... 56

Figura 15. Orientação solar da edificação .............................................................. 57

Figura 16. Temperatura ambiente interna para um dia típico de verão (paredes -

O.S =0o; =0,7) ........................................................................................................... 81

Figura 17. Temperatura ambiente interna para um dia típico de verão (coberturas -

O.S =0o; =0,7) ........................................................................................................... 81

Figura 18. Temperatura ambiente interna para um dia típico de verão – sala

(paredes - O.S=0o; α=0,7) ......................................................................................... 89

Figura 19. Temperatura ambiente interna para um dia típico de verão – sala

(coberturas com telha cerâmica - O.S=0o; α=0,7) ..................................................... 90


O.S =90o; α=0,7) ....................................................................................................... 93


O.S =90o; =0,7) ......................................................................................................... 93


O.S =0o; α=0,3) ....................................................................................................... 100


O.S =0o; α=0,3) ....................................................................................................... 100

Quadro 1. Dimensões de blocos de concreto com função estrutural ..................... 16

Quadro 2. Designação por classe, largura dos blocos e espessura mínima das

paredes dos blocos com função estrutural ................................................................ 16

Quadro 3. Dimensões de blocos de concreto sem função estrutural ..................... 17

Quadro 4. Designação por classe, largura dos blocos e espessura mínima das

paredes dos blocos sem função estrutural ................................................................ 17

Quadro 5. Tipos e dimensões de telhas cerâmicas ................................................ 20

Quadro 6. Propriedades térmicas de materiais isolantes ....................................... 21

Quadro 7. Propriedades térmicas de materiais de construção ............................... 23

Quadro 8. Predicted Mean Vote (PMV) .................................................................. 27

Quadro 9. Temperaturas de conforto para países de clima temperado e clima

quente ............................................................................................................... 30

Quadro 10. Transmitância térmica, atraso térmico e fator de calor solar admissíveis

para cada tipo de vedação externa ........................................................................... 34

Quadro 11. Abertura para ventilação ........................................................................ 34

Quadro 12. Diretrizes construtivas e estratégias de condicionamento térmico passivo

(NBR 15220/2005) .................................................................................................... 36

Quadro 13. Divisão do Estado de São Paulo em regiões (CAIXA – SP) .................. 39

Quadro 14. Condições mínimas exigidas da CAIXA para o estado de São Paulo ... 40

Quadro 15. Características de elementos das alvenarias e coberturas ................... 54

Quadro 16. Geometria dos ambientes ...................................................................... 59

Quadro 17. Dados geográficos de São Paulo (SP) .................................................. 60

Quadro 18. Resistência térmica superficial interna e externa................................... 61

Quadro 19. Resistência térmica de câmaras de ar não ventiladas, com largura muito

maior do que a espessura ......................................................................................... 61

Quadro 20. Tipologias construtivas utilizadas nas simulações ................................. 63

Quadro 21. Dados geográficos da cidade de São Paulo-SP .................................... 65

Quadro 22. Dados dos dias típicos de verão da cidade de São Paulo-SP ............... 65

Quadro 23. Dados dos dias típicos de inverno da cidade de São Paulo-SP ............ 66

Quadro 24. Diretrizes construtivas segundo NBR 15220/2005 para zona bioclimática

03 - cidade de São Paulo ........................................................................................ 113

Quadro Sinótico 1. Análise da adequabilidade das coberturas para a parede

utilizada como referência (bloco de concreto de vedação 14cm revestido em ambas

as faces por emboço) ............................................................................................ 125

Quadro Sinótico 2. Análise da adequabilidade das alvenarias (α=0,3) quando

utilizadas com a cobertura de referência (telha cerâmica + laje mista (lajota) +

emboço) ............................................................................................ 126

Quadro Sinótico 3. Análise da adequabilidade das alvenarias (α=0,7) quando

utilizadas com a cobertura de referência (telha cerâmica + laje mista (lajota) +

emboço) ............................................................................................ 126

Lista de Tabelas Tabela 1. Critérios e níveis de desempenho de coberturas quanto à transmitância

térmica ............................................................................................................... 46

Tabela 2. Critério e nível de desempenho de coberturas quanto à absortância das

superfícies externas .................................................................................................. 47

Tabela 3. Transmitância térmica de paredes externas .......................................... 47

Tabela 4. Capacidade térmica de paredes externas ............................................. 47

Tabela 5. Áreas mínimas de aberturas para ventilação ........................................ 48

Tabela 6. Critério de avaliação de desempenho térmico para condições de verão ...

............................................................................................................... 50

Tabela 7. Critério de avaliação de desempenho térmico para condições de inverno

............................................................................................................... 51

Tabela 8. Resultados dos cálculos das propriedades térmicas e avaliação de

paredes considerando α = 0,3 e 0,7 ......................................................................... 70

Tabela 9. Desempenho térmico das alvenarias com relação à transmitância

térmica e capacidade térmica para a região estudada .............................................. 72

Tabela 10. Resultados dos cálculos das propriedades térmicas e avaliação de

coberturas ............................................................................................................... 76

Tabela 11. Nível de desempenho em função de tipologias construtivas de

alvenarias (O.S. = 0o; α=0,7) ..................................................................................... 84

Tabela 12. Nível de desempenho em função de coberturas com laje

impermeabilizada sem telhado (O.S. = 0o; α=0,7) ..................................................... 85

Tabela 13. Nível de desempenho em função de coberturas compostas por telhado

com ou sem forro (O.S. = 0o; α=0,7) ......................................................................... 86

Tabela 14. Nível de desempenho segundo a orientação solar da edificação (α=0,7) .

............................................................................................................... 88


alvenarias (O.S. = 90o; α=0,7) ................................................................................... 96


impermeabilizada sem telhado (O.S. = 90o; α=0,7) ................................................... 97


com ou sem forro (O.S. = 90o; α=0,7) ....................................................................... 98


alvenarias (O.S. = 0o; α=0,3) ................................................................................... 103


impermeabilizada sem telhado (O.S. = 0o; α=0,3) ................................................... 104


com ou sem forro (O.S. = 0o; α=0,3) ....................................................................... 105

Tabela 21. Nível de desempenho segundo a orientação solar da edificação (α=0,3) .

............................................................................................................. 107

Tabela 22. Comparação entre Procedimento 01 e 02 para algumas composições de

paredes (Orientação solar = 0o; α= 0,7) .................................................................. 109


paredes (Orientação solar = 0o; α= 0,3) .................................................................. 110


coberturas (Orientação solar = 0o; αparedes= 0,7) ...................................................... 111


coberturas (Orientação solar = 0o; αparedes= 0,3) ...................................................... 112

Tabela 26. Classificação de paredes de acordo com as diretrizes da NBR

15220/2005 (α= 0,7) ................................................................................................ 114

Tabela 27. Classificação de paredes de acordo com as diretrizes da NBR

15220/2005 (α= 0,3) ................................................................................................ 114

Tabela 28. Classificação de coberturas de acordo com as diretrizes da NBR

15220/2005 ............................................................................................................. 115

Tabela 29. Comparação entre Procedimentos 01; 02 e diretrizes da NBR 15220,

para algumas composições de paredes (Orientação solar = 0o; α= 0,7) ................. 117


para algumas composições de paredes (Orientação solar = 0o; α= 0,3) ................. 118


para algumas composições de coberturas (Orientação solar = 0o; αparedes= 0,7) .... 118


para algumas composições de coberturas (Orientação solar = 0o; αparedes= 0,3) .... 119

Lista de Abreviaturas e Siglas ABCI Associação Brasileira de Construção Industrializada ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas ANSI American National Standards Institute ANTAC Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído ASHARE American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning

Engineers ASTM American Society for Testing and Materials CLT Consolidação das Leis do Trabalho COE Caderno de Orientações de Empreendimentos COHAB Companhia de Habitação ENCAC Encontro Nacional sobre Conforto no Ambiente Construído ENTAC Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído EPS Poliestireno expandido GMT Greenwich Mean Time IAC Instituto Agronômico ISO International Organization for Standardization NBR Norma Brasileira Regulamentada PVC Poli-cloreto de vinila SICEPOT-MG Sindicato da Indústria da Construção Pesada no Estado de

Minas Gerais SINAPROCIM Sindicato Nacional da Indústria de Produtos de Cimento SINDUSCON-MG Sindicato da Indústria da Construção Civil no Estado de Minas

Gerais SINPROCIM Sindicato da Indústria de Produtos de Cimento do Estado de São

Paulo TBS temperatura de bulbo seco

Lista de Símbolos Lista de símbolos A : área [m2] C : capacidade térmica [kJ/(kg.K)] CT : capacidade térmica total [kJ/(kg.K)] clo : unidade de resistência térmica DV : direção do vento e : espessura [mm; cm; m] fbk : resistência característica à compressão [MPa] FOA : níveis de freqüência de ocorrências acumuladas FSo : fator solar FV : fator de ventilação IBUTG: índice de bulbo úmido termômetro de globo [oC] PMV : Predicted Mean Vote PPD : Predicted Percentage of Dissatisfied [%] R : resistência térmica [m2.K/W] RS : radiação solar incidente sobre superfície horizontal Rt : resistência térmica [m2.K/W] RT : resistência térmica total [m2.K/W] TBSmax: valores das temperaturas máximas diárias de bulbo seco [oC] TE : temperatura externa [oC] TIN% : temperatura interna com nível de freqüência de N% [oC] TRY : ano climático de referência TVN% : temperatura de verão com nível de freqüência de N% [oC] U : transmitância térmica [W/(m2.K)]

UR : umidade relativa do ar var : velocidade do ar [m/s] VV : velocidade média dos ventos [m/s] Letras gregas α : absortância ε : emissividade φ : atraso térmico [h] λ : condutividade térmica [W/(m.K)] μ : amortecimento térmico θs : amplitude da temperatura do ambiente exterior [oC] ρ : densidade [kg/m3] ωs : amplitude térmica da temperatura superficial interna do fechamento

[oC] Subscritos ar : ar max : máximo N% : nível de frequência s : externo

Sumário LISTA DE ILUSTRAÇÕES

LISTA DE TABELAS

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

LISTA DE SÍMBOLOS

Lista de símbolos

Letras gregas

Subscritos

RESUMO

ABSTRACT

1. INTRODUÇÃO ......................................................................................... 1

1.1. OBJETIVOS............................................................................................. 4

1.1.1. Objetivo Geral .......................................................................................... 4

1.1.2. Objetivos específicos ............................................................................... 4

1.2. OBJETO DE ESTUDO ............................................................................ 4

1.3. JUSTIFICATIVA ....................................................................................... 5

1.4. ESTRUTURA DO TRABALHO ................................................................ 6

2. INFLUÊNCIAS DE DECISÕES DE PROJETO NO COMPORTAMENTO

TÉRMICO DA EDIFICAÇÃO ....................................................................................... 7

2.1. Aspectos Construtivos de Vedações Verticais ........................................ 9

2.2. Elementos Construtivos da Envoltória da Edificação ............................. 12

2.2.1. Paredes ................................................................................................. 12

2.2.2. Coberturas ............................................................................................. 18

2.2.3. Isolantes Térmicos ................................................................................. 20

2.2.4. Propriedades Térmicas dos Materiais Empregados em Sistemas

Construtivos Convencionais ...................................................................................... 23

3. ASPECTOS DE CONFORTO TÉRMICO E AS DIRETRIZES DE

PROJETO BIOCLIMÁTICO ....................................................................................... 25

3.1. Aspectos de Conforto Térmico Aplicados ao Processo de Avaliação de

Desempenho Térmico ............................................................................................... 25

3.2. Diretrizes de Projeto x Avaliação de Desempenho ................................ 28

3.2.1. Método de Givoni (Cartas Bioclimáticas) ............................................... 29

3.2.2. Diretrizes da NBR 15220/2005 (Desempenho térmico das edificações)31

3.3. Análise da Aplicabilidade das Diretrizes para Projeto Bioclimático........ 37

4. MÉTODOS DE AVALIAÇÃO ................................................................. 38

4.1. Condições Mínimas e Exigências de Um Órgão Governamental (CAIXA)

............................................................................................................... 39

4.2. Metodologia para determinação de horas anuais de desconforto

(BARBOSA, 1997) ..................................................................................................... 41

4.3. Norma de Avaliação de Desempenho Térmico - NBR 15575/2008 ....... 43

4.3.1. Avaliação pelo Método Simplificado (Procedimento 01) ........................ 46

4.3.2. Avaliação por Simulação (Procedimento 2) ........................................... 48

5. MÉTODO DE TRABALHO ..................................................................... 52

5.1. Dados para o Estudo ............................................................................. 52

5.2. Avaliação pelo Método Simplificado ...................................................... 60

5.3. Avaliação por Simulação (Anexo A da parte 1 da NBR 15575/2008) .... 62

6. RESULTADOS E ANÁLISES................................................................. 68

6.1. Resultados dos Cálculos das Propriedades Térmicas de Elementos de

Vedação de Paredes: Resistência Térmica, Transmitância Térmica e Capacidade

Térmica (Método Simplificado) .................................................................................. 68

6.2. Resultados dos Cálculos das Propriedades Térmicas de Elementos de

Vedação de Coberturas: Resistência Térmica, Transmitância Térmica e Capacidade

Térmica (Método Simplificado) .................................................................................. 75

6.3. Resultados das Simulações (orientação solar = 0o e α= 0,7) ................ 81

6.4. Resultados das Simulações (orientação solar = 90o e α= 0,7) .............. 93

6.5. Resultados das Simulações (orientação solar = 0o e α = 0,3) ............. 100

6.6. Comparação entre os procedimentos 01 e 02 ..................................... 109

6.7. Análise da Adequação das Diretrizes da NBR 15220/2005 ................. 113

7. CONCLUSÕES .................................................................................... 122

8. REFERÊNCIAS ................................................................................... 128

9. REFERÊNCIAS CONSULTADAS ....................................................... 132

1

1. INTRODUÇÃO As inovações tecnológicas, com emprego de novos materiais e técnicas construtivas

demandam conhecimento de seu comportamento para boa utilização na construção

civil. Um desempenho satisfatório das edificações é de grande importância para os

usuários e considera vários aspectos como: segurança, habitabilidade e

sustentabilidade das edificações. Esse conjunto de métodos para avaliação está

consolidado na nova norma, NBR15575/2008 – Edifícios habitacionais de até cinco

pavimentos - Desempenho.

Entre outros fatores, o conforto térmico é um dos fatores que se enquadram nas

exigências dos usuários quanto à habitabilidade. Ele pode ser obtido passivamente

ou ativamente por meio de equipamentos de refrigeração ou aquecimento. A falta de

estudos mais acurados durante o desenvolvimento de projetos resulta em

edificações que atingem o desempenho térmico requerido apenas quando a

climatização ativa é utilizada, sendo que poderia ser maximizado por meio de

soluções passivas.

Muitas vezes pode-se eliminar a climatização ativa, ou ao menos, diminuir a potência

demandada pelo sistema de refrigeração ou aquecimento com a correta utilização

dos componentes construtivos, geometria e posicionamento da edificação. Quando

adequadamente construída, resultará em um melhor conforto térmico aos usuários e

uma menor utilização de energia elétrica, resultando em menores impactos

ambientais e custos financeiros.

O conforto térmico em uma edificação pode ser obtido na maior parte do território

brasileiro utilizando-se apenas de projetos adequados (DUMKE, 2002 apud

FERREIRA, 2007). Vale salientar que no Brasil, poucos são os usuários que podem

ter o conforto de um ambiente condicionado artificialmente. A realidade da grande

maioria da população brasileira é completamente diferente, não possuem recursos

para esse fim, ficando totalmente vulneráveis ao desempenho passivo de suas

edificações.

2

As principais características térmicas relativas às vedações opacas que devem ser

consideradas na elaboração do projeto com relação ao desempenho térmico são: a

transmitância e a capacidade térmica das vedações. A escolha e utilização do

sistema construtivo dependerão de fatores como: i) condições climáticas da região:

umidade relativa, temperatura do ar, radiação solar e velocidade do vento; ii) da

localização e posicionamento da edificação: latitude, longitude e orientação solar; iii)

uso da edificação; e por fim, iv) das propriedades termo-físicas dos materiais a

serem utilizados (PIETROBON, LAMBERTS e PEREIRA, 2001). Diferentes

composições de sistemas construtivos podem resultar em desempenhos térmicos

com elevadas discrepâncias em relação a outros sistemas com composições

semelhantes, quando utilizados sob uma determinada condição. Ou ainda,

elementos com mesma transmitância térmica, podem ter diferentes desempenhos

térmicos caso tenham diferentes capacidades térmicas em um clima sob condições

variáveis (TSILINGIRIS, 2006).

Os elementos construtivos que influenciam no desempenho térmico de uma

edificação são: os fechamentos horizontais (coberturas/piso) e verticais (paredes e

janelas). O desempenho térmico de habitações térreas ou até assobradadas,

geralmente, sofre influência muito maior das coberturas do que das paredes de uma

edificação, sendo o principal fator, a radiação solar que incide durante grande

período do dia sobre a cobertura. O ponto frágil dos fechamentos verticais são as

janelas, uma ponte térmica por onde há grande ganho ou perda de calor do

ambiente.

Os sistemas construtivos convencionais ainda são os mais utilizados na construção

civil. Há certa resistência popular para utilização de sistemas mais inovadores,

mesmo tratando-se de construções a seco que são muito utilizadas em outros

países. No Brasil, o predomínio na execução das paredes é dos blocos de concreto

e cerâmico; nas coberturas, das telhas cerâmicas e de fibrocimento. Contudo, ainda

há um grande desconhecimento pelo mercado do desempenho térmico desses

sistemas.

3

Em alguns casos, a solução para obtenção de melhor desempenho térmico pode ser

com a utilização de isolantes térmicos. Os isolantes térmicos atuam na diminuição

de pelo menos uma das formas de transmissão de calor: condução (resistivos) ou

radiação (radiantes). Quando a utilização do isolante for indicada, sua eficácia

dependerá de vários fatores: tipo; posicionamento em relação ao elemento

construtivo; espessura ótima; dentre outros. Mas a utilização do isolante nem

sempre é o mais recomendado, em muitos casos, para se obter o desempenho

térmico desejável necessita-se usar a inércia térmica ao invés do isolamento

térmico.

O projetista que buscar apoio na normalização técnica nacional encontrará a NBR

15220/2005, que mesmo tendo o nome de “Desempenho térmico de edificações”,

não é uma norma de avaliação de desempenho. Trata-se apenas de diretrizes para

o desenvolvimento de projeto de desempenho térmico. Ela apresenta procedimentos

para cálculo de: resistência térmica; transmitância térmica; capacidade térmica;

atraso térmico e fator solar. Divide as diversas regiões do país em zonas

bioclimáticas e sugere para cada uma delas valores de: tamanho de abertura para

ventilação; transmitância térmica; atraso térmico e fator solar, a serem considerados

em um projeto.

A única norma de avaliação de desempenho térmico para edificações em vigor no

país é a NBR 15575/2008. Ela considera diferentes aspectos de desempenho,

como: estrutural; segurança contra incêndio; segurança no uso e na operação;

estanqueidade; térmico; acústico; lumínico; durabilidade e manutenabilidade; saúde,

higiene e qualidade do ar; funcionalidade e acessibilidade; conforto tátil e

antropodinâmico; e, adequação ambiental. A parte térmica é considerada nas partes

1; 4 e 5, onde são estabelecidos valores a serem atingidos pelos sistemas

construtivos que serão analisados por pelo menos um dos métodos estabelecidos:

simplificado, simulação ou medição.

4

1.1. OBJETIVOS 1.1.1. Objetivo Geral Avaliar o desempenho térmico de sistemas construtivos convencionais em

alvenarias e coberturas quando utilizados em habitações na região climática de São

Paulo.

1.1.2. Objetivos específicos

• comparar o desempenho térmico de sistemas construtivos convencionais

de alvenarias e coberturas;

• analisar os efeitos da inércia térmica das paredes;

• analisar os efeitos da isolação térmica em coberturas;

• verificar a influência da implantação da edificação (orientação solar);

• avaliar a importância da escolha das cores dos elementos de fechamento

vertical (paredes);

• confrontar os resultados dos métodos: simplificado e detalhado (NBR

15575/2008) e diretrizes da NBR 15220/2005.

1.2. OBJETO DE ESTUDO Neste estudo será considerada uma edificação residencial típica, sem climatização

ativa, com 2 pavimentos, na cidade de São Paulo-SP, região de atuação profissional

do autor.

Os sistemas construtivos a serem avaliados são de grande difusão no mercado

tradicional da construção. As paredes são compostas por blocos de concreto

estrutural ou de vedação (14 e 19cm); tijolos cerâmicos furados (11,5 e 14cm);

paredes com tijolos maciços (10 e 20cm). As coberturas utilizam telhas de

fibrocimento, cerâmicas ou laje impermeabilizada, compostas ou não por forro.

5

1.3. JUSTIFICATIVA Os sistemas tradicionais de alvenarias e coberturas são amplamente difundidos e

utilizados tanto pela população, como pelos projetistas em geral, para construção de

edificações residenciais. Em sua grande maioria elas são executadas com

alvenarias de blocos cerâmicos ou de concreto e coberturas compostas por telhas

cerâmicas, fibrocimento ou laje impermeabilizada. O percentual de diversificação na

tipologia construtiva nesse segmento de construção é pequeno.

Por estar na cultura popular, às vezes, estudos mais aprofundados desses materiais

são relegados a um segundo plano, sendo mais enfatizados os estudos de sistemas

mais inovadores. A escolha do tipo de material a compor tais elementos construtivos,

muitas vezes é feita pelo aspecto financeiro e pela sua “resistência” mecânica,

sendo deixados de lado aspectos importantes como o desempenho térmico e

acústico.

Esses aspectos de desempenho que não são considerados, em parte, são devidos à

falta de informações disponíveis desses componentes. Dessa forma, pretende-se

neste estudo fornecer mais informações desses elementos construtivos tradicionais

no que concerne o desempenho térmico.

O clima da cidade de São Paulo foi escolhido pelo fato de ser a região de trabalho

do autor. O projeto arquitetônico utilizado deve-se ao fato da grande demanda desse

tipo de edificação. Edificação uni-familiar compacta, sem climatização ativa,

assobradada, com 3 dormitórios e que pode ser inserida nos pequenos e escassos

terrenos disponíveis na cidade de São Paulo.

6

1.4. ESTRUTURA DO TRABALHO O estudo foi dividido em 7 capítulos. No capítulo 01, o tema do estudo é

contextualizado com aspectos relativos à importância do desempenho térmico das

edificações; fatores que influenciam o comportamento térmico e a norma brasileira

de desempenho.

No capitulo 02, são apresentadas algumas influências que as decisões de projeto

causam no comportamento da edificação. Fatores que se referem à geometria da

edificação; orientação solar das aberturas; escolha dos elementos construtivos da

envoltória; dentre outros.

Aspectos de conforto térmico e diretrizes de projeto bioclimático são abordados no

capítulo 03. As diretrizes apresentadas são: carta bioclimática de Givoni e as

diretrizes da NBR 15220/2005.

Uma discussão sobre os métodos de avaliação é apresentada no capítulo 04. A

avaliação por prescrição é exemplificada com o Caderno de orientações de

empreendimentos - COE da CAIXA (SP). Na avaliação por desempenho, são citados

os métodos: Metodologia para determinação de horas anuais de desconforto de

Barbosa e Lamberts (2002) e a NBR 15575/2008.

O capítulo 05 engloba o método de trabalho e foi dividido em duas partes: dados

para o estudo; aplicação do método. Nos dados dos estudos são apresentados os

elementos construtivos, o projeto típico utilizado e o clima da região a ser analisada.

Na aplicação do método são apresentados os requisitos e critérios segundo a NBR

15575/2008: Procedimento 01 (Simplificado) e Procedimento 02 (Simulação).

No capítulo 6, os resultados são analisados segundo a NBR 15575/2008. Apresenta-

se, também, um comparativo dos resultados entre a NBR 15575/2008:

procedimentos 1 e 2 com a NBR 15220/2005.

Para finalizar, no capítulo 07 são apresentadas as conclusões, análise crítica do

estudo realizado e sugestões para continuidade do trabalho.

7

2. INFLUÊNCIAS DE DECISÕES DE PROJETO NO COMPORTAMENTO TÉRMICO DA EDIFICAÇÃO

O projeto de uma edificação, quando bem trabalhado o desempenho térmico,

considera: os fatores climáticos da região, a orientação solar, o uso da edificação, o

emprego de materiais de construção adequados tecnicamente e não apenas

aspectos financeiros. Tal procedimento resulta em edificações com melhor

comportamento térmico e menor utilização de energia para climatização. Essas

considerações são foco da denominada arquitetura bioclimática.

“Construções que aproveitam os recursos naturais e favorecem o conforto

térmico de seus ocupantes com menos consumo de energia, constituem a

denominada arquitetura bioclimática, onde, para a otimização das condições

ideais, são utilizados os próprios elementos arquitetônicos e tecnologias

construtivas.” (LAMBERTS et al, 1997 apud FERREIRA, 2007, p.27).

Apesar da diversidade climática brasileira, em grande parte do território nacional é

possível obter-se condições de conforto térmico satisfatórias durante boa parte do

ano, utilizando-se apenas de projetos adequados, sem a necessidade da utilização

de condicionamento artificial ou de insumos energéticos (DUMKE, 2002 apud

FERREIRA, 2007).

No estudo de desempenho térmico de sistemas construtivos de uma edificação, as

condições de exposição ao clima e sua posição geográfica são determinadas e não

sofrem alteração com a escolha do sistema construtivo. No entanto, a geometria da

edificação, mais especificamente a orientação das aberturas das vedações verticais,

e as características térmicas dos elementos são de grande relevância.

As janelas (aberturas e áreas envidraçadas) impactam fortemente no

comportamento térmico de uma edificação. O tamanho, orientação e sombreamento

das janelas influem na incidência de radiação solar direta no interior do ambiente. O

tamanho da janela impacta na entrada da radiação solar na edificação e na

ventilação.

8

A maior ou menor entrada de radiação solar para o interior do ambiente é função do

sombreamento ou orientação solar das janelas. Janelas com maior incidência de

radiação solar resultarão em ambientes com temperatura do ar interno maior do que

outros com menor incidência de radiação solar. Sob mesmas condições construtivas,

ambientes com janelas orientadas para o oeste apresentarão temperaturas do ar

interior mais elevadas do que ambientes com janelas voltadas para outras

orientações. As orientadas para o sul são as mais desfavoráveis em termos de

incidência da radiação solar direta.

Faria, Umetsu e Frota (2003) em um estudo na cidade de São Paulo concluíram que

a orientação dos ambientes e das aberturas, geralmente, é mais importante e

decisiva para um projeto eficiente do que a utilização de medidas corretivas como a

utilização de isolantes térmicos. Fato esse não verdadeiro, pois se a cobertura tiver

elevada transmitância térmica (não isolada), a radiação solar que não entra pela

janela, entrará pela cobertura com maior intensidade.

A absorção da radiação solar da face externa dos elementos de vedação é outro

fator determinante no comportamento térmico da edificação. As superfícies da

envoltória influem na absorção da radiação solar tanto pela cor quanto pela

rugosidade. Cores mais claras e superfícies com baixas rugosidades superficiais

tendem a absorver menos radiação solar. Quanto menor a absorção da radiação

solar, mais baixa a temperatura ambiente interna.

9

2.1. Aspectos Construtivos de Vedações Verticais Uma característica importante no comportamento térmico da edificação é a inércia

térmica. Ela é importante em regiões de clima seco e quente com elevadas

variações de temperatura dia-noite (AL-HOMOUD, 2005). Em estudo realizado por

Givoni (1979), regiões quentes onde a temperatura noturna de verão fica abaixo da

faixa de conforto é possível armazenar a “refrigeração” do ar noturno na estrutura da

edificação. Com essa “refrigeração” armazenada na estrutura é possível utilizá-la

para manter a temperatura interna da edificação, durante o dia, dentro da faixa de

conforto, desde que a edificação não seja ventilada com ar externo durante as horas

do dia. Da mesma forma, no Brasil a utilização da inércia térmica é de grande

relevância, exemplifica-se:

• regiões com climas predominantemente mais frios, no inverno (ex: região sul)

- a inércia é utilizada para absorver a radiação solar durante o dia para liberar

esse calor à noite quando a temperatura é mais baixa;

• regiões com clima quente e seco (ex: regiões de caatinga) - a inércia reduz a

amplitude térmica ao longo do dia.

Algumas características relacionadas à inércia térmica são: capacidade térmica (C);

massa térmica; amortecimento térmico e atraso térmico (φ). A inércia térmica está

relacionada com a massa térmica do elemento construtivo, quanto mais pesado for o

elemento, maior sua inércia térmica. Uma classificação sugerida para ambientes

com relação à massa de sua envoltória por área de piso (AKUTSU e VITTORINO,

1991):

• leve: < 150 kg/m2(piso)

• média: entre 150 kg/m2(piso) e 450 kg/m2

(piso)

• pesada: > 450 kg/m2(piso)

A capacidade térmica de um elemento de vedação está diretamente relacionada à

inércia térmica, quanto maior for a capacidade térmica, maior será a inércia. Ela

serve para quantificar a inércia térmica.

10

∑=

=n

iiiiTa ceC

1.. ρ (1)

onde:

• ei espessura [m]

• ci calor específico [kJ/kg.K]

• ρi densidade [kg/m3]

Amortecimento térmico (μ) – “capacidade do fechamento de reduzir a amplitude das

variações térmicas, sendo obtido por meio da razão entre amplitude superior interna

e amplitude superior externa” (MORAIS; RORIZ, 2005). Quanto maior for a inércia

térmica, maior será o amortecimento térmico.

μ=ωs / θs (2)

onde:

• ωs amplitude térmica da temperatura superficial interna do

fechamento

• θs amplitude da temperatura do ambiente exterior

Atraso térmico - “tempo transcorrido entre uma variação térmica em um meio e sua

manifestação na superfície oposta de um componente construtivo submetido a um

regime periódico de transmissão de calor” (NBR15220/2005 - Parte 1). Quanto maior

a inércia térmica, maior o atraso térmico e menor o pico de calor do ambiente interno

em relação ao externo.

Para entender o efeito da massa térmica: o elemento construtivo ao ser incidido pela

radiação solar se aquece, quanto mais massa tiver para ser aquecida, mais ele

armazenará esse calor antes de transmiti-lo. Entre esse elemento começar a

absorver o calor, aquecer sua massa e liberá-lo, decorre um tempo. Isto faz com que

do calor armazenado, só parte dele vai para o interior, a outra parte vai para o

exterior (vento). Assim, quanto mais massa o elemento construtivo tiver, maior a

diferença entre a máxima temperatura do ar interno e a máxima temperatura do ar

exterior.

11

No que se refere ao atraso térmico, cada tipo de elemento de fechamento deve ser

analisado separadamente, assim como cada orientação solar de paredes. O atraso

térmico deverá ser determinado tanto pela orientação solar quanto pelo período de

utilização do ambiente interno.

Um quarto voltado para o oeste, não precisa ter um atraso térmico muito grande,

assim o pico de temperatura não será muito distante do por do sol. Uma sala de aula

utilizada somente durante o período da manhã, com a face voltada para o leste,

deve ter uma elevada inércia térmica, pois dessa forma, o pico de calor no interior do

ambiente se dará após a utilização da mesma.

Qualitativamente, pode-se dizer que as coberturas terão um melhor desempenho

térmico quando apresentarem características extremas de massa ou isolamento. No

entanto, como a utilização da massa em cobertura é muito onerosa, não se torna

viável, sendo utilizado no lugar da massa, o isolamento térmico (AL-HOMOUD,

2005). A utilização de elevada massa térmica tem dois aspectos distintos: o custo é

expressivo, não sendo viável financeiramente; por outro lado, a massa térmica

absorve o calor exterior evitando que seja transmitido diretamente ao interior da

edificação (aumentando o atraso e amortecimento térmico).

Estando essa cobertura isolada, evitará que o calor entre no ambiente (situação que

ocorre durante todo o dia). O custo para utilização de um isolamento adequado nas

coberturas é menor do que o custo para utilização de elevada massa térmica. Assim,

pode-se obter um desempenho térmico satisfatório com a utilização dos isolantes na

cobertura.

Em climas temperados, com fluxo de calor em regime permanente, as paredes são

analisadas em função apenas da transmitância térmica. Em climas tropicais, com

fluxo de calor em regime transiente, as paredes são analisadas em função da

capacidade térmica e da transmitância térmica.

12

As coberturas, também, poderiam ser analisadas em função da sua capacidade

térmica, mas conforme exposto anteriormente, a massa térmica em cobertura se

tornaria muito onerosa. Como pode-se conseguir um bom desempenho térmico com

alto isolamento, representando também a facilidade construtiva desse sistema, esta

característica é privilegiada em projeto e nas avaliações. Assim, as coberturas são

analisadas em função da transmitância térmica.

2.2. Elementos Construtivos da Envoltória da Edificação Em épocas não muito distantes, o número de produtos utilizados na construção de

edifícios habitacionais era reduzido. O comportamento desses materiais era bem

conhecido pelos projetistas e construtores, resumia-se na chamada arte de bem

construir. Após a 2a Guerra Mundial, a necessidade de rápida construção das

edificações para atender as construções destruídas, impulsionaram a busca de

novos materiais, técnicas e sistemas construtivos. Tornando cada vez mais difícil

dominar o conhecimento do comportamento desses novos materiais (MITIDIERI,

1998).

A envoltória é a “pele” da edificação, a camada extrema e de proteção, por onde se

dá o contato com o meio externo. Ela é dividida, basicamente, em fechamentos

horizontais e verticais. Os principais elementos horizontais da edificação são a

cobertura, laje e o piso; e os verticais, as paredes e janelas.

2.2.1. Paredes No mercado brasileiro há uma diversidade de tipologias de blocos para alvenarias

empregados na construção civil. Exemplos:

• bloco cerâmico vazado (tijolo furado);

• bloco de concreto;

• bloco de gesso;

• tijolo cerâmico maciço (tijolo de barro);

• bloco de concreto celular;

• tijolo de solo cimento.

13

As tipologias mais utilizadas em construções residenciais convencionais são os

blocos de concreto, tijolos cerâmicos furados e tijolos cerâmicos maciço.

Os blocos e tijolos podem ser classificados em função de sua área útil (ABCI, 1990).

• vazado seção transversal útil < 70% seção transversal bruta

• perfurado seção transversal útil entre 70% e <100% da seção

transversal bruta

• maciço seção transversal útil = seção transversal bruta

Blocos cerâmicos / tijolos cerâmicos – ambos são obtidos a partir da queima da

argila. Os blocos cerâmicos podem ser classificados em dois tipos: vedação e

estrutural. Os blocos de vedação e tijolos cerâmicos são aqueles que não têm a

função de resistir a esforços verticais além de seu próprio peso (ABNT, NBR 15270-

1/2005, p.2). Os blocos estruturais além de resistir aos esforços do próprio peso,

devem resistir a esforços oriundos de outros elementos e pavimentos.

- Blocos cerâmicos de vedação – as dimensões dos blocos cerâmicos de

vedação (figura 01) segundo ABNT (NBR 15270-1/2005) são:

Largura (L) (cm): 9 / 11,5 / 14 / 19 / 24 (excepcionalmente serão

aceitos blocos com 6,5cm (largura) x 19cm (altura)

somente em função secundária como “shaft” e

pequenos enchimentos.

Altura (H) (cm): 9 / 11,5 / 14 / 19 / 24

Comprimento (C) (cm): 19 / 24 / 29 / 39 (bloco principal)

9 / 11,5 / 14 / 19 (1/2 bloco)

Bloco cerâmico de vedação com furos na

horizontal Bloco cerâmico de vedação com furos na

vertical Figura 1. Tipo e número de furos dos blocos cerâmicos Fonte: ABNT, NBR 15270-1/2005

14

Espessura dos septos e paredes externas dos blocos de vedação – as

paredes dos septos deverão ter no mínimo 6mm de espessura e as paredes

externas no mínimo 7mm (figura 02).

Figura 2. Espessura das paredes dos blocos cerâmicos de vedação Fonte: ABNT, NBR 15270-1/2005

- Blocos cerâmicos estruturais – as dimensões dos blocos cerâmicos

estruturais (figura 03) segundo ABNT (NBR 15270-2/2005) são:

Largura (L) (cm): 11,5 / 14 / 19

Altura (H) (cm): 11,5 / 19

Comprimento (C) (cm): 24 / 29 / 39 (bloco principal)

11,5 / 14 / 19 (1/2 bloco)

Bloco cerâmico estrutural de paredes vazadas

Bloco cerâmico estrutural com paredes maciças

Bloco cerâmico estrutural perfurado

Figura 3. Tipos de blocos cerâmicos estruturais Fonte: ABNT, NBR 15270-2/2005

Espessura dos septos e paredes externas dos blocos cerâmicos estruturais

de paredes vazadas – as paredes dos septos deverão ter no mínimo 7mm de

espessura e as paredes externas no mínimo 8mm (figura 04).

15

Figura 4. Espessura das paredes dos blocos cerâmicos estruturais de paredes vazadas Fonte: ABNT, NBR 15270-2/2005

Espessura dos septos e paredes externas dos blocos cerâmicos estruturais

vazados com paredes maciças – as paredes dos septos deverão ter no

mínimo 8mm de espessura; as paredes externas no mínimo 20mm e a

espessura total de vazados nas paredes internas no mínimo de 30mm (figura

05).

Figura 5. Espessura das paredes dos blocos cerâmicos estruturais vazados com paredes maciças Fonte: ABNT, NBR 15270-2/2005

Blocos de concreto – são compostos por: cimento Portland e agregados (areia,

brita, etc). Os materiais são misturados e prensando dentro de formas na

consistência seca. Os blocos de concreto são classificados em 4 classes:

Classe A com função estrutural, para o uso em acima ou abaixo no

nível do solo (fbk ≥ 6,0MPa)

Classe B com função estrutural, para o uso em acima no nível do

solo (fbk ≥ 4,0MPa)

Classe C com função estrutural, para o uso em acima no nível do

solo (fbk ≥ 3,0MPa)

Classe D sem função estrutural, para o uso acima no nível do solo

16

- Blocos de concreto com função estrutural – os blocos com função

estrutural compreendem os blocos das classes A, B e C. Suas dimensões

reais (quadro 01) podem ser:

MÓDULO M-20 M-15 M-12,5 M-10

Largura (mm) 190 140 115 90 Altura (mm) 190 190 190 190

Comprimento (mm) – Inteiro 390 290 / 390 240 / 365 / 390 190 / 290 / 390 Comprimento (mm) – ½

bloco 190 140 / 190 115 / 190 90 / 190

Quadro 1. Dimensões de blocos de concreto com função estrutural Fonte: ABNT (NBR 6136/2006)

Os blocos de concreto com função estrutural deverão ter as seguintes espessuras

mínimas das paredes (quadro 02).

CLASSE DESIGNAÇÃO PAREDES

LONGITUDINAIS (mm)

PAREDES TRANSVERSAIS

PAREDES1 (mm)

ESPESSURAS2 EQUIVALENTES

(mm/m)

A M-15 25 25 188 M-20 32 25 188

B M-15 25 25 188 M-20 32 25 188

C

M-10 18 18 135 M-12,5 18 18 135 M-15 18 18 135 M-20 18 18 135

1 Média das medidas das paredes tomadas no ponto mais estreito. 2 Soma das espessuras de todas as paredes transversais aos blocos (em milímetros), dividida pelo comprimento nominal do bloco (em metros). Quadro 2. Designação por classe, largura dos blocos e espessura mínima das paredes dos blocos com função estrutural Fonte: NBR 6136/2006

17

- Blocos de concreto sem função estrutural – os blocos sem função

estrutural compreendem os blocos da classe D e as dimensões reais (quadro

03) desses blocos podem ser:

MÓDULO M-20 M-15 M-12,5 M-10 M-7,5

Largura (mm) 190 140 115 90 95 Altura (mm) 190 190 190 190 190

Comprimento (mm) – Inteiro 390 290 / 390 240 / 365 / 390 190 / 290 / 390 390

Comprimento (mm) – ½ bloco 190 140 / 190 115 / 190 90 / 190 190

Quadro 3. Dimensões de blocos de concreto sem função estrutural Fonte: ABNT (NBR 6136/2006)

Os blocos de concreto sem função estrutural deverão ter as seguintes espessuras

mínimas das paredes (quadro 04).

CLASSE DESIGNAÇÃO PAREDES

LONGITUDINAIS (mm)

PAREDES TRANSVERSAIS

PAREDES1 (mm)

ESPESSURAS2 EQUIVALENTES

(mm/m)

D

M-7,5 15 15 113 M-10 15 15 113

M-12,5 15 15 113 M-15 15 15 113 M-20 15 15 113

1 Média das medidas das paredes tomadas no ponto mais estreito. 2 Soma das espessuras de todas as paredes transversais aos blocos (em milímetros), dividida pelo comprimento nominal do bloco (em metros). Quadro 4. Designação por classe, largura dos blocos e espessura mínima das paredes dos blocos sem função estrutural Fonte: ABNT (NBR 6136/2006)

Levando-se em consideração o material com o qual o bloco é fabricado, os dois

principais tipos de blocos utilizados em alvenarias são: de concreto e cerâmico. A

escolha na utilização entre um tipo ou o outro pode ser atribuída a algum dos

fatores: disponibilidade do material na região; cultura do uso local e custo.

Raramente, o item comportamento térmico é levado em conta.

18

Os blocos de vedação são os mais utilizados nas construções. Servem como

fechamento para as estruturas das edificações, sejam elas de concreto, metálica ou

outra. Por outro lado, os blocos estruturais são utilizados em algumas edificações

substituindo a superestrutura. Nos locais onde são aplicados os blocos estruturais

não são empregados os elementos estruturais convencionais: vigas e pilares. 2.2.2. Coberturas Sob o ponto de vista de desempenho térmico, dentre os fechamentos horizontais

mais relevantes na envoltória das edificações, as coberturas são as mais

importantes, pois estão expostas praticamente durante todo o dia à radiação solar.

As coberturas das edificações podem ser compostas pela combinação entre:

telhado, laje e forro.

Vários tipos de lajes são utilizados nas edificações, dentre elas, as mais utilizadas

nas habitações residenciais são:

- laje maciça moldada no local

- lajes mistas

• Laje maciça moldadas no local - lajes moldadas por meio de forma onde o

concreto é lançado e permanece até sua cura. São compostas somente por aço e

concreto. São menos utilizadas em residência do que as lajes mistas, principalmente

pelo custo dos materiais e mão de obra para execução.

• Laje mista - Existem vários tipos de lajes mistas, a mais conhecida é a

formada por vigotas pré-moldadas intercaladas com elementos de enchimento

podendo ser lajotas cerâmicas furadas, EPS, dentre outros. Sobre as vigotas e os

enchimentos é executado um capeamento de concreto.

Outro tipo de laje mista é a laje treliçada, tem a mesma característica da laje mista

com vigotas, entretanto, no lugar das vigotas são utilizados elementos pré-moldados

com treliças metálicas semi-embutidas.

19

• Telhas

Diversos são os tipos de telhas no mercado, alguns exemplos estão relacionados a

seguir:

- telhas cerâmicas – plan, romana, colonial, portuguesa, francesa;

- telhas de concreto;

- telhas de fibrocimento – onduladas (4; 5; 6 e 8mm) e estruturais (6 e 8mm);

- telhas metálicas – aço zincado; alumínio;

- telhas asfálticas;

- telhas de plástico;

- telhas de vidro – plan, romana, colonial, portuguesa, francesa;

- telhas sanduíches – com enchimento de EPS; poliuretano; lã de rocha;

- coberturas em vidro;

- coberturas em policarbonato.

Entretanto, para as coberturas de edificações residenciais, as telhas mais

comumente usadas são as telhas cerâmicas, de concreto ou de fibrocimento.

• Telhas cerâmicas – possuem tamanhos e formatos variados, seguindo

diversas tipologias (figura 06 e quadro 05). São formadas a partir de argilas que são

extrudadas ou prensadas e, posteriormente, queimadas. A colocação é executada

por encaixe nas telhas sobre estrutura constituída, geralmente, por madeira. Devido

às dimensões reduzidas em relação a outros tipos de telhas, geralmente, devem

possuir uma inclinação mínima de 30% (variando dependendo do tipo de telha), para

evitar o refluxo de água da chuva sob a ação do vento.

Francesa Romana Colonial Paulista Plan

Figura 6. Tipos de telhas cerâmicas Fonte: ABNT, NBR 15310/2005

20

Tipo de Telha Largura (mm) Comprimento (mm) Espessura (mm)Francesa 240 400 14 Romana 220 / 240 400 13

Colonial (capa e canal) 140 / 180 460 13 Paulista (capa) 120 / 160 460 11 Paulista (canal) 140 / 180 450 13

Plan (capa) 120 / 160 460 13 Plan (canal) 140 / 180 460 13

Quadro 5. Tipos e dimensões de telhas cerâmicas Fonte: ABNT (NBR 15310/2005)

• Telhas de fibrocimento – são telhas compostas por cimento e fibras com a

função de aumentar a resistência à flexão. Podem ser do tipo ondulada ou estrutural.

As telhas estruturais vencem maiores vãos necessitando de menor estrutura de

apoio.

Cimento-amianto – as telhas de fibrocimento mais utilizadas são as telhas

compostas por cimento e fibras de amianto. As telhas onduladas possuem

espessura de 4; 6 ou 8mm e as telhas estruturais, espessura de 8mm.

As coberturas poderão ser compostas de uma forma genérica entre combinações

dos seguintes elementos: laje, telhado e forro. Quando consideradas sem telhado e

sob mesmo carregamento estrutural, as lajes mistas apresentam um isolamento

térmico melhor do que das lajes maciças. Visto que seus elementos constituintes:

lajotas cerâmicas ou blocos de EPS possuem resistência térmica maior do que as

lajes maciças.

2.2.3. Isolantes Térmicos Os isolantes térmicos são materiais ou produtos utilizados com a finalidade de

fornecer resistência à transferência de calor. Tradicionalmente os chamados

isolantes térmicos eram os isolantes resistivos, os que reduzem o fluxo de calor por

condução. Mas há outros tipos de isolantes, os que absorvem pouca energia solar,

como pinturas que têm baixa emissividade (VITTORINO, SATO e AKUTSU, 2003).

21

Nas edificações residenciais, esses dois tipos de isolantes são utilizados: resistivos e

refletivos. Os resistivos são utilizados em paredes e coberturas, enquanto que, os

refletivos são mais utilizados em coberturas. Neste trabalho, serão abordados

apenas os isolantes resistivos, não sendo abordados os refletivos.

A principal propriedade dos isolantes resistivos é a baixa condutividade térmica,

devido às “células” de ar confinado no interior do material. Geralmente, um material

com maior quantidade de ar incorporado tem uma menor condutividade térmica do

que um material idêntico, porém, com menor quantidade de ar incorporado. A

densidade do primeiro composto será menor do que a do segundo.

Al-Homoud (2005) cita que os isolantes que possuem ar em sua composição não

possuem resistência térmica maior do que a resistência térmica do ar, pois são

compostos por ar e outro material sólido. Contudo, isolantes compostos por

espumas como poliuretano e poliestireno podem ter resistências térmicas maiores

do que o ar, pois contém gás fluorcarbono ao invés de ar em suas células (quadro

06). Hoje essas espumas utilizam CO2 e metano, pois está proibido o uso do gás

fluorcarbono.

MATERIAL DENSIDADE (kg/m3) CONDUTIVIDADE TÉRMICA A 24ºC (W/m.K)

Espuma rígida de PU* 32 0,017

Ar 1,2 0,026 Poliestireno expandido 16 0,035

Lã-de-vidro 65-160 0,037 Lã-de-rocha 100-300 0,046

Cortiça 220 0,049 Madeira (pinho

branco) 350-500 0,112

* expandida com CFC Obs.: Adaptação do original.

Quadro 6. Propriedades térmicas de materiais isolantes Fonte: Vilar (2009)

22

Em simulação realizada por Akutsu e Vittorino (1990), o efeito da isolação térmica

em coberturas resultou em redução dos valores máximos diários e aumento dos

valores mínimos diários da temperatura do ar interior. Aumentando-se a resistência

térmica do isolante, não resultou em grandes variações nos valores máximos e

mínimos da temperatura do ar interior na mesma proporção em que houve o

aumento da resistência térmica do isolante, indicando que esse efeito isolante tende

a um valor limite.

Quanto ao posicionamento do isolante, o estudo indica que na edificação pesada

simulada, a colocação do isolante na face externa da parede resultou em redução da

temperatura do ar interior no verão e elevação no inverno; e, quando colocado na

face interna, tanto no verão quanto no inverno, houve elevação da temperatura do ar

interior. A isolação de todas as paredes, no inverno, não ocasionou melhorias

significativas em relação ao modelo com isolamento somente nas paredes expostas,

entretanto, no verão, se posicionados na face interna, resultou em uma elevação de

temperaturas máximas diárias. A instalação do isolante na face interior da parede

provoca uma maior amplitude da temperatura do ar interno em relação à parede sem

isolamento. Isso deve-se ao fato de que o isolante impede o armazenamento do

calor pela massa da parede.

Combinando-se o isolamento da cobertura com o isolamento das paredes, em

edificações leves resultou, tanto no inverno quanto no verão, em maiores

temperaturas mínimas diárias e menores temperaturas máximas diárias. Em

edificações pesadas, tanto no inverno quanto no verão, as temperaturas mínimas e

máximas diárias aumentaram, resultando no verão em condições de conforto térmico

inferiores às edificações sem isolamento térmico. Esse desconforto, entretanto, pode

ser resolvido com a utilização de ventilação e sombreamento das janelas.

A instalação do isolante resistivo deve ser próximo à fonte do calor. Onde há

predomínio do inverno, instalado pelo lado de dentro; onde há predomínio do verão,

instalado pela parte de fora (AKUTSU e VITTORINO, 1990; AL-HOMOUD, 2005).

Mas, por praticidade, geralmente são instalados em ambos os casos pelo lado de

dentro.

23

2.2.4. Propriedades Térmicas dos Materiais Empregados em Sistemas Construtivos Convencionais

Os materiais convencionais utilizados na construção civil possuem calor específico

com a mesma ordem de grandeza. Sendo C=f(e; c; ρ); a espessura e densidade do

material serão os maiores responsáveis pela inércia do componente. A seguir são

apresentadas algumas propriedades térmicas de materiais utilizados nesse estudo

(quadro 07).

MATERIAL λ [W/(m.K)] c [kJ/(kg.K)] ρ [kg/m3] Tijolo cerâmico 0,80 0,84 1800 Bloco de concreto 1,50 0,84 2200 Concreto 1,75 1,00 2500 EPS 0,04 1,42 25 Telha cerâmica 0,80 0,84 1800 Telha fibrocimento 0,65 0,84 1700 Quadro 7. Propriedades térmicas de materiais de construção Fonte: NBR 15220/2005 - Parte 2

O concreto usado em blocos possui densidade aproximadamente 20% superior que

a cerâmica usada em tijolos, além de suas paredes serem mais espessas do que a

do tijolo cerâmico vazado. Assim, a alvenaria com bloco de concreto possui uma

inércia térmica maior do que a alvenaria com tijolo cerâmico de mesma espessura.

Se por um lado o bloco de concreto apresenta uma maior inércia térmica, o tijolo

cerâmico apresenta um maior isolamento térmico. A condutividade térmica da

argamassa constituinte do bloco de concreto [1,50 W/(m.K)] é duas vezes maior do

que da condutividade da argila componente do bloco cerâmico [0,80 W/(m.K)]. Como

a resistência térmica é uma função direta da espessura do material e inversamente

proporcional à condutividade térmica, se os blocos tivessem a mesma configuração

geométrica, simplesmente por esse fato, os de concreto já teriam uma transmitância

térmica maior do que os cerâmicos.

24

Tratando-se de coberturas, os principais componentes dos telhados comuns são as

telhas. As telhas de fibrocimento possuem condutividade térmica aproximadamente

20% inferior à condutividade térmica das telhas cerâmicas: 0,65W/(m.K) e

0,80W/(m.K), respectivamente. As pequenas espessuras dessas telhas cerâmicas

ou fibrocimento, normalmente, não superiores a 15mm, resultam em diferenças de

transmitâncias térmicas entre elas não muito significativas. O comportamento de

uma telha comum sofrerá muito mais influência da absortância solar do que de sua

resistência térmica.

Em função de tudo o que foi apresentado, observa-se que há várias alternativas à

disposição, considerando vários tipos de isolamentos, alvenarias e coberturas. Deste

universo disponível serão escolhidas algumas combinações que serão analisadas

em capítulos a seguir.

25

3. ASPECTOS DE CONFORTO TÉRMICO E AS DIRETRIZES DE PROJETO BIOCLIMÁTICO

A NBR 15220/2005 - Parte 1 define conforto térmico como “satisfação

psicofisiológica de um indivíduo com as condições térmicas do ambiente”. O conforto

térmico pode ser analisado sob condições internas de uma edificação ou sob

condições do ambiente exterior. No estudo de desempenho térmico de edificações,

segundo NBR 15575/2008, o que interessa é a temperatura do ar interior, parâmetro

totalmente relacionado com o conforto térmico no interior da edificação.

Para avaliar se um ambiente está confortável termicamente, um método abrangente

é o de Fanger, que considera outros parâmetros além da temperatura do ar, mas

que não foi adotado na normalização brasileira.

Algumas diretrizes auxiliam na elaboração de projeto bioclimático, como: cartas

bioclimáticas de Givoni e NBR 15220/2005. Entretanto, esses métodos nem sempre

conduzem a um ambiente confortável termicamente, pois apenas algumas variáveis

são consideradas nos métodos. Os meios mais eficazes que podem ser utilizados

para elaboração dos projetos são a simulação ou a medição.

3.1. Aspectos de Conforto Térmico Aplicados ao Processo de Avaliação de

Desempenho Térmico A sensação térmica é subjetiva, depende das pessoas, um ambiente pode estar

termicamente confortável para uma pessoa, mas desconfortável para outra (RUAS,

1999). A sensação térmica não é apenas dependente do desempenho térmico dos

elementos construtivos ou da edificação como um todo, ela depende, também, das

experiências pessoais de cada usuário, assim como: raça, idade, sexo,

adaptabilidade ao meio e atividades físicas.

26

Na figura 07 observa-se o nível de aceitabilidade da variação da temperatura

operativa1 interna em função das condições climáticas. A variação de temperatura

de conforto da população de uma determinada região é função da temperatura

média mensal do ar externo. A amplitude pode ser a mesma, mas os valores dos

limites de aceitabilidade são diferentes. Dessa maneira, a população de uma região

com temperaturas médias mais elevadas suporta mais ao calor e é menos tolerante

ao frio.

Figura 7. Aceitabilidade de temperatura - temperatura operativa interna x temperatura média mensal do ar externo para ambientes não climatizados Fonte: ASHRAE apud Vittorino (2006)

O método mais simples de se verificar se um ambiente é confortável termicamente é

perguntar a todos os usuários se estão satisfeitos com a temperatura do ambiente. O

conforto térmico do usuário depende da energia produzida pelo corpo e sua troca

com o ambiente. A energia é produzida pelo corpo segundo uma atividade física. A

quantidade de energia produzida é função da atividade física e do tamanho da

pessoa (RADIANT HEATING AND COOLING HANDBOOK, 2004).

1 Temperatura operativa – temperatura uniforme de um recinto negro imaginário em que o ocupante trocaria a mesma quantidade de calor por radiação e convecção como em seu atual ambiente não uniforme (ISO 7730/2005).

27

Fanger, por meio de estudos em câmaras climatizadas, utilizou-se de equação de

balanço de energia do corpo humano para correlacionar várias variáveis, como:

temperatura do ar, umidade relativa do ar, temperatura radiante média, velocidade

do ar, nível de atividade física e características das vestimentas para estimar seus

efeitos sobre o conforto térmico.

Definiu um critério para avaliar esse grau de desconforto, relacionando as variáveis

que influenciam no conforto térmico com uma escala de sensação térmica definida

pela ASHRAE, a qual chamou de PMV “Predicted Mean Vote” (Voto Médio

Estimado), índice para estimar o conforto térmico subjetivo dos usuários. Ao PMV foi

incorporado o PPD “Predicted Percentage of Dissatisfied” (Porcentagem de Pessoas

Insatisfeitas).

O PMV baseia-se em uma tabela que varia de +3 (muito quente) a -3 (muito frio)

onde os usuários de um ambiente “votam” sua sensação térmica de acordo com

níveis de classificação (quadro 08). Como o próprio nome diz, é uma média

aritmética dos votos obtidos.

Predicted Mean Vote (PMV) +3 +2 +1 0 -1 -2 -3

Condições internas muito quente Quente levemente quente confortável levemente

frio frio muito frio

Quadro 8. Predicted Mean Vote (PMV) Fonte: ASHRAE 55 (Handbook) apud Vittorino (2006)

O PPD torna o entendimento do PMV mais fácil relacionando-o com o percentual de

pessoas insatisfeitas. Quando o PMV=0, apenas 5% das pessoas estão insatisfeitas

com o ambiente; quando o PMV=3, 95% dos ocupantes estão insatisfeitos. Observa-

se que por esse método nunca haverá 100% dos ocupantes satisfeitos (figura 08).

28

Totalmente confortável

Confortável mas observa

que há lugares a

serem aquecidos

Confortável mas observa

que há lugares a

serem resfriados

Levemente desconfortável

devido ao calor

Levemente desconfortável devido ao frio

Muito desconfortável

devido ao calor

Muito desconfortável devido ao frio

Figura 8. Relação entre PPD e PMV Fonte: Corney (2003)

3.2. Diretrizes de Projeto x Avaliação de Desempenho O desempenho térmico de uma edificação deve atender a norma NBR 15575/2008

em pelo menos um dos procedimentos nela indicados. Antes da publicação da NBR

15575/2008, a ABNT indicava as diretrizes da NBR 15220/2005, que possui o nome

“Desempenho Térmico de Edificações” inapropriado por ser apenas de diretrizes

para projetos e não um método de avaliação com critérios.

A seguir, duas diretrizes para elaboração de um projeto de desempenho térmico

serão apresentadas: método de Givoni (cartas bioclimáticas) e NBR 15220/2005

(baseada na aplicação do método de Givoni).

29

3.2.1. Método de Givoni (Cartas Bioclimáticas) As cartas bioclimáticas facilitam a análise das características de uma dada

localidade sob o ponto de vista do conforto humano, utilizando a umidade e

temperatura do ar sobre uma carta psicrométrica. Quando o encontro da entrada dos

dados de umidade e temperatura a serem analisados ficarem acima da zona de

conforto estabelecida na carta bioclimática, há uma sensação térmica de

sobreaquecimento. Quando se situar abaixo da zona de conforto, há uma situação

de sub-aquecimento (Givoni, 1992).

Olgyay foi o primeiro pesquisador a desenvolver uma carta bioclimática, adotando no

eixo das abscissas a umidade e no eixo das ordenadas a temperatura. Considerou-

se o ar parado tanto no inverno quanto no verão (Givoni, 1992).

Essas cartas de Olgyay são estritamente aplicáveis às condições externas. No

entanto, Olgyay considera em suas experiências que as temperaturas internas são

próximas às temperaturas externas. Givoni (1992) ressalta que essa experiência

pode ser devido à região onde morava Olgyay, na região leste dos EUA, onde as

edificações residenciais são leves e naturalmente ventiladas durante o verão.

Givoni (1992) em seus estudos verificou que em edificações não climatizadas, com

grande massa e em regiões áridas, a temperatura interna é diferente da temperatura

externa. Propôs, então, uma nova carta bioclimática representada em uma carta

psicrométrica modificada.

Na carta de Givoni é apresentada a zona de conforto e estratégias de projeto para

se assegurar o conforto interno. Foram desenhadas para edificações sem

condicionamento ativo e desenvolvidas para a localidade onde são construídas. As

estratégias adotadas por Givoni em sua carta são: ventilação diurna; massa térmica

com ou sem ventilação noturna; resfriamento evaporativo direto e resfriamento

evaporativo indireto.

30

Givoni observou ainda que em climas temperados (países desenvolvidos) a zona de

conforto é diferente de regiões quentes (países em desenvolvimento), onde os

limites de tolerância para temperatura são maiores (quadro 09).

Países desenvolvido (clima temperado)

Países em desenvolvimento (clima

quente) Inverno Temperatura entre 18-25oC Temperatura entre 18-25oC Verão Temperatura entre 20-27oC -

Baixa umidade - Temperatura entre 25-29oC Alta umidade - Temperatura entre 25-26oC Alta umidade, com var=2m/s - Temperatura entre 25-32oC

Quadro 9. Temperaturas de conforto para países de clima temperado e clima quente Fonte: Givoni (1992)

Assim, propôs cartas diferenciadas para as duas situações (figura 09). De acordo

com Barbosa (1997) essas cartas devem conter: o comportamento climático do

entorno; estratégias para correção do fator climático com a escolha dos elementos

construtivos adequados; zona de conforto térmico.

Figura 9. Carta bioclimática de Givoni Fonte: Givoni (1992)

31

As cartas bioclimáticas de Givoni são utilizadas para alguns estudos de projeto

arquitetônico para análise de conforto térmico por ser de fácil utilização e difundido

nos cursos de graduação. Elas podem especificar diretrizes para tomadas de

decisões dos elementos construtivos de uma edificação para adequação do conforto

dos usuários. No entanto, seu uso é muito limitado e não conduz a um resultado

satisfatório devido ao restrito número de variáveis consideradas no método.

3.2.2. Diretrizes da NBR 15220/2005 (Desempenho térmico das edificações) Conforme já citado anteriormente, apesar do nome “Desempenho térmico das

edificações”, a NBR 15220/2005 serve apenas como diretriz para elaboração de

projetos de desempenho térmico de edificações. Não é uma norma de avaliação de

desempenho térmico.

A NBR 15220/2005 é dividida em 4 partes:

• 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

princípio da placa quente protegida;

• Parte 5: Medição da resistência térmica e da condutividade térmica pelo

método fluximétrico.

As partes a serem utilizadas nesse trabalho são: 2 e 3. A parte 2 será utilizada para

cálculo de propriedades térmicas de componentes construtivos. A parte 3 para

verificar a classificação da região bioclimática de uma determinada localidade e

analisar os critérios e características que os elementos devem apresentar segundo

essa região bioclimática.

32

Nos anexos A e B, a NBR 15220/2005 estabelece o zoneamento bioclimático

brasileiro (figura 10) e apresenta uma relação de 330 cidades brasileiras e a

metodologia adotada para a determinação do zoneamento.

Figura 10. Zoneamento bioclimático brasileiro Fonte: NBR 15220/2005

As propriedades térmicas que devem atingir um índice mínimo, segundo NBR

15220/2005, são: transmitância térmica, atraso térmico, fator solar e absortância. A

ventilação mesmo não sendo uma propriedade térmica é considerada como um

critério. Esses índices mínimos são função da zona bioclimática em que a edificação

está localizada. As estratégias de condicionamento térmico são definidas sobre

cartas bioclimáticas adaptadas para cada região (figura 11).

33

Figura 11. Carta bioclimática adaptada a partir do trabalho de Givoni Fonte: NBR 15220/2005

As zonas da carta correspondem às seguintes estratégias:

A zona de aquecimento artificial (calefação)

B zona de aquecimento solar da edificação

C zona de massa térmica para aquecimento

D zona de conforto térmico (baixa umidade)

E zona de conforto térmico

F zona de desumidificação (renovação do ar)

G+H zona de resfriamento evaporativo

H+I zona de massa térmica de refrigeração

I+J zona de ventilação

K zona de refrigeração artificial

L zona de umidificação do ar

34

• Classificação de paredes e coberturas quanto à transmitância térmica, atraso térmico e fator solar (NBR 15220/2005)

A NBR 15220/2005 classifica as paredes e coberturas levando em consideração

valores de algumas propriedades térmicas de elementos construtivos, como se

observa no quadro 10.

Vedações externas Transmitância térmica – U [W/m2.K]

Atraso térmico – φ [horas]

Fator solar – FSo [%]

Paredes Leve U ≤ 3,00 φ ≤ 4,3 FSo ≤ 5,0 Leve refletora U ≤ 3,60 φ ≤ 4,3 FSo ≤ 4,0 Pesada U ≤ 2,20 φ ≥ 6,5 FSo ≤ 3,5

Coberturas Leve isolada U ≤ 2,00 φ ≤ 3,3 FSo ≤ 6,5 Leve refletora U ≤ 2,30.FT φ ≤ 3,3 FSo ≤ 6,5 Pesada U ≤ 2,00 φ ≥ 6,5 FSo ≤ 6,5

NOTAS 1 Transmitância térmica, atraso térmico e fator solar (ver NBR 15220-2) 2 As aberturas efetivas para ventilação são dadas em percentagem da área de piso em ambientes de longa permanência (cozinha, dormitório, sala de estar). 3 No caso de coberturas (este termo deve ser entendido como o conjunto telhado mais ático mais forro), a transmitância térmica deve ser verificada para fluxo descendente. 4 O termo “ático" refere-se à câmara de ar existente entre o telhado e o forro.

Quadro 10. Transmitância térmica, atraso térmico e fator de calor solar admissíveis para cada tipo de vedação externa Fonte: NBR 15220/2005 - Parte 3

• Aberturas para Ventilação (NBR 15220/2005) A classificação das janelas dá-se em função do percentual da relação da área para

ventilação e da área de piso do ambiente. Podem ser classificadas como: pequenas,

médias e grandes, como se observa no quadro 11.

Abertura para ventilação A (em % da área de piso) Pequenas 10% < A < 15%

Médias 15% < A < 25% Grandes A > 40%

Quadro 11. Abertura para ventilação Fonte: NBR 15220/2005 - Parte 3

35

• Estratégias para Condicionamento Térmico Passivo das Edificações (NBR 15220/2005)

A NBR 15220/2005 sugere estratégias de condicionamento térmico para as diversas

regiões bioclimáticas (01 a 08). Para cada região são sugeridos parâmetros para:

aberturas para ventilação; sombreamento das aberturas; vedações externas;

estratégias de condicionamento térmico passivo (quadro 12).

36

Zona Bioclimática

Aberturas p/ ventilação

Sombreamento das aberturas

Vedações Externas Estratégias de condicionamento térmico passivo (*)

Paredes Cobertura Verão Inverno

1 Médias Permitir sol durante o período frio Leve Leve isolada -

B) Aquecimento solar da edificação C) Vedações internas pesadas (inércia térmica)

Nota:

O condicionamento passivo será insuficiente durante o período mais frio do ano.

2 Médias Permitir sol durante o inverno Leve Leve isolada J) Ventilação cruzada


Nota:

O condicionamento passivo será insuficiente durante o período mais frio do ano.

3 Médias Permitir sol durante o inverno

Leve refletora Leve isolada J) Ventilação cruzada B) Aquecimento solar da edificação

C) Vedações internas pesadas (inércia térmica)

4 Médias Sombrear aberturas Pesada Leve isolada

H) Resfriamento evaporativo e massa térmica para resfriamento

J) Ventilação seletiva (nos períodos quentes em que a temperatura interna seja superior à externa)


5 Médias Sombrear aberturas Leve refletora Leve isolada J) Ventilação cruzada C) Vedações internas pesadas (inércia térmica)

6 Médias Sombrear aberturas Pesada Leve isolada



C) Vedações internas pesadas (inércia térmica)

7 Pequenas Sombrear aberturas Pesada Pesada



-

8 Grandes Sombrear aberturas Leve refletora

Leve refletora (**)


Nota

O condicionamento passivo será insuficiente durante as horas mais quentes.

-

Observações: (*) Os códigos B, C, H e J são os mesmos adotados na metodologia utilizada para definir o Zoneamento Bioclimático do Brasil (ver anexo B da NBR 15220-3)

(**) 1 Coberturas com telha de barro sem forro, embora não atendam aos critérios das tabelas 23 e C.2, da NBR 15220-3, poderão ser aceitas na Zona 8, desde que as telhas não sejam pintadas ou esmaltadas. (**) 2 Na Zona 8, também serão aceitas coberturas com transmitâncias térmicas acima dos valores tabelados, desde que atendam às seguintes exigências: a) contenham aberturas para ventilação em, no mínimo, dois beiras opostos; e b) as aberturas para ventilação ocupem toda a extensão das fachadas respectivas. Nestes caso, em função da altura total para ventilação, os limites aceitáveis da transmitância térmica poderão ser multiplicados pelo fator (FT).

Quadro 12. Diretrizes construtivas e estratégias de condicionamento térmico passivo (NBR 15220/2005) Fonte: NBR 15220/2005

37

3.3. Análise da Aplicabilidade das Diretrizes para Projeto Bioclimático As diretrizes de projeto bioclimático são de fácil utilização, mas nem sempre

conduzem à obtenção de resultados satisfatórios. Todas as diretrizes para projeto

bioclimático não são significativas se as características construtivas da edificação

não forem adequadas. A escolha de aspectos e elementos construtivos, como:

janelas; cores; resistência térmica e capacidade térmica de paredes e coberturas

são os fatores mais representativos no desempenho de uma edificação.

As cartas bioclimáticas não consideram os sistemas construtivos utilizados na

edificação, enquanto que a NBR 15220/2005 apenas indica a utilização de tipologias

construtivas segundo uma classificação adotada.

Avaliar o conforto térmico exige o enfoque no ambiente interno, pois as condições

externas não são de interesse do usuário enquanto ele está utilizando a edificação.

As diretrizes de projeto apenas norteiam a elaboração de um projeto, mas não

avaliam o desempenho térmico da edificação.

No próximo capítulo, os métodos de avaliação de desempenho térmico serão

discutidos.

38

4. MÉTODOS DE AVALIAÇÃO No Brasil, a avaliação de desempenho de novos componentes, elementos e

sistemas construtivos tende a tomar o tradicional como referência. No “Código de

Obras do Município de São Paulo” de 1975, a referência de desempenho das

paredes externas de uma edificação era a construída com tijolos maciços de 25cm,

revestida em ambas as faces, tanto para resistência mecânica, ao fogo, térmica,

acústica e impermeabilidade. No novo código, não há comparações desta natureza,

porém muitas são prescritivas. A avaliação de desempenho é baseada em requisitos

e critérios que expressam, respectivamente, as condições qualitativas e quantitativas

às quais o edifício deve atender para satisfazer as exigências dos usuários quando

submetidas a determinadas condições de exposição (MITIDIERI, 1998).

Avaliação por Desempenho e por Prescrição Para uma edificação estar adequada termicamente, ela deve atender às exigências

de normas técnicas relacionadas ao desempenho térmico. O projeto dessa

edificação pode ser elaborado seguindo orientações de normas de desempenho ou

normas prescritivas.

• Norma de desempenho - as normas de desempenho buscam atender as

exigências dos usuários, independentemente dos materiais ou sistemas

construtivos utilizados, mas sim, do seu comportamento em uso.

• Normas prescritivas - as normas prescritivas estabelecem requisitos com

base no uso consagrado de produtos ou procedimentos. Buscando o

atendimento às exigências dos usuários de forma indireta e prescrevendo

como os sistemas devem ser construídos.

A NBR 15575/2008 é uma norma de avaliação de desempenho que engloba vários

aspectos como: segurança, habitabilidade e sustentabilidade. O desempenho

térmico enquadra nas exigências dos usuários quanto à habitabilidade.

39

Alguns métodos de avaliação de desempenho térmico foram pesquisados, os quais

são bem distintos entre si. Uns utilizam a prescrição e outros a avaliação por

desempenho. Os métodos prescritivos ainda são utilizados, exemplo: Caderno de

Orientações de Empreendimentos elaborado pela CAIXA (SP). Na avaliação por

desempenho, alguns métodos podem ser citados: Metodologia para determinação

de horas anuais de desconforto (BARBOSA; LAMBERTS, 2002) e NBR 15575/2008.

4.1. Condições Mínimas e Exigências de Um Órgão Governamental (CAIXA) A CAIXA é o maior financiador de habitações no Brasil, com previsão de orçamento

para financiamento na ordem de R$ 27 bilhões para 2009. No entanto, para que uma

edificação possa ser financiada é necessário que ela atenda a alguns requisitos

mínimos. A CAIXA é um órgão nacional, porém, não há homogeneidade entre os

estados nas exigências construtivas para financiamento. Exemplifica-se a seguir, as

exigências mínimas de edificações para serem financiadas pela CAIXA no estado de

São Paulo que adota um enfoque prescritivo. Essas exigências foram extraídas do

Caderno de Orientações de Empreendimentos – COE elaborado pela CAIXA com a

colaboração do SINDUSCON-SP, SECOVI e APEOP.

Os requisitos mínimos da CAIXA (SP) variam em função da região (capital, litoral,

interior) (quadro 13); do público alvo; e, do programa habitacional. Contudo, não se

deve confundir o conceito de condição mínima da CAIXA e a condição mínima de

habitabilidade. As condições mínimas da CAIXA são diretrizes de cunho, ora técnico,

ora negocial, enquanto que a habitabilidade mínima é uma diretriz exclusivamente

técnica. Quando houver divergências entre o critério mínimo exigido pela CAIXA e a

legislação local, deverá ser atendida a situação de maior exigência.

Classificação Regiões Região SP: região metropolitana de São Paulo, Baixada Santista e Jundiaí (somente

municípios integrantes da região metropolitana de São Paulo) Região CP: região de Campinas, Limeira, Sorocaba, São José dos Campos e Jundiaí

(exceto municípios da região metropolitana de São Paulo) Região BU: região de Bauru, Ribeirão Preto, São José do Rio Preto e Presidente

Prudente Quadro 13. Divisão do Estado de São Paulo em regiões (CAIXA – SP) Fonte: CAIXA (2002)

40

Alguns itens das exigências mínimas das edificações, mais relevantes ao escopo

desse trabalho podem ser observados no quadro 14. Sob o aspecto de

comportamento térmico, observam-se algumas exigências referentes às coberturas,

paredes, revestimentos de paredes e ventilação. Todos os elementos construtivos

requeridos são apresentados como sendo de sistemas tradicionais. Em um primeiro

momento, sistemas inovadores não são apresentados nesses requisitos mínimos,

sendo um estudo a parte.

CASAS: CONDIÇÕES MÍNIMAS E EXIGÊNCIAS Em loteamentos e condomínios horizontais

REGIÕES SP CP BU

Uni

dade

Hab

itaci

onal

Paredes Divisórias entre Casas Geminadas

Paredes Divisórias entre Casas Geminadas x x x

Área Mínima de Construção e Compartimentação

Casa tipo embrião 22,00 m2. Compartimentada em banheiro, cozinha e cômodo múltiplo uso, devidamente isolados entre si.

x

Casa de 1 dormitório 30,00 m2. Compartimentada em sala, quarto, banheiro e cozinha, devidamente isolados entre si.

x x

Pé direito Mínimo de 2,60 m x x x

Ventilação e Iluminação Ventilação e iluminação naturais (direta ou indireta) nos banheiros. Admite-se ventilação mecânica e iluminação artificial apenas em lavabo.

x x x

Espe

cific

açõe

s

Estrutura Laje em toda a unidade x x x Laje Pré (vigotas e lajotas) com ferragem negativa

Alvenaria

Em casa térrea com paredes executadas em bloco estrutural cerâmico ou de concreto: espessura mínima de 9 cm(sem revestimento) Em casa térrea com paredes executadas em tijolo cerâmico maciço, blocos cerâmicos ou de concreto, Não Estruturais: espessura mínima de 11 cm (sem revestimento)

x x x

Em sobrado com paredes executadas em bloco Estrutural cerâmico ou de concreto: espessura mínima de 14 cm (sem revestimento) para paredes estruturais.

Esquadrias Janelas em dormitório com veneziana e vidro x x x

Cobertura Telhas em cerâmica

x x x Telha em fibrocimento somente ocultada por elemento construtivo como platibanda.

Revestimento Interno e Pintura

Chapisco, massa única ou emboço paulista, e pintura látex nas paredes e tetos. Excepcionalmente, é permitido revestimento em gesso para: - casas em condomínio que não utilizem janelas e batentes de ferro, não possuam paredes em contato com o solo, tenham valor de venda acima de R$ 38.000,00, e ainda apresentem projeto detalhado de impermeabilização de fundação.

x x x

No caso de lajes maciças com acabamento liso, pode haver apenas regularização da superfície e posterior pintura

Revestimento Externo

Chapisco, massa única ou emboço paulista, e pintura látex acrílica. x x x

Quadro 14. Condições mínimas exigidas da CAIXA para o estado de São Paulo Fonte: Quadro resumido de Caixa (2002)

41

Analisando o quadro 14 observa-se que a CAIXA exige que todas as edificações

sejam compostas por coberturas sempre acompanhadas por laje. Em capítulos a

seguir desse trabalho, poderá ser observado que uma cobertura de telhado sem

forro ou laje não atende ao critério mínimo de desempenho térmico da NBR

15575/2008, o qual leva em consideração a transmitância térmica para as

coberturas. No entanto, de maneira geral, as prescrições da CAIXA resultam em

coberturas com desempenho térmico adequado.

Com relação às paredes, os critérios para avaliação de desempenho térmico,

segundo NBR 15575/2008, são: transmitância térmica e capacidade térmica. A

orientação da CAIXA na escolha de paredes a serem utilizadas, geralmente, atende

aos critérios mínimos de transmitância térmica. No caso da capacidade térmica, em

alguns casos prescritos pela CAIXA, as exigências mínimas não são atendidas.

Esses critérios mínimos da CAIXA, mesmo não objetivando especificamente o

atendimento de desempenho térmico das edificações, por si só, servem de

balizamento para atender certo “desempenho”. Algumas adequações nas exigências

da CAIXA deveriam ser efetuadas para atendimento à NBR 15575/2008,

principalmente, com relação às paredes.

4.2. Metodologia para determinação de horas anuais de desconforto (BARBOSA, 1997)

Em um estudo apresentado por Barbosa (1997), foi proposta uma metodologia para

avaliação de desempenho térmico em edificações residenciais unifamiliares na

cidade de Londrina, PR, denominado “Método de horas anuais de desconforto”.

Esse método consiste em quantificar o total de horas em que a temperatura do ar

interior fica fora da zona de conforto. A zona de conforto adotada no estudo foi a

zona de conforto de Givoni para países em desenvolvimento e de clima quente, cujo

intervalo de temperaturas é de 18 a 29oC. O número de horas em que a temperatura

for inferior a 18oC, foram denominadas de horas de frio. O número de horas em que

a temperatura for superior a 29oC, foram denominadas de horas de calor.

42

As simulações para a determinação das horas de desconforto foram realizadas para

todos os dias das estações do ano, com algumas modificações para avaliar as horas

de desconforto. As modificações foram: variação da ventilação; variação no valor da

absortividade na cobertura; variação na quantidade de sombreamento nas

aberturas; variação na transmitância térmica da cobertura; variação na transmitância

térmica das paredes e variação na capacidade térmica. A simulação final considerou

todas as modificações que resultaram em redução nas quantidades de horas de

desconforto. Os benefícios com custos moderados que resultaram em horas de

desconforto inferiores ao limite estabelecido de 1000 horas foi denominado de

benefícios térmicos mínimos viáveis.

Esse método de avaliação diferencia-se da NBR 15575/2008 basicamente pelos

critérios de comparação para definição do nível de desempenho. A NBR 15575/2008

considera os limites de desempenho comparando a temperatura interna com as

temperaturas externas máximas no verão e as temperaturas externas mínimas no

inverno. O método proposto por Barbosa considera não as temperaturas extremas

externas, mas as temperaturas em relação à zona de conforto. O importante é definir

precisamente qual é a zona de conforto.

Com os resultados obtidos das horas de desconforto, as devidas modificações são

realizadas no projeto para minimizar essas horas de desconforto. É um método

interessante, pois vai indicar quando as horas de desconforto ocorrem. Dependendo

do uso da edificação, essas horas de desconforto podem coincidir com momentos

em que a edificação não é utilizada. Resultando para o usuário, durante sua

utilização, em períodos sempre com temperaturas de conforto e não necessitando

dispêndio financeiro para modificações no projeto.

43

4.3. Norma de Avaliação de Desempenho Térmico - NBR 15575/2008 A NBR 15575/2008 é uma norma de avaliação de desempenho de edificações que,

dentre diversas características de desempenho requeridas de uma edificação, inclui

o desempenho térmico.

A NBR 15575/2008 – Edifícios habitacionais de até cinco pavimentos - Desempenho

é constituída por 6 partes.

- Parte 1: Requisitos gerais;

- Parte 2: Requisitos para sistemas estruturais;

- Parte 3: Requisitos para sistemas de pisos internos;

- Parte 4: Requisitos para os sistemas de vedações verticais internos e

externos;

- Parte 5: Requisitos para os sistemas de coberturas;

- Parte 6: Requisitos para os sistemas hidrosanitários.

São estabelecidos 3 procedimentos para avaliação do desempenho térmico:

- Procedimento 1 – Simplificado: verificação do atendimento aos requisitos e

critérios para fachadas e coberturas (Partes 4 e 5);

- Procedimento 2 – Simulação: verificação do atendimento aos requisitos e

critérios por simulação computacional (Parte 1);

- Procedimento 3 – Medição: verificação do atendimento aos requisitos e

critérios por medição ‘in loco’ ou protótipos construídos.

O desempenho térmico da edificação é dependente da interação do comportamento

entre pisos, coberturas e paredes. A norma estabelece que pode ser utilizado

qualquer dos procedimentos mencionados. Caso a edificação não atenda ao

procedimento 1, poderá ser avaliada por um dos outros dois métodos.

Um roteiro para avaliação de desempenho de uma edificação pode ser observado

na figura 12.

44

MétodoSimplificado

Determinar U e Cdas Paredes

Determinar Uda Cobertura

U Determinado

U Limite<

U Determinado

U Limite<

C Determinado

C Limite>

Desempenho"M"

Desempenho"Insatisfatório"

Desempenho"I"

Desempenho"S"

Sim

Sim

Sim

Fim

Não

Não

Desempenho"M"

Não

Avaliação deDesempenho Térmico

Desempenho"Insatisfatório"

Desempenho"I"

Desempenho"S"

Desempenho"M"

Mediçãoem Protótipo

Simulação

AvaliaçãoGlobal

Figura 12. Fluxograma ilustrativo dos procedimentos de avaliação do desempenho térmico da edificação Fonte: NBR 15575/2008 - Parte 1

45

Diversos são os requisitos mínimos exigidos pela norma de desempenho da ABNT

15575/2008. Os critérios são relacionados tanto ao método simplificado quanto aos

métodos de simulação e medição. Para o método simplificado são estabelecidos

índices mínimos para as propriedades térmicas dos elementos construtivos. No

método de simulação e medição, os índices referem-se às temperaturas internas

obtidas pela edificação como um todo.

Os níveis de desempenho tanto pelo método simplificado quanto por simulação são

3: mínimo (M), intermediário (I), superior (S).

Os parâmetros que devem ser atendidos na avaliação por simulação são:

temperatura máxima interna no verão; temperatura mínima interna no inverno. Na

avaliação pelo método simplificado, os parâmetros considerados na avaliação são:

• Coberturas: transmitância térmica

• Parede: transmitância térmica e capacidade térmica.

Em condições de Regime Permanente, o coeficiente de transmitância térmica de

paredes e coberturas é o parâmetro adequado de avaliação. Em condições de

Regime Transitório, a capacidade térmica dos elementos construtivos também deve

ser considerada. Nessas condições, o coeficiente de transmitância térmica,

isoladamente, não representa fielmente o desempenho de um elemento construtivo,

pois duas paredes com mesma transmitância térmica podem ter um desempenho

térmico diferente se as capacidades térmicas das duas paredes forem diferentes

(TSILINGIRIS, 2006; AKUTSU, 1998).

46

4.3.1. Avaliação pelo Método Simplificado (Procedimento 01) A avaliação pelo método simplificado é realizada por meio de análises de

características térmicas de componentes construtivos e por sua utilização segundo

recomendações de norma.

Os níveis de desempenho levam em consideração as paredes e as coberturas.

Como exposto anteriormente, no que se refere às coberturas, a capacidade térmica

não é um fator preponderante, mas sim a transmitância térmica, o quanto ela está

isolada. Outro fator muito importante nas coberturas é a absortância solar, pois,

quanto maior a absorção da energia solar pela cobertura, menor será sua eficiência

para o isolamento da mesma.

Coberturas Para classificação dos níveis de desempenho quanto à transmitância térmica das

coberturas, as zonas bioclimáticas estão separadas em 2 grupos: zonas 1 a 7 e zona

8 (tabela 01 e 02). No entanto, para a edificação ter uma classificação de nível

mínimo, as coberturas não devem atender apenas ao critério da transmitância

térmica. Elas devem atender ao critério da absortância térmica e as paredes aos

requisitos de transmitância e capacidade térmica.

Tabela 1. Critérios e níveis de desempenho de coberturas quanto à transmitância térmica

Transmitância Térmica (1) (U, em W/m2.K)) Nível de desempenho Zonas 1 a 7 Zona 8(2)

U ≤ 2,30 U ≤ 2,30 FV M(3)

U ≤ 1,50 U ≤ 1,50 FV I U ≤ 1,00 U ≤ 1,00 FV S

(1) Valores de transmitância térmica (U) considerando-se a resistência superficial interna com valor de 0,17 m2.K/W e a resistência superficial externa com valor de 0,04 m2.K/W. (2) Na Zona Bioclimática 8 também estão atendidas coberturas com componentes de telhas cerâmicas em estado natural (não pintadas e não esmaltadas), mesmo que a cobertura não tenha forro. (3) A edificação, para ser classificada neste nível, deve cumprir também os requisitos de transmitância e capacidade térmica de parede, transmitância e absortância da cobertura, sombreamento e área de ventilação, como um todo. A área das portas não deve ser incluída na área efetiva de ventilação. Observações: 1) FV – Fator de Ventilação, para áticos ventilados, calculado segunda a expressão:

04,1.07,117,1 −−= hFV onde: h é igual à altura das aberturas , expressa em centímetros. 2) Para coberturas sem forro ou com áticos não ventilados, considerar o valor de FV = 1.

Fonte: NBR 15575/2008 - Parte 3

47

Tabela 2. Critério e nível de desempenho de coberturas quanto à absortância das superfícies externas

Absortância (α coeficiente adimensional) Zonas bioclimáticas 3, 4, 5, 6, 7 e 8 Nível de desempenho

Sem exigência M 0,26 < α ≤ 0,40 I

α ≤ 0,25 S Fonte: NBR 15575/2008 - Parte 3

Paredes Pelo método simplificado, o nível de desempenho das paredes se restringe ao nível

mínimo. Não há outros níveis de desempenho, os critérios apenas atendem ou não a

norma. Esses critérios utilizados na avaliação das paredes são: transmitância

térmica (tabela 03) e capacidade térmica (tabela 04).

Tabela 3. Transmitância térmica de paredes externas Transmitância térmica (U) [W/(m2.K)]

Zonas 1 e 2 Zonas 3, 4, 5, 6, 7 e 8 αa ≤ 0,6 αa > 0,6

U ≤ 2,5 U ≤ 3,7 U ≤ 2,5 a α é absortância à radiação solar da superfície externa da parede


Tabela 4. Capacidade térmica de paredes externas Capacidade térmica (CT) - [kJ/(m2.K)]

Zona 8 Zonas 1 a 7 sem exigência ≥ 130


48

Ventilação As exigências de áreas mínimas de aberturas para ventilação são aplicáveis

somente aos ambientes de longa permanência, ex: salas, cozinhas e dormitórios

(tabela 05).

Tabela 5. Áreas mínimas de aberturas para ventilação Nível de

desempenho Aberturas para ventilação A (% da área do pisoa)

Zonas 1 a 6 Zona 7 Zona 8 Aberturas médias Aberturas pequenas Aberturas grandes

Mínimo A ≥ 8 A ≥ 5 A ≥ 15 a Nas zonas 1 a 6 as áreas de ventilação devem ser passíveis de serem vedadas durante o período frio.


4.3.2. Avaliação por Simulação (Procedimento 2) Simulação térmica de edificações (“Building Thermal Simulation”) pode ser entendida

como modelagem computacional de processos energéticos em uma edificação com

o intuito de prover o conforto térmico dos usuários de uma edificação (EnergyPlus,

2006). A vantagem de se utilizar a simulação computacional ao invés de

experimentos é que a simulação é muito mais barata e consome um tempo muito

menor, além de que cada edificação é diferente de outra, principalmente no que se

refere ao clima e à implantação da edificação.

Na avaliação por simulação não são levados em conta o desempenho individual de

cada elemento, mas o desempenho do conjunto de todos os elementos construtivos,

além de outros fatores já mencionados anteriormente que possam afetar a

temperatura interna da edificação, como: condições climáticas, tipologia da

edificação, orientação solar, dentre outros.

49

No anexo A da parte 1 da NBR 15575/2008 é indicado a utilização do programa

EnergyPlus2 para a simulação computacional, indicando ainda fatores a serem

considerados na entrada de dados do programa. A simulação deve ser efetuada

para um dia típico de projeto para inverno e verão. A escolha da unidade

habitacional deve ser tal que haja pelo menos um dormitório ou uma sala com duas

paredes expostas. As paredes desses ambientes devem ter preferencialmente:

verão: janela do dormitório ou sala voltada para o oeste e outra parede

exposta voltada para o norte;

inverno: janela do dormitório ou sala voltada para o sul e outra parede

exposta voltada para o leste;

as paredes e janelas expostas devem estar desobstruídas (sem presença de

edificações ou vegetação nas proximidades que modifiquem a incidência de

radiação solar e/ou vento).

• Requisitos e Critérios de Desempenho Térmico

Os requisitos e critérios de desempenho térmico exigidos pela NBR 15575/2008 são: “11.2 Requisito - Exigências de desempenho no verão

Apresentar condições térmicas no interior do edifício habitacional melhores ou iguais às do ambiente externo, à sombra, para o dia tipo de verão. 11.2.1 Critério - Valores máximos de temperatura O valor máximo diário da temperatura do ar interior de recintos de permanência prolongada, como por exemplo salas e dormitórios, sem a presença de fontes internas de calor (ocupantes, lâmpadas, outros equipamentos em geral), deve ser sempre menor ou igual ao valor máximo diário da temperatura do ar exterior.” (NBR 15575/2008 - Parte 1)

“11.3 Requisito – Exigências de desempenho no inverno

Apresentar condições térmicas no interior do edifício habitacional melhores que do ambiente externo, no dia típico de inverno.

2 O EnergyPlus é um software gratuito em constantes atualizações, desenvolvido pelo “Department of Energy” dos Estados Unidos e é um programa de simulação para análise de energia e carga térmica em edifícios. O EnergyPlus é resultante de outros dois programas o BLAST e o DOE 2, os quais foram desenvolvidos após a crise energética dos anos 70 (ENERGYPLUS, 2006).

50

11.3.1 Critério – Valores mínimos de temperatura Os valores mínimos diários da temperatura do ar interior de recintos de permanência prolongada, como por exemplo salas e dormitórios, no dia típico de inverno, devem ser sempre maiores ou iguais à temperatura mínima externa acrescida de 3°C, ou seja: Ti,min ≥ Te,min + 3

Ti,min é o valor mínimo diário da temperatura do ar no interior da edificação, em graus centígrados; Tiemin é o valor mínimo diário da temperatura do ar exterior à edificação, em graus centígrados.” (NBR 15575/2008 - Parte 1)

• Níveis de desempenho (NBR 15575/2008) - Procedimento 2 e 3 Os níveis de desempenho para as simulações são função exclusivamente da

temperatura interna do ambiente estudado. A temperatura interna deverá atender a

limites de valores máximos para o verão e mínimos para o inverno. A temperatura

interior do ambiente considerada é para recintos de permanência prolongada, como

quartos e salas, sem presença de fontes internas de calor (pessoas, lâmpadas,

equipamentos, etc).

A norma de avaliação de desempenho exige um desempenho mínimo da edificação

com relação ao desempenho térmico, mas para maior conforto dos usuários ela

recomenda os valores a seguir para os níveis: intermediário (I) e superior (S)

(tabelas 06 e 07).

Tabela 6. Critério de avaliação de desempenho térmico para condições de verão Nível de

desempenho Critério

Zonas 01 a 07 Zona 08 M Ti, max ≤ Te, max Ti, max ≤ Te, max I Ti, max ≤ (Te, max - 2o C) Ti, max ≤ (Te, max - 1o C)

S Ti, max ≤ (Te, max - 4o C) Ti, max ≤ (Te, max - 2o C) e Ti, min ≤ (Te, min + 1o C)

Ti, máx é o valor máximo diário da temperatura do ar no interior da edificação, em graus centígrados; Te, máx é o valor máximo diário da temperatura do ar exterior à edificação, em graus centígrados; Ti, min é o valor mínimo diário da temperatura do ar no interior da edificação, em graus centígrados; Te, min é o valor mínimo diário da temperatura do ar exterior à edificação, em graus centígrados. NOTA: Zonas bioclimáticas de acordo com a ABNT NBR 15220-3.Fonte: NBR 15575/2008 - Parte 1

51

Tabela 7. Critério de avaliação de desempenho térmico para condições de inverno

Nível de desempenho

Critério

Zonas 01 a 051) Zonas bioclimáticas 06, 07 e 08

M Ti, min ≥ (Te, min + 3oC) Nestas zonas, este critério não

precisa ser verificado I Ti, min ≥ (Te, min + 5oC) S Ti, min ≥ (Te, min + 7oC)

Ti, min é o valor mínimo diário da temperatura do ar no interior da edificação, em graus centígrados; Te, min é o valor mínimo diário da temperatura do ar exterior à edificação, em graus centígrados. NOTA: Zonas bioclimáticas de acordo com a ABNT NBR 15220-3.Fonte: NBR 15575/2008 - Parte 1

52

5. MÉTODO DE TRABALHO Os procedimentos especificados pela NBR 15575/2009 utilizados na avaliação do

desempenho térmico da edificação, são:

• Procedimento 1 – Simplificado (considera a capacidade térmica e

transmitância térmica das vedações);

• Procedimento 2 – Simulação (considera a temperatura do ar ambiente

interno).

O procedimento simplificado, apresentado nas partes 4 e 5, avalia o desempenho

dos componentes construtivos isoladamente, sem interação entre eles. As

características térmicas desses elementos foram calculadas segundo orientações

das diretrizes da NBR 15220/2005, tais como: resistência térmica, transmitância

térmica e capacidade térmica. Com esses dados calculados foram feitas análises

dos comportamentos térmicos dos elementos e avaliados segundo critérios da NBR

15575/2008.

As simulações prescritas no anexo A, parte 1 da NBR 15575/2008 foram executadas

com o uso do software EnergyPlus. Nesse anexo são fornecidos dados de

localização geográfica de capitais de estados brasileiros, bem como, dados

climáticos e dias típicos considerados na simulação. Com os dados obtidos nas

simulações foram avaliadas as temperaturas internas dos ambientes em

conformidade com as especificações da NBR 15575/2008.

5.1. Dados para o Estudo Os dados necessários para a realização das simulações englobam a edificação e o

clima local. Com relação à edificação, são apresentados os elementos construtivos

utilizados na composição de alvenarias/coberturas e o projeto típico (geometria da

edificação) com aberturas dos ambientes. Nas simulações, foram usados os dados

climáticos da cidade de São Paulo-SP.

53

• Elementos Construtivos Os elementos construtivos foram escolhidos em função da disseminação de seu uso

nas construções de edificações residenciais. Esses elementos são utilizados em

sistemas tradicionais de construção: alvenarias de blocos de concreto ou cerâmico,

coberturas com telhas cerâmicas ou fibrocimento, forros e isolantes térmicos

resistivos.

Os blocos utilizados para composição das paredes são: blocos de concreto, tijolo

cerâmico ou tijolo maciço. Os revestimentos das paredes utilizados são: emboço

(argamassa de cimento), gesso liso, gesso acartonado ou bloco sem revestimento.

As coberturas escolhidas são compostas por: laje impermeabilizada; telha cerâmica

ou fibrocimento. Podem ou não ser compostas por forros.

No quadro 15 são expostas características de elementos para alvenarias e

coberturas.

Elemento Código e [m] λ [W/(m.K)]

c [kJ/(kg.K)]

ρ [kg/m3]

Laje maciça (e=7cm) C1 0,07 1,75 1,00 2400 Vigota C2 0,12 1,75 1,00 2400 Lajota C3 0,08 0,80 0,84 1800 Regularização C4 0,02 1,00 0,78 1790 Proteção mecânica C5 0,02 1,00 0,78 1790 Impermeabilização com manta asfáltica C6 0,004 0,23 1,46 1000

EPS (e=8cm) C7 0,08 0,04 1,42 25 Telha cerâmica C8 0,013 0,90 0,92 1600 Telha fibrocimento (e=6mm) C9 0,006 0,65 0,84 1700 Telha fibrocimento (e=8mm) C10 0,008 0,65 0,84 1700 Telha fibrocimento (e=10mm) C11 0,01 0,65 0,84 1700 Argamassa de assentamento P1 1,00 0,78 1790 Bloco de concreto estrutural 14x19x39cm (e=14cm) P2 0,14 1,50 0,84 2200

Bloco de concreto de vedação 14x19x39cm (e=14cm) P3 0,14 1,50 0,84 2200

Bloco de concreto estrutural 19x19x39cm (e=19cm) P4 0,19 1,50 0,84 2200

Bloco de concreto de vedação 19x19x39 (e=19cm) P5 0,19 1,50 0,84 2200

Tijolo cerâmico 11,5x14x24cm (e=11,5cm) P6 0,115 0,80 0,84 1800

Tijolo cerâmico 14x19x29cm (e=14cm) P7 0,14 0,80 0,84 1800

(continua)

54

(continuação) Tijolo maciço 5x10x20cm (e=9cm) P8 0,10 0,80 0,84 1800 Tijolo maciço 5x10x20cm (e=19cm) P9 0,20 0,80 0,84 1800

Emboço R1 0,02 1,00 0,78 1790 Revestimento em gesso liso R2 0,005 0,70 0,84 1200 Gesso acartonado com montante metálico R3 0,012 0,35 0,84 1000

Lã de rocha (e=2,5cm) I1 0,025 0,045 0,75 32 Lã de rocha (e=5cm) I2 0,05 0,045 0,75 32 Camada de ar (1,0 ≤ e ≤ 2,0) A1 Resistência térmica do ar - ver quadros

18 e 19 Camada de ar (2,0 < e ≤ 5,0) A2 Resistência térmica do ar - ver quadros

18 e 19 Camada de ar (e > 5,0) A3 Resistência térmica do ar - ver quadros

18 e 19 Quadro 15. Características de elementos das alvenarias e coberturas Fonte: NBR 15220/2005 - Parte 2

• Projeto Típico A escolha do projeto para análise foi feita em função da demanda de edificações

semelhantes a essa nas áreas urbanas densamente habitadas. Edificações

compactas que possam ser inseridas nos pequenos terrenos ainda disponíveis. Esta

edificação é assobradada, tendo 2 pavimentos. No pavimento térreo estão as áreas

de convívio social e de serviço: sala, cozinha, área de serviço. No pavimento

superior está a área de uso íntimo: dormitórios e banheiro (figuras 13; 14 e 15).

55

Figura 13. Planta Baixa do Térreo

N

56

Figura 14. Planta Baixa do Superior

N

57

A orientação solar indicada nas simulações para cada ambiente não é a orientação solar do ambiente, mas, da edificação como um todo. Essas orientações são demonstradas a seguir (figura 15):

0o

45o 90o

135o

180o

225o 270o

315o

Figura 15. Orientação solar da edificação

NN N N

N NN

N

58

Como a média de habitantes por residência no Brasil é de 3 a 4 pessoas segundo

censo de 2000 do IBGE (IBGE, 2009), a demanda por esse tipo de edificação com

pequena área construída é elevada. São edificações para um público de classe

média que consegue financiamentos bancários com uma taxa de juros de mercado

mais acessível. Além de terem um preço de venda razoável devido à sua pequena

área construída. Edificação tipicamente construída com elementos convencionais de

alvenarias e coberturas (blocos de concreto/cerâmico; telhado com telhas em

fibrocimento/cerâmica).

As características geométricas dos ambientes da edificação são apresentadas no

quadro 16:

59

PAVIMENTO AMBIENTE DIMENSÕES

ÁREA (M2) JANELAS PORTAS

LARG (M) COMPR (M) LARG (M) ALT (M) QTDE % da área de piso Tipo LARG (M) ALT (M) QTDE

TÉRREO

Sala 6,50 3,25 21,13 1,75 1,40 02 23% Média 0,80 2,10 2

Cozinha 3,50 3,25 11,38 1,90 1,10 01 18% Média 0,80 2,10 1

Área Serviço 3,00 1,60 4,80 0,50 1,40 01 15% Pequena 0,80 2,10 2

Lavabo 2,18 0,77 1,68 0,30 0,60 01 11% Pequena 0,60 2,10 1

Escada 3,00* 1,65* 3,27 - - - - - - - -

SUPERIOR

Dorm 1 3,50* 3,25* 10,75 1,60 1,40 01 21% Média 0,80 2,10 1

Dorm 2 3,50* 3,25* 10,75 1,60 1,40 01 21% Média 0,80 2,10 1

Dorm 3 3,00* 3,25* 9,18 1,45 1,40 01 22% Média 0,80 2,10 1

Sanitário 3,00 1,60 4,80 1,45 0,50 01 15% Pequena 0,60 2,10 1

Circulação 2,00* 2,25* 3,40 - - - - - - - -

Escada 3,00* 1,65* 3,51 - - - - - - - -

Quadro 16. Geometria dos ambientes

60

• Clima da Região a ser Simulada A localidade escolhida para avaliação do desempenho térmico da edificação foi a

cidade de São Paulo-SP. A seguir são indicados os dados geográficos (quadro 17):

Zona Bioclimática 03 Cidade São Paulo-SP Latitude S 23º 37’

Longitude W 46º 39’ Time Zone GMT -3.0 hours

Altitude 802,00m Quadro 17. Dados geográficos de São Paulo (SP) Fonte: NBR 15575/2008

5.2. Avaliação pelo Método Simplificado Os sistemas construtivos compostos pelos materiais apresentados no item anterior

serão analisados em função de suas propriedades térmicas por meio do método

simplificado. As fórmulas utilizadas para cálculo dessas propriedades foram

extraídas da NBR 15220/2005.

Cálculo da resistência térmica

λeR =

(3)

C

C

B

B

A

A

CBAt

RA

RA

RA

AAAR++

++=

(4)

Cálculo da resistência térmica total

SetSiT RRRR ++= (5)

61

Cálculo da transmitância térmica

TRU 1=

(6)

Cálculo da capacidade térmica

∑=

=n

iiiiTa ceC

1.. ρ

(7)

TC

C

TB

B

TA

A

CBAT

CA

CA

CA

AAAC++

++=

(8)

Os valores de resistência térmica utilizados nos Procedimentos 1 e 2, no que

concernem as resistências superficiais e resistências do ar, foram adotados da NBR

15220/2005 e podem ser observados nos quadros 18 e 19.

Rsi (m2.K)/W Rse (m2.K)/W Direção do fluxo de calor Direção do fluxo de calor

Horizontal Ascendente Descendente Horizontal Ascendente Descendente

⇒ ⇑

⇓ ⇒ ⇑

⇓

0,13 0,10 0,17 0,04 0,04 0,04 Quadro 18. Resistência térmica superficial interna e externa Fonte: NBR 15220/2005 - Parte 2

Natureza da superfície da camada de ar

Espessura “e” da camada de

ar (cm)

Resistência térmica Rar [m2.K/W] Direção do fluxo de calor

Horizontal Ascendente Descendente

⇒ ⇑ ⇓

Superfície de alta emissividade ε > 0,8

1,0 ≤ e ≤ 2,0 0,14 0,13 0,15 2,0 < e ≤ 5,0 0,16 0,14 0,18

e > 5,0 0,17 0,14 0,21 Superfície de baixa emissividade ε < 0,2

1,0 ≤ e ≤ 2,0 0,29 0,23 0,29 2,0 < e ≤ 5,0 0,37 0,25 0,43

e > 5,0 0,34 0,27 0,61

Quadro 19. Resistência térmica de câmaras de ar não ventiladas, com largura muito maior do que a espessura Fonte: ABNT - NBR 15220/2005 - Parte 2

62

De acordo com os índices estabelecidos pela NBR 15575/2008 verificar-se-á se os

sistemas atendem ou não aos requisitos mínimos. Os índices considerados são

relativos à transmitância térmica e/ou capacidade térmica. No caso das paredes

ambas as propriedades são consideradas pelos critérios mínimos de desempenho,

mas, as coberturas são analisadas somente em função da transmitância térmica.

Tratando-se ainda das coberturas, elas podem ser classificadas de acordo com seus

índices de transmitância térmica em diferentes níveis de desempenho: mínimo,

intermediário ou superior.

5.3. Avaliação por Simulação (Anexo A da parte 1 da NBR 15575/2008) As simulações foram realizadas a partir de combinações de:

• tipos de paredes;

• tipos de coberturas;

• orientações solares da edificação. A edificação foi rotacionada de 45o em 45o,

sendo adotada a seguinte convenção para identificar as orientações: 0o (norte

- N), 90o (leste - L), 180o (sul - S), 270o (oeste - O).

O programa de simulação considera interação (trocas de calor) entre os ambientes

da edificação como um todo. As trocas de calor são feitas: entre um ambiente e

outro ambiente adjacente; entre os elementos de fechamento do ambiente; e, entre

o ambiente interno e o meio externo.

Os resultados de temperatura de ar interno calculados com o EnergyPlus foram

comparados, em gráficos, com a temperatura do ar externo, conforme os critérios da

NBR 15575/2008.

• Tipologias Construtivas Simuladas Algumas das tipologias avaliadas pelo procedimento 1 foram selecionadas para

serem utilizadas nas simulações (quadro 20). O critério para seleção da parede e da

cobertura como referência foi devido ao fato de que grande parte das residências

construídas utiliza: telhas cerâmicas; laje mista com lajota cerâmica e bloco de

concreto de 14cm.

63

Código na tabela Descrição Código nos gráficos

PAREDES

R1+P2+R1 Emboço+ bloco de concreto estrutural 14cm + emboço BCE14+E+E

R1+P4+R1 Emboço+ bloco de concreto estrutural 19cm + emboço BCE19+E+E

R1+P3+R1 Emboço+ bloco de concreto vedação 14cm + emboço BCV14+E+E

R1+P5+R1 Emboço+ bloco de concreto vedação 19cm + emboço BCV19+E+E

R1+P6+R1 Emboço+ tijolo cerâmico 11,5cm + emboço TJC11+E+E

R1+P7+R1 Emboço+ tijolo cerâmico 14cm + emboço TJC14+E+E

R1+P8+R1 Emboço+ tijolo maciço 10cm (1/2 vez) + emboço TJM10+E+E

R1+P9+R1 Emboço+ tijolo maciço 20cm (1 vez) + emboço TJM20+E+E

COBERTURAS

C9 Telha em fibrocimento 6mm TF6

C9+A3+C1+R1 Telha em fibrocimento 6mm + AR + laje maciça + emboço TF6+LjMc+E

C9+A3+C2C3+R1 Telha em fibrocimento 6mm + AR + laje mista (lajota) + emboço TF6+LjLaj+E

C9+A3+C2C7+R1 Telha em fibrocimento 6mm + AR + laje mista (EPS) + emboço TF6+LjEPS+E

C9+A3+R3 Telha em fibrocimento 6mm + AR + gesso acartonado TF6+FsAct

C9+A3+I1+R3 Telha em fibrocimento 6mm + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado TF6+L2,5+FsAct

C9+A3+I2+R3 Telha em fibrocimento 6mm + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado TF6+L5+FsAct

C8 Telha cerâmica TCer

C8+A3+C1+R1 Telha cerâmica + AR + laje maciça + emboço TCer+LjMc+E

C8+A3+C2C3+R1 Telha cerâmica + AR + laje mista (lajota) + emboço TCer+LjLaj+E

C8+A3+C2C7+R1 Telha cerâmica + AR + laje mista (EPS) + emboço TCer+LjEPS+E

C8+A3+R3 Telha cerâmica + AR + gesso acartonado TCer+FsAct

C8+A3+I1+R3 Telha cerâmica + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado TCer+L2,5+FsAct

C8+A3+I2+R3 Telha cerâmica + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado TCer+L5+FsAct

C1+R1 Laje maciça + emboço LjMac+E

C1+A3+R3 Laje maciça + AR + gesso acartonado LjMac+GsAct

C1+A3+I1+R3 Laje maciça + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado LjMac+Lã2,5+GsAct

C1+A3+I2+R3 Laje maciça + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado LjMac+Lã5+GsAct

C2C3+R1 Laje mista (lajota) + emboço LjLaj+E

C2C3+A3+R3 Laje mista (lajota) + AR + gesso acartonado LjLaj+GsAct

C2C3+A3+I1+R3 Laje mista (lajota) + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado LjLaj+Lã2,5+GsAct

C2C3+A3+I2+R3 Laje mista (lajota) + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado LjLaj+Lã5+GsAct

C2C7+R1 Laje mista (EPS) + emboço LjEPS+E

C2C7+A3+R3 Laje mista (EPS) + AR + gesso acartonado LjEPS+GsAct

C2C7+A3+I1+R3 Laje mista (EPS) + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado LjEPS+Lã2,5+GsAct

C2C7+A3+I2+R3 Laje mista (EPS) + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado LjEPS+Lã5+GsAct

Quadro 20. Tipologias construtivas utilizadas nas simulações

64

As simulações foram realizadas em 3 etapas para análise do desempenho das

paredes; coberturas e orientação solar.

a) Na avaliação das coberturas - foram avaliadas diversas tipologias de

coberturas em função de um único tipo de parede (bloco de concreto de

vedação 14cm revestido em ambas as faces por emboço). Adotando-se a

mesma orientação solar nas simulações (0o).

b) Na avaliação das paredes - foram avaliadas diversas tipologias de paredes

em função de um único tipo de cobertura (telha cerâmica + laje mista (lajota)

+ emboço). Adotando-se a mesma orientação solar nas simulações (0o). Para

dois níveis de absortância solar α=0,7 (cores escuras) e α=0,3 (cores claras).

c) Na avaliação da orientação solar - a edificação foi rotacionada a cada 45o,

utilizando-se de uma tipologia de parede e cobertura nas simulações. Parede

composta por bloco de concreto de vedação e=14cm revestida em ambas as

faces por emboço. Cobertura composta por telha cerâmica, laje mista com

lajota cerâmica e revestida por emboço. Foi utilizada uma única tipologia de

parede e cobertura para poder avaliar o efeito da orientação solar, sem que

sofresse influência dos elementos da envoltória da edificação.

• Demais Dados de Entrada para o EnergyPlus Relevantes para o Estudo As simulações foram realizadas considerando as condições climáticas para dias

típicos3 de inverno e verão. A NBR 15575-1/2008 indica ainda os dados de algumas

cidades brasileiras que devem ser considerados. A seguir, alguns dados utilizados

no EnergyPlus:

3 dias típicos de projeto – “conjuntos de valores horários ao longo de um dia, definidos, respectivamente, para cada uma das principais variáveis climáticas que interferem no desempenho térmico de uma edificação, quais sejam: a temperatura e a umidade relativa do ar, a velocidade e a direção de ventos, e a radiação solar” (AKUTSU, SATO, PEDROSO, 1987, p. 7).

65

Renovação de ar 1 ren/h (dado em norma)

Absortância da cobertura função do tipo de material a ser utilizado na cobertura

(exposto ao ambiente externo)

• telha cerâmica: α=0,75

• telha de fibrocimento: α=0,90

Absortância das paredes absortância à radiação solar correspondente à cor

definida no projeto. Caso não seja definida, simular

para três alternativas de cor:

• cor clara: α=0,3

• cor média: α=0,5

• cor escura: α=0,7

nas simulações foram utilizados α=0,3 e 0,7.

Os dados geográficos e dados climáticos de dias típicos de inverno e verão para a

cidade de São Paulo foram extraídos da NBR 15575/2008 e podem ser observados

nos quadros 21, 22 e 23.

Dados geográficos de São Paulo (SP)

Cidade Altitude (m)

Pressão (Pa)

Latitude (o)

Longitude (o)

São Paulo 802 92220 23,6 S 46,7 W Quadro 21. Dados geográficos da cidade de São Paulo-SP Fonte: ABNT - NBR 15575-1/2008 Dados de dias típicos de São Paulo (SP)

Cidade Temperatura

máxima diária (oC)

Amplitude diária de

temperatura (oC)

Temperatura de bulbo

úmido (oC)

Radiação solar

(Wh/m2) Nebulosidade

décimos

São Paulo 31,9 9,2 21,3 5180 6 Quadro 22. Dados dos dias típicos de verão da cidade de São Paulo-SP Fonte: ABNT - NBR 15575-1/2008

66

Cidade Temperatura mínima diária

(oC)

Amplitude diária de

temperatura (oC)

Temperatura de bulbo

úmido (oC)

Radiação solar

(Wh/m2) Nebulosidade

décimos

São Paulo 6,2 10,0 13,4 4418 6 Quadro 23. Dados dos dias típicos de inverno da cidade de São Paulo-SP Fonte: ABNT - NBR 15575-1/2008

• Sequência dos Processamentos das Simulações As simulações foram realizadas em grupos

Orientação solar = 0o e α=0,7

a) Inicialmente, foi adotada uma tipologia construtiva de cobertura (telha

cerâmica + laje mista (lajota) + emboço) como referência. Algumas

tipologias construtivas de paredes, com α=0,7 e orientação solar = 0o,

foram simuladas com essa cobertura a fim de analisar o efeito da

alvenaria no desempenho térmico da edificação.

b) Em seguida, adotou-se uma tipologia construtiva de parede (bloco de

concreto de vedação 14cm revestido em ambas as faces por emboço)

com α=0,7 e orientação solar = 0o como referência. Algumas tipologias

construtivas de coberturas foram simuladas para analisar o efeito da

cobertura no desempenho térmico da edificação.

c) Posteriormente, utilizou-se as tipologias construtivas de parede e

cobertura adotadas como referência nos itens anteriores para

realização de simulações com orientações solares rotacionadas a cada

45o. A fim de analisar o efeito da orientação solar no desempenho

térmico da edificação, sem influência dos desempenhos de paredes e

coberturas.

67


Em outra seção de simulações, repetiu-se os procedimentos a) e b) do item

anterior, porém, com orientação solar = 90o. O objetivo foi de analisar o

comportamento da edificação sob mesmas condições construtivas e qual a

influência da orientação solar no desempenho térmico da edificação.


Para finalizar, os procedimentos de a) a c) do primeiro item foram executados

novamente, mas com α=0,3. A finalidade foi de verificar a influência da

absortância solar nos fechamentos verticais.

68

6. RESULTADOS E ANÁLISES A seguir são apresentados os resultados dos cálculos das propriedades térmicas

dos elementos de vedação e resultados das simulações. Posteriormente, esses

resultados são analisados segundo Procedimento 1 e 2 da NBR 15575/2008. Os

resultados das análises por meio da NBR 15575/2008 são comparados entre si

(procedimentos 1 e 2). Por fim, esses resultados são comparados com as diretrizes

da NBR 15220/2005.

6.1. Resultados dos Cálculos das Propriedades Térmicas de Elementos de Vedação de Paredes: Resistência Térmica, Transmitância Térmica e Capacidade Térmica (Método Simplificado)

As propriedades térmicas dos elementos de vedação das alvenarias foram

calculadas usando as propriedades térmicas apresentadas do quadro 15 e usando

as equações 03 a 08. Os critérios para avaliação das paredes, segundo NBR

15575/2008, levam em consideração: transmitância térmica e capacidade térmica.

Para identificar se as tipologias construtivas analisadas atendem a esses critérios, as

células da tabela 08 estão formatadas segundo critério de cores adotado a seguir:

Critérios de transmitância térmica de paredes externas (NBR 15575/2008):

• para α ≤ 0,6 – zonas bioclimáticas 03 a 08 → U ≤ 3,7

• para α > 0,6 – zonas bioclimáticas 03 a 08 → U ≤ 2,5

Critérios de capacidade térmica de paredes externas (NBR 15575/2008):

• C ≥ 130 → para zonas 01 a 06

69

Na tabela 08 são apresentados os valores obtidos de propriedades térmicas dos

elementos construtivos das paredes. As paredes foram compostas com os seguintes

revestimentos:

• bloco sem revestimento;

• emboço interno e externo;

• emboço externo e gesso liso interno;

• emboço externo e gesso acartonado interno com câmara de ar de 5cm;

• emboço externo e gesso acartonado com lã de rocha (e=2,5cm) na face

interna;

• emboço externo e gesso acartonado com lã de rocha (e=5cm) na face

interna.

70

Tabela 8. Resultados dos cálculos das propriedades térmicas e avaliação de paredes considerando α = 0,3 e 0,7

Tipo de Parede Código Rt [m2.K/W]

RT [m2.K/W]

U [W/m2.K] CT [kJ/kg.K] α = 0,3 α = 0,7

Tijolo maciço 5x10x20cm. Acabamento emboço+tijolo+emboço (1 vez) R1+P9+R1 0,28 0,45 2,24 2,24 352,62

Tijolo maciço 5x10x20cm. Acabamento emboço+tijolo+ar(5,5cm)+gesso acartonado (1 vez) R1+P9+A3+R3 0,46 0,63 1,58 1,58 332,75

Tijolo maciço 5x10x20cm. Acabamento emboço+tijolo+gesso (1 vez) R1+P9+R2 0,26 0,43 2,31 2,31 329,72

Tijolo maciço 5x10x20cm. Acabamento tijolo aparente (1 vez) P9 0,24 0,41 2,46 2,46 296,72

Bloco de concreto estrutural,19x19x39cm. Acabamento emboço+bloco+emboço R1+P4+R1 0,23 0,40 2,52 2,52 205,97

Tijolo maciço 5x10x20cm. Acabamento emboço+tijolo+emboço (1/2 vez) R1+P8+R1 0,16 0,33 3,04 3,04 204,62

Tijolo maciço 5x10x20cm. Acabamento emboço+tijolo+ar(5,5cm)+gesso acartonado (1/2 vez) R1+P8+A3+R3 0,34 0,51 1,95 1,95 184,75

Bloco de concreto estrutural,19x19x39cm. Acabamento emboço+bloco+ar(5,5cm)+gesso acartonado R1+P4+A3+R3 0,41 0,58 1,71 1,71 184,31

Tijolo maciço 5x10x20cm. Acabamento emboço+tijolo+gesso (1/2 vez) R1+P8+R2 0,15 0,32 3,16 3,16 181,73

Bloco de concreto estrutural,19x19x39cm. Acabamento emboço+bloco+gesso R1+P4+R2 0,21 0,38 2,61 2,61 179,15

Bloco de concreto estrutural,14x19x39cm. Acabamento emboço+bloco+emboço R1+P2+R1 0,21 0,38 2,65 2,65 169,35

Tijolo maciço 5x10x20cm. Acabamento tijolo aparente (1/2 vez) P8 0,12 0,29 3,46 3,46 148,73

Bloco de concreto estrutural,14x19x39cm. Acabamento emboço+bloco+ar(5,5cm)+gesso acartonado R1+P2+A3+R3 0,40 0,57 1,76 1,76 148,18

Bloco de concreto estrutural,14x19x39cm. Acabamento emboço+bloco+gesso R1+P2+R2 0,19 0,36 2,75 2,75 144,93

Bloco de concreto estrutural,19x19x39cm. Acabamento aparente e não frisado P4 0,18 0,35 2,82 2,82 144,40

Bloco de concreto estrutural,19x19x39cm. Acabamento aparente e frisado P4 0,18 0,35 2,83 2,83 143,72

Bloco de concreto de vedação,19x19x39cm. Acabamento emboço+bloco+emboço R1+P5+R1 0,22 0,39 2,59 2,59 134,51

Bloco de concreto de vedação,14x19x39cm. Acabamento emboço+bloco+emboço R1+P3+R1 0,20 0,37 2,70 2,70 131,20

Tijolo cerâmico, 14x19x29cm. Acabamento emboço+tijolo+emboço R1+P7+R1 0,39 0,56 1,78 1,78 112,01

Bloco de concreto de vedação,19x19x39cm. Acabamento emboço+bloco+ar(5,5cm)+gesso acartonado R1+P5+A3+R3 0,40 0,57 1,75 1,75 111,79

Bloco de concreto de vedação,14x19x39cm. Acabamento emboço+bloco+ar(5,5cm)+gesso acartonado R1+P3+A3+R3 0,39 0,56 1,79 1,79 109,20

Bloco de concreto estrutural,14x19x39cm. Acabamento aparente e não frisado P2 0,16 0,33 3,00 3,00 109,17

Bloco de concreto estrutural,14x19x39cm. Acabamento aparente e frisado P2 0,16 0,33 3,02 3,02 108,43

Bloco de concreto de vedação,19x19x39cm. Acabamento emboço+bloco+gesso R1+P5+R2 0,20 0,37 2,68 2,68 108,30

Bloco de concreto de vedação,14x19x39cm. Acabamento emboço+bloco+gesso R1+P3+R2 0,19 0,36 2,80 2,80 105,82

Tijolo cerâmico, 11,4x14x24cm. Acabamento emboço+tijolo+emboço R1+P6+R1 0,29 0,46 2,18 2,18 103,16

Tijolo cerâmico, 14x19x29cm. Acabamento emboço+tijolo+ar(5,5cm)+gesso acartonado R1+P7+A3+R3 0,61 0,78 1,29 1,29 89,94

Tijolo cerâmico, 14x19x29cm. Acabamento emboço+tijolo+gesso R1+P7+R2 0,37 0,54 1,84 1,84 86,54

(continua)

71

(continuação)

Tijolo cerâmico, 11,4x14x24cm. Acabamento emboço+tijolo+ar(5,5cm)+gesso acartonado R1+P6+A3+R3 0,49 0,66 1,51 1,51 80,92

Tijolo cerâmico, 11,4x14x24cm. Acabamento emboço+tijolo+gesso R1+P6+R2 0,27 0,44 2,26 2,26 77,48

Bloco de concreto de vedação,19x19x39cm. Acabamento aparente e não frisado P5 0,17 0,34 2,90 2,90 70,05

Bloco de concreto de vedação,19x19x39cm. Acabamento aparente e frisado P5 0,17 0,34 2,91 2,91 69,89

Bloco de concreto de vedação,14x19x39cm. Acabamento aparente e não frisado P3 0,16 0,33 3,06 3,06 68,70

Bloco de concreto de vedação,14x19x39cm. Acabamento aparente e frisado P3 0,15 0,32 3,08 3,08 68,41

Tijolo cerâmico, 14x19x29cm. Acabamento tijolo aparente P7 0,34 0,51 1,97 1,97 48,60

Tijolo cerâmico, 11,4x14x24cm. Acabamento tijolo aparente P6 0,24 0,41 2,44 2,44 38,78

Tijolo cerâmico, 11,4x14x24cm. Acabamento emboço+tijolo+lã de rocha(e=5cm)+gesso acartonado R1+P6+I2+R3 1,45 1,62 0,62 0,62 9,26

Tijolo maciço 5x10x20cm. Acabamento emboço+tijolo+lã de rocha(e=5cm)+gesso acartonado (1/2 vez) R1+P8+I2+R3 1,29 1,46 0,69 0,69 9,26

Tijolo cerâmico, 14x19x29cm. Acabamento emboço+tijolo+lã de rocha(e=5cm)+gesso acartonado R1+P7+I2+R3 1,58 1,75 0,57 0,57 9,26

Tijolo maciço 5x10x20cm. Acabamento emboço+tijolo+lã de rocha(e=5cm)+gesso acartonado (1 vez) R1+P9+I2+R3 1,40 1,57 0,64 0,64 9,26

Bloco de concreto estrutural,19x19x39cm. Acabamento emboço+bloco+lã de rocha(e=5cm)+gesso acartonado R1+P4+I2+R3 1,36 1,53 0,65 0,65 9,26

Bloco de concreto estrutural,14x19x39cm. Acabamento emboço+bloco+lã de rocha(e=5cm)+gesso acartonado R1+P2+I2+R3 1,34 1,51 0,66 0,66 9,26 Bloco de concreto de vedação,19x19x39cm. Acabamento emboço+bloco+lã de rocha(e=5cm)+gesso acartonado R1+P5+I2+R3 1,34 1,51 0,66 0,66 9,26

Bloco de concreto de vedação,14x19x39cm. Acabamento emboço+bloco+lã de rocha(e=5cm)+gesso acartonado R1+P3+I2+R3 1,33 1,50 0,66 0,66 9,26

Tijolo cerâmico, 11,4x14x24cm. Acabamento emboço+tijolo+ar(3cm)+lã de rocha(e=2,5cm)+gesso acartonado R1+P6+A2+I1+R3 1,05 1,22 0,82 0,82 8,66 Bloco de concreto estrutural,14x19x39cm. Acabamento emboço+bloco+ar(3cm)+lã de rocha(e=2,5cm)+gesso acartonado R1+P2+A2+I1+R3 0,95 1,12 0,90 0,90 8,66

Tijolo cerâmico, 14x19x29cm. Acabamento emboço+tijolo+ar(3cm)+lã de rocha(e=2,5cm)+gesso acartonado R1+P7+A2+I1+R3 1,18 1,35 0,74 0,74 8,66

Tijolo maciço 5x10x20cm. Acabamento emboço+tijolo+ar(3cm)+lã de rocha(e=2,5cm)+gesso acartonado (1 vez) R1+P9+A2+I1+R3 1,01 1,18 0,85 0,85 8,66 Bloco de concreto estrutural,19x19x39cm. Acabamento emboço+bloco+ar(3cm)+lã de rocha(e=2,5cm)+gesso acartonado R1+P4+A2+I1+R3 0,96 1,13 0,88 0,88 8,66

Bloco de concreto de vedação,19x19x39cm. Acabamento emboço+bloco+ar(3cm)+lã de rocha(e=2,5cm)+gesso acartonado R1+P5+A2+I1+R3 0,95 1,12 0,89 0,89 8,66

Bloco de concreto de vedação,14x19x39cm. Acabamento emboço+bloco+ar(3cm)+lã de rocha(e=2,5cm)+gesso acartonado R1+P3+A2+I1+R3 0,94 1,11 0,90 0,90 8,66

Tijolo maciço 5x10x20cm. Acabamento emboço+tijolo+ar(3cm)+lã de rocha(e=2,5cm)+gesso acartonado (1/2 vez) R1+P8+A2+I1+R3 0,89 1,06 0,94 0,94 8,66

Para α ≤ 0,6 - Zonas 01 e 02 → U ≤ 2,5

Para α ≤ 0,6 - Zonas 03 a 08 → U ≤ 3,7

Para α >0,6 - Zonas 03 a 08 → U ≤ 2,5

C ≥ 130 → para zonas 01 a 06

72

A partir dos cálculos efetuados das propriedades térmicas das composições dos

elementos de fechamento vertical (paredes), observa-se:

a. o desempenho térmico das alvenarias com relação à transmitância térmica e

capacidade térmica para a região estudada estão apresentadas a seguir

(tabela 09):

Tabela 9. Desempenho térmico das alvenarias com relação à transmitância térmica e capacidade térmica para a região estudada

Tipologia da alvenaria U CT α = 0,3 α = 0,7 Acabamento sem revestimento tijolo maciço 20cm (1 vez) Atende Atende Atende tijolo maciço 10cm (1/2 vez) Atende não atende Atende bloco de concreto estrutural 19cm Atende não atende Atende bloco de concreto estrutural 14cm Atende não atende Atende bloco de concreto de vedação 19cm Atende não atende não atende bloco de concreto de vedação 14cm Atende não atende não atende tijolo cerâmico furado 14cm Atende Atende não atende tijolo cerâmico furado 11,5cm Atende Atende não atende Emboço em ambas as faces tijolo maciço 20cm (1 vez) Atende Atende Atende tijolo maciço 10cm (1/2 vez) Atende não atende Atende bloco de concreto estrutural 19cm Atende não atende Atende bloco de concreto estrutural 14cm Atende não atende Atende bloco de concreto de vedação 19cm Atende não atende Atende bloco de concreto de vedação 14cm Atende não atende Atende tijolo cerâmico furado 14cm Atende Atende não atende tijolo cerâmico furado 11,5cm Atende Atende não atende Emboço externo; gesso acartonado na face interna tijolo maciço 20cm (1 vez) Atende Atende Atende tijolo maciço 10cm (1/2 vez) Atende Atende Atende bloco de concreto estrutural 19cm Atende Atende Atende bloco de concreto estrutural 14cm Atende Atende Atende bloco de concreto de vedação 19cm Atende Atende não atende bloco de concreto de vedação 14cm Atende Atende não atende tijolo cerâmico furado 14cm Atende Atende não atende tijolo cerâmico furado 11,5cm Atende Atende não atende (continua)

73

(continuação)

Emboço externo; isolante resistivo na face interna tijolo maciço 20cm (1 vez) Atende Atende não atende tijolo maciço 10cm (1/2 vez) Atende Atende não atende bloco de concreto estrutural 19cm Atende Atende não atende bloco de concreto estrutural 14cm Atende Atende não atende bloco de concreto de vedação 19cm Atende Atende não atende bloco de concreto de vedação 14cm Atende Atende não atende tijolo cerâmico furado 14cm Atende Atende não atende tijolo cerâmico furado 11,5cm Atende Atende não atende

b. em determinados casos, as paredes atendem ao critério da capacidade

térmica mínima (NBR 15575/2008), mas não atende ao critério da

transmitância térmica (NBR 15575/2008);

c. as paredes quando isoladas na face interna não atendem ao critério da

capacidade térmica, apesar de apresentarem baixa transmitância térmica;

d. apenas as alvenarias compostas por tijolos maciços 20cm, atendem a ambos

os critérios em todos os casos e independente da cor, desde que não isolados

na face interna;

e. alvenarias compostas por tijolos maciços ou blocos de concreto estrutural

revestidos externamente por emboço e internamente por gesso acartonado

separado da alvenaria por um espaçamento de ar, atendem a ambos os

critérios e independente da cor;

f. paredes compostas por tijolos cerâmicos furados não atendem ao critério de

capacidade térmica em nenhum dos casos analisados;

g. todas as demais composições não atendem a ambos os critérios

simultaneamente.

74

h. a absortância solar influi no valor do critério para avaliação da transmitância

térmica para as zonas bioclimáticas 03 a 08 (NBR 15575/2008). Dessa forma,

em determinados casos, as paredes com α=0,7 não atendem ao critério de

transmitância térmica. Quando α=0,3, todas as paredes atendem ao critério

de transmitância térmica;

i. quando α=0,3, todas as paredes compostas por bloco de concreto estrutural,

desde que não isolados internamente, apresentaram resultados satisfatórios

em ambos os critérios e para todos os casos analisados;

j. quando α=0,3, paredes compostas por blocos de concreto de vedação e

revestidas em ambas as faces por emboço apresentaram resultados

satisfatórios para ambos os critérios. Quando compostas de outras maneiras,

não atendem ao critério da capacidade térmica.

75

6.2. Resultados dos Cálculos das Propriedades Térmicas de Elementos de Vedação de Coberturas: Resistência Térmica, Transmitância Térmica e Capacidade Térmica (Método Simplificado)

As propriedades térmicas dos elementos de vedação das coberturas foram

calculadas usando as propriedades térmicas apresentadas no quadro 15 e usando

as equações 03 a 08. Os critérios para avaliação das coberturas, segundo NBR

15575/2008, levam em consideração somente a transmitância térmica e não a

capacidade térmica. Para identificar se as tipologias construtivas analisadas

atendem a esse critério e em qual nível de desempenho térmico, as células da

tabela 10 estão formatadas segundo critério de cores adotado a seguir:

Critérios e níveis de desempenho térmico quanto a transmitância térmica das

coberturas (NBR 15575/2008):

• Não atende

• U ≤ 2,5 – nível mínimo

• U ≤ 1,5 – nível intermediário

• U ≤ 1,0 – nível superior

Na tabela 10 são apresentados os valores obtidos de propriedades térmicas dos

elementos construtivos das coberturas. As coberturas foram compostas com os

seguintes elementos:

• telha cerâmica;

• telha de fibrocimento 6, 8 e 10mm;

• laje mista com EPS ou lajota cerâmica;

• laje maciça;

• lã de rocha 2,5 e 5 cm;

• forro em gesso acartonado;

• laje revestida com emboço.

Podendo ser: somente cobertura com telha sem forro; telha com forro horizontal;

telha com laje; telha com forro horizontal e laje; laje impermeabilizada sem telhado.

76

Tabela 10. Resultados dos cálculos das propriedades térmicas e avaliação de coberturas Tipo de Cobertura Código Rt

[m2.K/W]RT

[m2.K/W] U

[W/m2.K] CT

[kJ/(kg.K)] Telha cerâmica+ar+laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+ar+lã de rocha 5cm+gesso acartonado C8+A3+C2+C7+A3+I2+R3 2.94 3.15 0.32 11.28 Telha de fibrocimento (e=10mm)+ar+laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+ar+lã rocha 5cm+gesso acartonado C11+A3+C2+C7+A3+I2+R3 2.93 3.14 0.32 11.28 Telha de fibrocimento (e=8mm)+ar+laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+lã rocha 5cm+ar+gesso acartonado C10+A3+C2+C7+A3+I2+R3 2.93 3.14 0.32 11.28 Telha de fibrocimento (e=6mm)+ar+laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+ar+lã rocha 5cm+gesso acartonado C9+A3+C2+C7+A3+I2+R3 2.93 3.14 0.32 11.28 Regularização+proteção mecânica+impermeabilização com manta 4mm+regularização+Laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+ar+lã rocha 5cm+gesso acartonado C4+C5+C6+C4+C2+C7+A3+I2+R3 2.76 2.97 0.34 11.28 Telha cerâmica+ar+laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+ar+lã de rocha 2,5cm+gesso acartonado C8+A3+C2+C7+A3+I1+R3 2.27 2.48 0.40 10.68 Telha de fibrocimento (e=10mm)+ar+laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+ar+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado C11+A3+C2+C7+A3+I1+R3 2.27 2.48 0.40 10.68 Telha de fibrocimento (e=8mm)+ar+laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+ar+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado C10+A3+C2+C7+A3+I1+R3 2.26 2.47 0.40 10.68 Telha de fibrocimento (e=6mm)+ar+laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+ar+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado C9+A3+C2+C7+A3+I1+R3 2.26 2.47 0.40 10.68 Regularização+proteção mecânica+impermeabilização com manta 4mm+regularização+Laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+ar+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado C4+C5+C6+C4+C2+C7+A3+I1+R3 2.08 2.29 0.44 10.68 Telha cerâmica+ar+laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+ar+lã rocha 5cm+gesso acartonado C8+A3+C2+C3+A3+I2+R3 1.88 2.09 0.48 11.28 Telha de fibrocimento (e=10mm)+ar+laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+ar+lã rocha 5cm+gesso acartonado C11+A3+C2+C3+A3+I2+R3 1.88 2.09 0.48 11.28 Telha de fibrocimento (e=8mm)+ar+laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+ar+lã rocha 5cm+gesso acartonado C10+A3+C2+C3+A3+I2+R3 1.88 2.09 0.48 11.28 Telha de fibrocimento (e=6mm)+ar+laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+ar+lã rocha 5cm+gesso acartonado C9+A3+C2+C3+A3+I2+R3 1.88 2.09 0.48 11.28 Regularização+proteção mecânica+impermeabilização com manta 4mm+regularização+laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+ar+lã rocha 5cm+gesso acartonado C4+C5+C6+C4+C2+C3+A3+R2+R3 1.73 1.94 0.51 11.28 Telha cerâmica+ar+laje maciça h=7cm+ar+lã rocha 5cm+gesso acartonado C8+A3+C1+A3+I2+R3 1.62 1.83 0.55 11.28 Telha de fibrocimento (e=10mm)+ar+laje maciça h=7cm+ar+lã rocha 5cm+gesso acartonado C11+A3+C1+A3+I2+R3 1.62 1.83 0.55 11.28 Telha de fibrocimento (e=8mm)+ar+laje maciça h=7cm+ar+lã rocha 5cm+gesso acartonado C10+A3+C2+C3+A3+I2+R3 1.62 1.83 0.55 11.28 Telha de fibrocimento (e=6mm)+ar+laje maciça h=7cm+ar+lã rocha 5cm+gesso acartonado C9+A3+C2+C3+A3+I2+R3 1.61 1.82 0.55 11.28 Regularização+proteção mecânica+impermeabilização com manta 4mm+regularização+laje maciça+ar+lã rocha 5cm+gesso acartonado C4+C5+C6+C4+C1+A3+I2+R3 1.47 1.68 0.59 11.28 Telha cerâmica+ar+laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+ar+gesso acartonado C8+A3+C2+C7+A3+R3 1.47 1.68 0.60 15.84 Telha de fibrocimento (e=10mm)+ar+laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+ar+gesso acartonado C11+A3+C2+C7+A3+R3 1.47 1.68 0.60 15.84 Telha de fibrocimento (e=8mm)+ar+laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+ar+gesso acartonado C10+A3+C2+C7+A3+R3 1.46 1.67 0.60 15.84 Telha de fibrocimento (e=6mm)+ar+laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+ar+gesso acartonado C9+A3+C2+C7+A3+R3 1.46 1.67 0.60 15.84 Telha cerâmica+ar+lã rocha 5cm+gesso acartonado C8+A3+I2+R3 1.37 1.58 0.63 11.28 Telha de fibrocimento (e=10mm)+ar+lã rocha 5cm+gesso acartonado C11+A3+I2+R3 1.37 1.58 0.63 11.28

Telha de fibrocimento (e=8mm)+ar+lã rocha 5cm+gesso acartonado C10+A3+I2+R3 1.37 1.58 0.63 11.28

(continua)

77

(continuação)

Telha de fibrocimento (e=6mm)+ar+lã rocha 5cm+gesso acartonado C9+A3+I2+R3 1.36 1.57 0.64 11.28 Telha cerâmica+ar+laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+ar+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado C8+A3+C2+C3+A3+I1+R3 1.32 1.53 0.65 10.68 Telha de fibrocimento (e=10mm)+ar+laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+ar+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado C11+A3+C2+C3+A3+I1+R3 1.32 1.53 0.65 10.68 Telha de fibrocimento (e=8mm)+ar+laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+ar+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado C10+A3+C2+C3+A3+I1+R3 1.32 1.53 0.66 10.68 Telha de fibrocimento (e=6mm)+ar+laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+ar+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado C9+A3+C2+C3+A3+I1+R3 1.31 1.52 0.66 10.68 Regularização+proteção mecânica+impermeabilização com manta 4mm+regularização+Laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+ar+gesso acartonado C4+C5+C6+C4+C2+C7+A3+R3 1.19 1.40 0.71 15.87 Regularização+proteção mecânica+impermeabilização com manta 4mm+regularização+laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+ar+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado C4+C5+C6+C4+C2+C3+A3+I1+R3 1.17 1.38 0.73 10.68 Telha cerâmica+ar+laje maciça h=7cm+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado C8+A3+C1+A3+I1+R3 1.07 1.28 0.78 10.68 Telha de fibrocimento (e=10mm)+ar+laje maciça h=7cm+ar+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado C11+A3+C1+A3+I1+R3 1.07 1.28 0.78 10.68 Telha de fibrocimento (e=8mm)+ar+laje maciça h=7cm+ar+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado C10+A3+C1+A3+I1+R3 1.06 1.27 0.79 10.68 Telha de fibrocimento (e=6mm)+ar+laje maciça h=7cm+ar+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado C9+A3+C1+A3+I1+R3 1.06 1.27 0.79 10.68 Telha cerâmica+ar+laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+emboço C8+A3+C2+C7+R1 1.03 1.24 0.80 37.28 Telha de fibrocimento (e=10mm)+ar+laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+emboço C11+A3+C2+C7+R1 1.03 1.24 0.80 37.26 Telha de fibrocimento (e=8mm)+ar+laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+emboço C10+A3+C2+C7+R1 1.03 1.24 0.81 37.26 Telha de fibrocimento (e=6mm)+ar+laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+emboço C9+A3+C2+C7+R1 1.02 1.23 0.81 37.25 Regularização+proteção mecânica+impermeabilização com manta 4mm+regularização+laje maciça+ar+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado C4+C5+C6+C4+C1+C7+R1 0.92 1.13 0.89 10.68 Telha cerâmica+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado C8+A3+I1+R3 0.82 1.03 0.97 10.68 Telha de fibrocimento (e=10mm)+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado C11+A3+I1+R3 0.82 1.03 0.98 10.68 Telha de fibrocimento (e=8mm)+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado C10+A3+I1+R3 0.81 1.02 0.98 10.68 Telha de fibrocimento (e=6mm)+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado C9+A3+I1+R3 0.81 1.02 0.98 10.68 Telha cerâmica+laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+gesso acartonado C8+A3+C2+C3+A3+R3 0.75 0.96 1.05 340.89 Telha de fibrocimento (e=10mm)+ar+laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+ar+gesso acartonado C11+A3+C2+C3+A3+R3 0.75 0.96 1.05 335.43 Telha de fibrocimento (e=8mm)+ar+laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+ar+gesso acartonado C10+A3+C2+C3+A3+R3 0.74 0.95 1.05 332.52 Telha de fibrocimento (e=6mm)+ar+laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+ar+gesso acartonado C9+A3+C2+C3+A3+R3 0.74 0.95 1.05 329.62 Regularização+proteção mecânica+impermeabilização com manta 4mm+regularização+Laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+emboço C4+C5+C6+C4+C2+C7+R1 0.65 0.86 1.16 37.41 Regularização+proteção mecânica+impermeabilização com manta 4mm+regularização+laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+ar+gesso acartonado C4+C5+C6+C4+C2+C3+A3+R3 0.59 0.80 1.26 411.77 Telha cerâmica+laje maciça h=7cm+gesso acartonado C8+A3+C1+A3+R3 0.51 0.72 1.39 197.74 Telha de fibrocimento (e=10mm)+ar+laje maciça h=7cm+ar+gesso acartonado C11+A3+C1+A3+R3 0.51 0.72 1.39 192.36 Telha de fibrocimento (e=8mm)+ar+laje maciça h=7cm+ar+gesso acartonado C10+A3+C1+A3+R3 0.51 0.72 1.40 189.50 (continua)

78

(continuação) Telha de fibrocimento (e=6mm)+ar+laje maciça h=7cm+ar+gesso acartonado C9+A3+C1+A3+R3 0.50 0.71 1.40 186.65 Telha cerâmica+laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+emboço C8+A3+C2+C3+R1 0.50 0.71 1.41 359.02 Telha de fibrocimento (e=10mm)+ar+laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+emboço C11+A3+C2+C3+R1 0.50 0.71 1.41 353.56 Telha de fibrocimento (e=6mm)+ar+laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+emboço C9+A3+C2+C3+R1 0.49 0.70 1.42 601.17 Telha de fibrocimento (e=8mm)+ar+laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+emboço C10+A3+C2+C3+R1 0.48 0.69 1.45 350.66 Regularização+proteção mecânica+impermeabilização com manta 4mm+regularização+laje maciça+ar+gesso acartonado C4+C5+C6+C4+C1+A3+R3 0.36 0.57 1.75 267.69 Regularização+proteção mecânica+impermeabilização com manta 4mm+regularização+laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+emboço C4+C5+C6+C4+C2+C3+R1 0.32 0.53 1.89 429.80 Laje mista (EPS) h(8+4)=12cm C2+C7 0.31 0.52 1.91 3.51 Telha cerâmica+laje maciça h=7cm+emboço C8+A3+C1+R1 0.29 0.50 2.01 215.58 Telha de fibrocimento (e=10mm)+ar+laje maciça h=7cm+emboço C11+A3+C1+R1 0.29 0.50 2.02 210.20 Telha de fibrocimento (e=8mm)+ar+laje maciça h=7cm+emboço C10+A3+C1+R1 0.28 0.49 2.03 207.35 Telha de fibrocimento (e=6mm)+ar+laje maciça h=7cm+emboço C9+A3+C1+R1 0.28 0.49 2.04 204.49 Telha cerâmica+gesso acartonado C8+A3+R3 0.26 0.47 2.12 29.74 Telha de fibrocimento (e=10mm)+gesso acartonado C11+A3+R3 0.26 0.47 2.13 24.36 Telha de fibrocimento (e=8mm)+gesso acartonado C10+A3+R3 0.26 0.47 2.14 21.50 Telha de fibrocimento (e=6mm)+gesso acartonado C9+A3+R3 0.25 0.46 2.16 18.65 Laje mista (lajota) h(8+4)=12cm C2+C3 0.14 0.35 2.83 143.78 Regularização+proteção mecânica+impermeabilização com manta 4mm+regularização+laje maciça+emboço C4+C5+C6+C4+C1+R1 0.14 0.35 2.88 285.54 Telha cerâmica C8 0.02 0.23 4.42 19.66 Telha de fibrocimento (e=10mm) C11 0.02 0.23 4.44 14.28 Telha de fibrocimento (e=8mm) C10 0.01 0.22 4.50 11.42 Telha de fibrocimento (e=6mm) C9 0.01 0.22 4.56 8.57 Critérios e níveis de desempenho de coberturas quanto à transmitância térmica, segundo NBR 15575/2008 Para zonas 01 a 07 Não atende U ≤ 2,3 - Nível mínimo U ≤ 1,5 - Nível intermediário U ≤ 1,0 - Nível superior

79

Dos cálculos das propriedades das composições de elementos da cobertura, pode-

se verificar que:

a. segundo critérios da NBR 15575/2008, no que se refere a máxima

transmitância térmica das cobertura, as coberturas compostas apenas por

telhado não atendem aos requisitos mínimos da norma;

b. em qualquer dos outros casos, isto é, coberturas com telhado + laje e/ou

forro, atendem ao critério da norma;

c. Pela tabela, pode-se observar os níveis de desempenho dos sistemas:

i. telhado + forro + isolante térmico → nível superior; Obs.: qualquer tipo de forro: gesso acartonado, laje maciça ou mista,

desde que com isolante térmico resistivo, nos casos estudados com lã de

rocha com espessura > 2,5cm (Rt > 0,55 m2.K/W);

ii. telhado + laje mista (EPS) + forro → nível superior; Obs.: forro sem isolante térmico.

iii. telhado + laje mista (lajota) + forro → nível intermediário;

Obs.: forro sem isolante térmico.

iv. telhado + laje maciça + forro → nível intermediário;

Obs.: forro sem isolante térmico.

v. telhado + laje mista (EPS) rebocada → nível superior

vi. telhado + laje mista (lajota) rebocada → nível intermediário;

vii. telhado + laje maciça (e=7cm) rebocada → nível mínimo;

80

viii. laje mista (EPS) rebocada → nível intermediário

Obs.: sem telhado e sem qualquer tipo de isolante térmico.

ix. laje mista (lajota) rebocada → nível mínimo


x. laje maciça (e=7cm) rebocada → não atende!!


xi. telhado + forro → nível mínimo

Obs.: qualquer telha (cerâmica ou fibrocimento) e sem qualquer tipo de

isolante térmico

xii. somente telhado → não atende!!!

Obs.: para qualquer tipo de telha (cerâmica ou fibrocimento), sem forro e

sem qualquer tipo de isolante térmico

81

6.3. Resultados das Simulações (orientação solar = 0o e α= 0,7) Todos os resultados das simulações podem ser verificados no anexo 1. A seguir são

apresentados alguns gráficos (figuras 16 e 17) que demonstram os resultados

qualitativamente para a situação simulada (verão - dormitório 03 - O.S. = 0o; α=0,7).

Nos gráficos são apresentados os valores horários da temperatura interna, externa e

os limites de desempenho definidos pela NBR 15575/2008.

Figura 16. Temperatura ambiente interna para um dia típico de verão (paredes - O.S =0o; =0,7)

Figura 17. Temperatura ambiente interna para um dia típico de verão (coberturas - O.S =0o; =0,7)

22

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0:00

Temperatura Externa

BCE14+E+E

BCE19+E+E

BCV14+E+E

BCV19+E+E

TJC11+E+E

TJC14+E+E

TJM10+E+E

TJM20+E+E

Mínimo

Intermediário

Superior

DIA TÍPICO DE VERÃO ‐ 21.JAN ‐ SÃO PAULO‐SP Análise em Função de Tipologias Construtivas de Paredes

Orientação Solar = 0o; α=0,7Dormitório 03

COBERTURATelha: cerâmicaForro: laje mista (lajota) + emboço

222324252627282930313233343536

1:00

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18:00

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21:00

22:00

23:00

0:00

Temperatura Externa

TCer

TCer+LjMc+E

TCer+LjLaj+E

TCer+LjEPS+E

TCer+GsAct

TCer+L2,5+GsAct

TCer+L5+GsAct

Mínimo

Intermediário

Superior

DIA TÍPICO DE VERÃO ‐ 21.JAN ‐ SÃO PAULO‐SP Análise Segundo Combinações com Telha Cerâmica


PAREDEBloco concr. vedação 14cmRev. ext. = emboçoRev. int. = emboço

82

O gráfico 16 foi traçado para análise do desempenho térmico de tipologias

construtivas de paredes (α=0,7), com orientação solar = 0o, para um dia típico de

verão na cidade de São Paulo-SP. Nele estão demonstradas as temperaturas

horárias do ar ambiente interno, do ar externo e limites para níveis de desempenho

definidos pela NBR 15575/2008. A cobertura utilizada nas simulações para todas as

combinações de paredes foi a composta por telha cerâmica + laje mista com lajota

cerâmica revestida por emboço. Todas as paredes simuladas são revestidas em

ambas as faces por emboço.

Pode-se observar que para essas condições, somente as paredes compostas por

tijolos maciços (10 e 20cm) ou por blocos de concreto estrutural (19cm) atendem ao

desempenho térmico mínimo exigido pela norma. Todas as demais composições de

paredes não apresentam desempenho térmico mínimo exigido pela norma. Nesses

casos, a máxima temperatura ambiente interna é superior a máxima temperatura

ambiente externa.

No gráfico 17, as condições de análise são iguais as do gráfico 16. Porém, nesse

caso, a análise é da cobertura. Assim, adotou-se como referência a parede

composta por bloco de concreto de vedação (14cm) revestida em ambas as faces

por emboço com α=0,7. Nos casos analisados, somente a cobertura composta por

telha cerâmica + laje mista com EPS + emboço apresentou desempenho mínimo.

Todas as demais composições analisadas resultaram em desempenho térmico

insatisfatório, sendo que, a cobertura composta apenas por telha, sem qualquer tipo

de forro ou laje, apresentou temperatura máxima interna com 3oC acima da máxima

temperatura ambiente externa.

83

• Avaliação das alvenarias Na avaliação de desempenho térmico de alvenarias (tabela 11), adotou-se um

mesmo tipo de cobertura (telha cerâmica + laje mista (lajota) + emboço) e uma

mesma orientação solar (0o) nas simulações.

• Avaliação das coberturas Na avaliação de desempenho térmico de coberturas (tabelas 12 e 13), adotou-se um

mesmo tipo de parede (bloco de concreto de vedação 14cm revestida em ambas as

faces por emboço) e uma mesma orientação solar (0o) nas simulações. As

coberturas foram simuladas em 5 grupos: telha de fibrocimento 6mm; telha

cerâmica; laje maciça impermeabilizada; laje mista (com lajotas) impermeabilizada;

laje mista (com EPS) impermeabilizada.

• Avaliação da orientação solar Na avaliação de desempenho térmico segundo a orientação solar (tabela 14),

adotou-se um mesmo tipo de parede (bloco de concreto de vedação 14cm revestida

em ambas as faces por emboço) e um mesmo tipo de cobertura (telha cerâmica +

laje mista (lajota) + emboço). A edificação foi rotacionada de 45o em 45o.

As tabelas de 11 a 14 apresentam as temperaturas máximas e mínimas do ar

ambiente interno dos dormitórios e sala; temperatura do ar externo. Sendo adotada

a convenção de cores a seguir para determinar o nível de desempenho da

composição construtiva.

Não atende Mínimo Intermediário Superior

84

Tabela 11. Nível de desempenho em função de tipologias construtivas de alvenarias (O.S. = 0o; α=0,7)

TIPOLOGIA CONSTRUTIVA (PAREDES)

TEMPERATURA AMBIENTE INTERNA INVERNO VERÃO

Quarto 01 Quarto 02 Quarto 03 Sala Quarto 01 Quarto 02 Quarto 03 Sala

Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx.

Temperatura Externa 6,2 16,1 6,2 16,1 6,2 16,1 6,2 16,1 22,7 31,8 22,7 31,8 22,7 31,8 22,7 31,8

R1+P2+R1 Emboço+ bloco de concreto estrutural 14cm + emboço 12,1 16,2 12,6 18,3 13,0 19,5 14,2 19,6 26,4 31,5 26,5 31,5 26,4 32,2 24,1 28,2


R1+P3+R1 Emboço+ bloco de concreto vedação 14cm + emboço 11,8 16,4 12,3 18,7 12,6 20,1 13,9 20,0 26,1 31,7 26,2 31,7 26,1 32,7 23,9 28,5


R1+P6+R1 Emboço+ tijolo cerâmico 11,5cm + emboço 12,0 16,4 12,4 18,5 12,8 19,9 14,1 19,8 26,2 31,6 26,3 31,6 26,2 32,6 23,9 28,2

R1+P7+R1 Emboço+ tijolo cerâmico 14cm + emboço 12,3 16,2 12,9 17,9 13,3 19,3 14,5 19,3 26,4 31,3 26,6 31,3 26,5 32,1 24,0 27,8

R1+P8+R1 Emboço+ tijolo maciço 10cm (1/2 vez) + emboço 13,0 15,7 13,7 16,9 14,3 18,0 15,2 18,2 27,1 30,6 27,1 30,6 27,2 31,0 24,6 27,2

R1+P9+R1 Emboço+ tijolo maciço 20cm (1 vez) + emboço 13,1 15,7 13,9 16,8 14,4 17,9 15,3 18,1 27,1 30,5 27,2 30,6 27,2 30,9 24,7 27,1

Níveis de Desempenho Não Atende Mínimo Intermediário Superior

Na avaliação das alvenarias, para a situação proposta de cobertura e orientação solar da edificação, observa-se:

Condição de inverno: ● Quarto 01 - quaisquer tipologias construtivas de alvenarias atendem ao requisito da NBR 15575/2008

com nível intermediário.

Condição de verão: ● Quarto 03 - apenas as paredes compostas por tijolo maciço e bloco de concreto estrutural de 19cm,

atendem à norma.

85

Tabela 12. Nível de desempenho em função de coberturas com laje impermeabilizada sem telhado (O.S. = 0o; α=0,7)

TIPOLOGIA CONSTRUTIVA (COBERTURA COMPOSTA POR LAJE SEM TELHADO)





C1+R1 Laje maciça + emboço 11,3 16,6 11,9 18,8 12,2 20,2 13,9 20,0 26,0 32,3 26,2 32,3 26,0 33,2 24,0 28,5

C1+A3+R3 Laje maciça + AR + gesso acartonado 11,7 16,5 12,2 18,8 12,6 20,4 13,9 20,1 26,1 31,7 26,2 31,7 26,0 32,7 23,9 28,4

C1+A3+I1+R3 Laje maciça + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado 12,0 16,4 12,5 18,9 13,0 20,5 14,0 20,1 26,0 31,2 26,1 31,3 25,9 32,3 23,9 28,4

C1+A3+I2+R3 Laje maciça + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado 12,1 16,4 12,6 18,9 13,1 20,6 14,0 20,2 25,9 31,1 26,0 31,1 25,9 32,2 23,8 28,4

C2C3+R1 Laje mista (lajota) + emboço 11,3 16,7 11,9 18,8 12,2 20,2 13,9 20,0 26,0 32,3 26,2 32,3 26,0 33,2 24,0 28,5

C2C3+A3+R3 Laje mista (lajota) + AR + gesso acartonado 11,7 16,5 12,2 18,9 12,6 20,4 13,9 20,1 26,0 31,7 26,2 31,7 26,0 32,7 23,9 28,4 C2C3+A3+I1+R3

Laje mista (lajota) + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado 12,0 16,4 12,5 18,9 13,0 20,5 14,0 20,1 26,0 31,2 26,1 31,3 25,9 32,3 23,9 28,4

C2C3+A3+I2+R3

Laje mista (lajota) + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado 12,1 16,4 12,6 19,0 13,1 20,6 14,0 20,2 25,9 31,1 26,0 31,1 25,9 32,2 23,8 28,4

C2C7+R1 Laje mista (EPS) + emboço 12,2 16,4 12,8 18,9 13,3 20,4 14,0 20,2 26,0 30,9 26,1 31,0 26,0 32,0 23,8 28,4

C2C7+A3+R3 Laje mista (EPS) + AR + gesso acartonado 12,2 16,5 12,7 19,0 13,2 20,6 14,0 20,2 25,9 31,0 26,0 31,0 25,9 32,1 23,8 28,4 C2C7+A3+I1+R3

Laje mista (EPS) + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado 12,2 16,5 12,7 19,0 13,2 20,6 14,0 20,2 25,9 31,0 25,9 31,0 25,8 32,1 23,8 28,4

C2C7+A3+I2+R3

Laje mista (EPS) + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado 12,2 16,5 12,7 19,0 13,2 20,7 14,0 20,2 25,9 31,0 25,9 31,0 25,8 32,1 23,8 28,4


Na avaliação de coberturas sem telhado, para a situação proposta de parede e orientação solar da edificação, observa-se:

Condição de inverno: ● Quarto 01 - quaisquer tipologias construtivas de coberturas atendem ao requisito da NBR 15575/2008


Condição de verão: ● Quarto 03 - nenhuma tipologia atende ao requisito mínimo da norma.

86

Tabela 13. Nível de desempenho em função de coberturas compostas por telhado com ou sem forro (O.S. = 0o; α=0,7)

TIPOLOGIA CONSTRUTIVA (COBERTURA COMPOSTA POR TELHADO

COM OU SEM FORRO)



Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Temperatura Externa 6,2 16,1 6,2 16,1 6,2 16,1 6,2 16,1 22,7 31,8 22,7 31,8 22,7 31,8 22,7 31,8

C9 Telha em fibrocimento 6mm 9,3 20,5 9,6 21,9 10,2 22,5 13,7 20,3 24,2 36,8 24,2 37,0 24,3 36,8 23,9 28,9

C9+A3+C1+R1 Telha em fibrocimento 6mm + AR + laje maciça + emboço 12,0 16,8 12,4 19,0 12,8 20,4 13,9 20,1 26,4 32,3 26,5 32,3 26,3 33,2 24,0 28,5

C9+A3+C2C3+R1 Telha em fibrocimento 6mm + AR + laje mista (lajota) + emboço 12,0 16,8 12,4 19,0 12,8 20,4 13,9 20,1 26,3 32,3 26,5 32,3 26,3 33,2 24,0 28,5

C9+A3+C2C7+R1 Telha em fibrocimento 6mm + AR + laje mista (EPS) + emboço 12,3 16,4 12,8 18,9 13,3 20,5 14,0 20,2 26,1 31,0 26,2 31,0 26,1 32,1 23,9 28,4

C9+A3+R3 Telha em fibrocimento 6mm + AR + gesso acartonado 10,9 18,2 11,3 20,1 11,7 21,3 13,8 20,1 25,2 33,5 25,2 33,6 25,3 34,1 23,9 28,6

C9+A3+I1+R3 Telha em fibrocimento 6mm + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado 11,6 17,2 12,1 19,6 12,7 21,0 13,9 20,2 25,6 32,0 25,6 32,1 25,6 32,9 23,9 28,5

C9+A3+I2+R3 Telha em fibrocimento 6mm + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado 11,9 16,9 12,3 19,4 12,9 20,9 14,0 20,2 25,7 31,6 25,7 31,6 25,7 32,5 23,8 28,4

C8 Telha cerâmica 9,2 19,2 9,5 20,8 10,1 21,6 13,7 20,2 24,0 35,3 24,0 35,5 24,1 35,4 23,8 28,7

C8+A3+C1+R1 Telha cerâmica + AR + laje maciça + emboço 11,8 16,4 12,3 18,7 12,7 20,0 13,9 20,0 26,2 31,7 26,3 31,7 26,1 32,7 23,9 28,5 C8+A3+C2C3+R1 Telha cerâmica + AR + laje mista (lajota) + emboço 11,8 16,4 12,3 18,7 12,6 20,1 13,9 20,0 26,1 31,7 26,2 31,7 26,1 32,7 23,9 28,5

C8+A3+C2C7+R1 Telha cerâmica + AR + laje mista (EPS) + emboço 12,2 16,3 12,8 18,9 13,3 20,4 14,0 20,2 26,0 30,9 26,1 31,0 26,0 32,0 23,8 28,4

C8+A3+R3 Telha cerâmica + AR + gesso acartonado 10,8 17,6 11,2 19,7 11,7 20,9 13,8 20,1 25,1 32,9 25,1 33,0 25,1 33,6 23,9 28,6

C8+A3+I1+R3 Telha cerâmica + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado 11,6 17,0 12,0 19,4 12,6 20,9 13,9 20,2 25,5 31,7 25,5 31,8 25,5 32,6 23,8 28,4

C8+A3+I2+R3 Telha cerâmica + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado 11,8 16,8 12,3 19,3 12,9 20,8 14,0 20,2 25,6 31,4 25,7 31,5 25,6 32,4 23,8 28,4


87

Na avaliação de coberturas compostas por telhado com ou sem forro, para a situação proposta de parede e orientação solar da

edificação, observa-se:

Condição de inverno: ● Quarto 01 - dentre as tipologias analisadas as coberturas compostas somente por telhado sem forro

ou telhado com forro (não isolado) apresentaram nível mínimo de desempenho.

● Quarto 01 - coberturas compostas por telhados + laje ou telhado mais forro isolado apresentaram nível

intermediário.

Condição de verão: ● Quarto 03 - nenhuma tipologia atende ao requisito mínimo de desempenho da norma.

88

Tabela 14. Nível de desempenho segundo a orientação solar da edificação (α=0,7)

ORIENTAÇÃO SOLAR





0o 11,8 16,4 12,3 18,7 12,6 20,1 13,9 20,0 26,1 31,7 26,2 31,7 26,1 32,7 23,9 28,5

45o 11,8 16,3 12,0 17,3 12,6 20,2 13,8 18,9 26,5 33,0 26,4 32,0 26,1 32,3 24,0 28,7

90o 12,0 17,8 11,8 16,5 12,6 19,6 13,7 18,1 26,3 32,9 26,1 31,7 25,8 31,3 23,9 28,5

135o 12,3 19,3 11,8 16,5 12,2 17,7 13,7 17,5 26,5 33,0 26,5 33,1 26,2 31,8 24,1 29,2

180o 12,7 19,9 12,0 17,9 12,2 16,8 13,7 18,2 26,2 32,1 26,4 33,0 26,2 31,7 24,1 29,1

225o 12,6 19,5 12,3 19,1 12,3 16,6 13,9 18,8 26,3 32,1 26,5 33,1 26,5 32,3 24,2 29,4

270o 12,5 18,9 12,5 19,8 12,4 17,6 14,0 19,6 26,1 31,5 26,1 32,1 26,1 32,1 24,0 29,0

315o 12,0 17,3 12,4 19,3 12,5 18,8 13,9 19,9 26,3 31,9 26,4 32,2 26,3 33,1 24,1 29,1




Condição de inverno: ● Quarto 01 - a edificação em qualquer orientação solar apresentou nível intermediário.

Condição de verão: ● Quarto 03 - as orientações: 90, 135, 180 apresentaram nível mínimo de desempenho. As demais

orientações analisadas não atendem aos critérios da NBR 15575/2008.

89

Pelos resultados analisados das simulações realizadas, com absortância solar das

paredes = 0,7 e considerando-se variações de alvenarias, coberturas e orientação

solar, constata-se:

a. Sala - as condições de desempenho térmico na sala foram atendidas em

quaisquer das situações simuladas. A influência da radiação solar se dá

apenas pelas paredes. Não há influência da cobertura, pois outros ambientes

fechados da residência estão acima dessa sala. Há uma elevada inércia na

“cobertura” dessa sala. Nos gráficos, figuras 18 e 19, que consideram o dia

típico de verão, estão: temperatura do ar interior, temperatura do ar exterior e

limites de temperatura segundo NBR 15575/2008. Na figura 18, que leva em

consideração as diferentes tipologias de paredes, nota-se uma leve variação

de temperatura do ar interno em função da mudança na tipologia da parede.

Na figura 19, pode-se observar que com a mudança na tipologia da cobertura

quase não há variação na temperatura do ar interior.

Figura 18. Temperatura ambiente interna para um dia típico de verão – sala (paredes - O.S=0o; α=0,7)

17181920212223242526272829303132333435363738

1:00

2:00

3:00

4:00

5:00

6:00

7:00

8:00

9:00

10:00

11:00

12:00

13:00

14:00

15:00

16:00

17:00

18:00

19:00

20:00

21:00

22:00

23:00

0:00

Temperatura Externa

BCE14+E+E

BCE19+E+E

BCV14+E+E

BCV19+E+E

TJC11+E+E

TJC14+E+E

TJM10+E+E

TJM20+E+E

Mínimo

Intermediário

Superior


Orientação Solar = 0o; α=0,7Sala ‐ Térreo


90

Figura 19. Temperatura ambiente interna para um dia típico de verão – sala (coberturas com telha cerâmica - O.S=0o; α=0,7)

Pode-se observar nos gráficos do anexo A que:

● a amplitude térmica nesse ambiente é relativamente pequena,

principalmente, quando comparado com outros ambientes;

● influência da tipologia de cobertura na temperatura interna desse

ambiente é desprezível;

● os fatores que mais influenciam na temperatura do ambiente é o tipo

de parede e a orientação solar da edificação;

● no inverno apresenta nível de desempenho superior;

● no verão apresenta nível de desempenho intermediário ou superior.

17181920212223242526272829303132333435363738

1:00

2:00

3:00

4:00

5:00

6:00

7:00

8:00

9:00

10:00

11:00

12:00

13:00

14:00

15:00

16:00

17:00

18:00

19:00

20:00

21:00

22:00

23:00

0:00

Temperatura Externa

TCer

TCer+LjMc+E

TCer+LjLaj+E

TCer+LjEPS+E

TCer+GsAct

TCer+L2,5+GsAct

TCer+L5+GsAct

Mínimo

Intermediário

Superior


Orientação Solar = 0o; α=0,7Sala ‐ Térreo


91

b. Condições de inverno - o ambiente analisado para a condição de inverno é

o quarto 01 com pior orientação solar para esta estação do ano. Janela

voltada para o sul, com outra parede exposta para o leste.

● com relação às coberturas, em qualquer dos casos analisados, o nível

mínimo de desempenho é atingido;

● com relação às paredes analisadas, em qualquer dos casos, pelo

menos o nível intermediário é atingido;

● com relação às coberturas, as compostas por telhado + laje

apresentaram nível intermediário. Coberturas compostas por telhado +

forro (isolados) apresentaram nível intermediário. Coberturas

compostas por telhado + forro (sem isolamento) apresentaram nível

mínimo. Coberturas compostas somente por laje, sem telhado, quando

revestidas por emboço (laje maciça e mista/lajota) ou composta por

forro apresentaram nível intermediário.

● pelos resultados das tipologias analisadas, o desempenho térmico no

inverno, para esse caso, é mais dependente da cobertura do que dos

elementos das paredes.

c. Condições de verão - o ambiente analisado, para a condição de verão, é o

dormitório 03, com pior orientação solar. Janela voltada para o oeste com

outra parede exposta para o norte.

● com relação às paredes analisadas, somente as paredes compostas

por tijolos maciços (1 ou ½ vez) ou bloco de concreto estrutural 19cm

atendem ao critério da NBR 15575/2008;

● com relação às coberturas, nenhuma cobertura atende ao critério

mínimo da norma.

92

d. Orientação solar - no projeto analisado, para a condição de inverno, a

orientação solar não apresentou influência significativa. Qualquer orientação

solar da edificação no terreno resultou em condições satisfatórias de

desempenho térmico.

Em condições de verão, a orientação solar apresentou influências

significativas no desempenho térmico da edificação em estudo. Para a

edificação e materiais construtivos escolhidos, nenhuma orientação solar irá

proporcionar desempenho satisfatório para todos os ambientes

simultaneamente.

Para verificação da consistência dos resultados das simulações,

considerando a orientação solar (tabela 14), nova bateria de simulações para

a edificação sob as mesmas condições foi realizada, porém com orientação

solar = 90o, ao invés de 0o como feito até aqui. Espera-se que todos os

ambientes, com exceção do dormitório 1, apresentem desempenho térmico

satisfatório.

93

6.4. Resultados das Simulações (orientação solar = 90o e α= 0,7) Todos os resultados das simulações podem ser verificados no anexo 2. A seguir

(figuras 20 e 21) são apresentados alguns gráficos que demonstram os resultados


Nos gráficos estão apresentados os valores horários da temperatura interna, externa

e os limites de desempenho definidos pela NBR 15575/2008.

Figura 20. Temperatura ambiente interna para um dia típico de verão (paredes - O.S =90o; α=0,7)

Figura 21. Temperatura ambiente interna para um dia típico de verão (coberturas - O.S =90o; =0,7)

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

1:00

2:00

3:00

4:00

5:00

6:00

7:00

8:00

9:00 10: …

11:…

12:…

13:…

14:…

15:…

16:…

17:…

18:…

19:…

20:…

21:…

22:…

23:…

0:00

Temperatura Externa

BCE14+E+E

BCE19+E+E

BCV14+E+E

BCV19+E+E

TJC11+E+E

TJC14+E+E

TJM10+E+E

TJM20+E+E

Mínimo

Intermediário

Superior




222324252627282930313233343536

1:00

2:00

3:00

4:00

5:00

6:00

7:00

8:00

9:00

10:00

11:00

12:00

13:00

14:00

15:00

16:00

17:00

18:00

19:00

20:00

21:00

22:00

23:00

0:00

Temperatura Externa

TCer

TCer+LjMc+E

TCer+LjLaj+E

TCer+LjEPS+E

TCer+GsAct

TCer+L2,5+GsAct

TCer+L5+GsAct

Mínimo

Intermediário

Superior




94

As simulações das figuras 20 e 21 foram realizadas sob as mesmas condições das

figuras 16 e 17, no que concerne: cidade; estação do ano; dia típico; tipologias de

paredes e coberturas; absortância solar e ambiente, com exceção da orientação

solar que nas figuras 16 e 17 era 0o e nas figuras 20 e 21 é 90o.

Comparado-se os gráficos das figuras 16 e 17 com as figuras 20 e 21, observa-se

que houve melhoras significativas na temperatura ambiente interna do dormitório 3.

Nessa orientação solar, todas as paredes resultaram em condições satisfatórias de

desempenho térmico. Quanto às coberturas, somente a cobertura composta apenas

por telha cerâmica e a cobertura composta por telha cerâmica + forro em gesso

acartonado não resultaram em desempenho térmico mínimo exigido por norma.

Assim, rotacionando-se a edificação, obteve-se melhor desempenho térmico para o

ambiente. Porém, não se pode dizer que a edificação como um todo apresentou um

melhor desempenho térmico, pois antes o ambiente com pior condição para o verão

era o dormitório 3, mas, ao girar 90o a edificação, o ambiente mais desfavorável para

o verão passou a ser o dormitório 1.

95



mesma orientação solar (90o) nas simulações.



faces por emboço) e uma mesma orientação solar (90o) nas simulações. As

coberturas foram simuladas em 5 grupos: telha de fibrocimento 6mm; telha




ambiente interno dos dormitórios e sala; e, temperatura do ar externo. Sendo

adotada a convenção de cores a seguir para determinar o nível de desempenho da



96





Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Temperatura Externa 6,2 16,1 6,2 16,1 6,2 16,1 6,2 16,1 22,7 31,8 22,7 31,8 22,7 31,8 22,7 31,8 R1+P2+R1 Emboço+ bloco de concreto estrutural 14cm + emboço 12,4 17,3 12,1 16,3 12,9 19,2 13,9 17,9 26,6 32,4 26,4 31,4 26,1 31,0 24,0 28,2 R1+P4+R1 Emboço+ bloco de concreto estrutural 19cm + emboço 12,8 16,8 12,6 16,0 13,5 18,5 14,4 17,7 27,0 31,8 26,8 31,0 26,4 30,5 24,3 27,7 R1+P3+R1 Emboço+ bloco de concreto vedação 14cm + emboço 12,0 17,8 11,8 16,5 12,6 19,6 13,7 18,1 26,3 32,9 26,1 31,7 25,8 31,3 23,9 28,5 R1+P5+R1 Emboço+ bloco de concreto vedação 19cm + emboço 12,4 17,3 12,2 16,3 13,0 19,1 14,0 17,9 26,7 32,3 26,4 31,4 26,1 30,9 24,0 28,1 R1+P6+R1 Emboço+ tijolo cerâmico 11,5cm + emboço 12,2 17,8 12,0 16,5 12,8 19,6 13,9 18,2 26,4 32,7 26,2 31,6 25,9 31,1 23,8 28,2 R1+P7+R1 Emboço+ tijolo cerâmico 14cm + emboço 12,6 17,4 12,4 16,3 13,2 19,2 14,3 18,0 26,7 32,2 26,4 31,2 26,1 30,8 23,9 27,8 R1+P8+R1 Emboço+ tijolo maciço 10cm (1/2 vez) + emboço 13,3 16,5 13,1 15,8 14,1 18,0 14,8 17,4 27,3 31,3 27,1 30,5 26,7 30,1 24,6 27,2 R1+P9+R1 Emboço+ tijolo maciço 20cm (1 vez) + emboço 13,4 16,5 13,2 15,8 14,3 17,9 14,8 17,4 27,3 31,2 27,1 30,4 26,8 30,0 24,6 27,1 Níveis de Desempenho

Não Atende Mínimo Intermediário Superior



com pelo menos o nível intermediário.

Condição de verão: ● Quarto 01 - somente as alvenarias compostas por tijolos maciços ou bloco de concreto estrutural de

19cm atendem ao requisito mínimo da norma de desempenho. Demais composições não atendem.

97













C2C3+A3+I2+R3





C2C7+A3+I2+R3






Condição de verão: ● Quarto 01 - nenhuma das composições analisadas resultou em desempenho satisfatório.

98



COM OU SEM FORRO)











C8 Telha cerâmica 9,4 19,6 9,2 19,2 9,9 21,7 13,5 18,2 24,3 35,6 24,0 35,4 23,8 34,9 23,8 28,7

C8+A3+C1+R1 Telha cerâmica + AR + laje maciça + emboço 12,1 17,8 11,9 16,5 12,6 19,6 13,7 18,1 26,4 32,9 26,1 31,7 25,8 31,2 23,9 28,5

C8+A3+C2C3+R1 Telha cerâmica + AR + laje mista (lajota) + emboço 12,0 17,8 11,8 16,5 12,6 19,6 13,7 18,1 26,3 32,9 26,1 31,7 25,8 31,3 23,9 28,5






Na avaliação de coberturas compostas por telhado com ou sem forro, para a situação proposta de parede e orientação solar da edificação:

Condição de inverno: ● Todas as composições analisadas atingiram o nível mínimo de desempenho térmico.

Condição de verão: ● Em nenhum dos casos estudados, o nível mínimo de desempenho térmico foi atingido.

99

Pelos resultados analisados das simulações realizadas considerando-se variações

de alvenarias e coberturas, constata-se:

a. Sala – assim como nas simulações com O.S = 0o; para O.S = 90o, as

condições de desempenho térmico na sala foram atendidas em quaisquer das

situações simuladas.

b. Condições de inverno - o ambiente analisado para a condição de inverno é

o quarto 02 com pior orientação solar para o inverno. Janela voltada para o

sul, com outra parede exposta para o leste.

● o nível mínimo de desempenho é atingido em todos os casos

analisados;

● com relação às paredes analisadas, em qualquer dos casos o nível de

desempenho mínimo atingido foi o intermediário. Sendo que paredes

compostas por tijolos maciços apresentaram nível superior de

desempenho;

● com relação às coberturas, todas apresentaram um nível mínimo de

desempenho térmico exigido pela NBR 15575/2008.

c. Condições de verão - o ambiente analisado para a condição de verão é o

quarto 01 com pior orientação solar para o verão. Janela voltada para o oeste,

com outra parede exposta para o sul.

● com relação às paredes analisadas, somente as paredes compostas

por tijolos maciços (1 ou ½ vez) ou bloco de concreto estrutural 19cm

atendem ao critério da NBR 15575/2008;

● com relação às coberturas, nenhuma das composições analisadas

apresentaram desempenho térmico mínimo.

100

6.5. Resultados das Simulações (orientação solar = 0o e α = 0,3) Todos os resultados das simulações podem ser verificados no anexo 3. A seguir

(figuras 22 e 23) são apresentados alguns gráficos que demonstram os resultados


Nos gráficos estão apresentados os valores horários da temperatura interna, externa

e os limites de desempenho definidos pela NBR 15575/2008.

Figura 22. Temperatura ambiente interna para um dia típico de verão (paredes - O.S =0o; α=0,3)

Figura 23. Temperatura ambiente interna para um dia típico de verão (coberturas - O.S =0o; α=0,3)

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

1:00

2:00

3:00

4:00

5:00

6:00

7:00

8:00

9:00 10: …

11:…

12:…

13:…

14:…

15:…

16:…

17:…

18:…

19:…

20:…

21:…

22:…

23:…

0:00

Temperatura Externa

BCE14+E+E

BCE19+E+E

BCV14+E+E

BCV19+E+E

TJC11+E+E

TJC14+E+E

TJM10+E+E

TJM20+E+E

Mínimo

Intermediário

Superior




222324252627282930313233343536

1:00

2:00

3:00

4:00

5:00

6:00

7:00

8:00

9:00

10:00

11:00

12:00

13:00

14:00

15:00

16:00

17:00

18:00

19:00

20:00

21:00

22:00

23:00

0:00

Temperatura Externa

TCer

TCer+LjMc+E

TCer+LjLaj+E

TCer+LjEPS+E

TCer+GsAct

TCer+L2,5+GsAct

TCer+L5+GsAct

Mínimo

Intermediário

Superior




101

As simulações realizadas, figuras 22 e 23, estão sob as mesmas condições das

simulações das figuras 16 e 17, no que concerne: cidade; estação do ano; dia típico;

tipologias de paredes e coberturas; orientação solar e ambiente, com exceção da

absortância solar que nas figuras 16 e 17 era 0,7 e nas figuras 22 e 23 é 0,3.

Comparado-se as figuras 16 e 17 com as figuras 22 e 23, observa-se que houve

melhoras significativas na temperatura ambiente interna do dormitório 3. Com

exceção da simulação composta por cobertura apenas com telha cerâmica, todas as

demais composições de paredes e coberturas atenderam a exigência mínima da

NBR 15575/2008.

Ao contrário das simulações das figuras 20 e 21, onde a edificação foi rotacionada,

nas simulações das figuras 22 e 23, as condições de implantação e uso da

edificação permaneceram as mesmas, apenas foi alterada a cor das paredes

externas. O dormitório 3 continuou sendo o ambiente com as piores condições de

desempenho térmico para o verão.

102



mesma orientação solar (0o) nas simulações, porém com α=0,3.



faces por emboço) e uma mesma orientação solar (0o) nas simulações, porém com

α=0,3. As coberturas foram simuladas em 5 grupos: telha de fibrocimento 6mm; telha



• Avaliação da orientação solar Na avaliação de desempenho térmico segundo a orientação solar (tabela 21),

adotou-se um mesmo tipo de parede (bloco de concreto de vedação 14cm revestida

em ambas as faces por emboço) e um mesmo tipo de cobertura (telha cerâmica +

laje mista (lajota) + emboço). A edificação foi rotacionada de 45o em 45o


ambiente interno dos dormitórios e sala; e, temperatura do ar externo. Sendo

adotada a convenção de cores a seguir para determinar o nível de desempenho da



103










R1+P6+R1 Emboço+ tijolo cerâmico 11,5cm + emboço 11,3 15,1 11,6 16,0 12,0 17,2 13,7 17,8 25,4 30,0 25,6 30,2 25,5 30,8 23,5 27,1

R1+P7+R1 Emboço+ tijolo cerâmico 14cm + emboço 11,7 15,1 12,0 15,9 12,4 17,1 14,1 17,8 25,7 30,0 25,9 30,1 25,8 30,7 23,7 26,9

R1+P8+R1 Emboço+ tijolo maciço 10cm (1/2 vez) + emboço 12,2 14,7 12,6 15,4 13,1 16,6 14,5 17,2 26,1 29,5 26,3 29,6 26,3 30,0 24,1 26,6

R1+P9+R1 Emboço+ tijolo maciço 20cm (1 vez) + emboço 12,3 14,7 12,7 15,4 13,2 16,4 14,6 17,2 26,1 29,3 26,2 29,5 26,3 29,8 24,1 26,5





Condição de verão: ● Quarto 03 - quaisquer tipologias construtivas de alvenarias atendem ao requisito da NBR 15575/2008

com nível mínimo. As paredes compostas por tijolos maciços (1/2 e 1 vez) apresentaram nível intermediário.

104














C2C3+A3+I2+R3





C2C7+A3+I2+R3





com nível intermediário. As lajes compostas por laje maciça e mista (lajota) rebocadas ou com forro em gesso acartonado

apresentaram nível mínimo.

Condição de verão: ● Quarto 03 - as lajes compostas por laje maciça ou laje mista (lajota) apresentam nível de desempenho

mínimo. Lajes compostas por laje mista (EPS) apresentaram nível intermediário.

105



COM OU SEM FORRO)











C8 Telha cerâmica 8,7 17,9 8,8 18,8 9,4 19,4 13,3 17,9 23,5 34,0 23,5 34,2 23,6 34,1 23,5 27,5

C8+A3+C1+R1 Telha cerâmica + AR + laje maciça + emboço 11,1 14,9 11,4 16,0 11,8 17,1 13,5 17,8 25,3 29,9 25,5 30,1 25,4 30,7 23,5 27,2

C8+A3+C2C3+R1 Telha cerâmica + AR + laje mista (lajota) + emboço 11,1 15,0 11,3 16,0 11,7 17,1 13,5 17,8 25,3 30,0 25,5 30,1 25,4 30,7 23,5 27,2






106



Condição de inverno: ● Quarto 01 - dentre as tipologias analisadas as coberturas compostas somente por telhado e sem forro

não atendem ao requisito da NBR 15575/2008.

● Quarto 01 - coberturas compostas por telhados + laje apresentaram nível intermediário. Coberturas

compostas por telhados + forro (mesmo que isolados) apresentaram nível mínimo.

Condição de verão: ● Quarto 03 - dentre as tipologias analisadas as coberturas compostas por telhado e sem forro não

atendem ao requisito da NBR 15575/2008. Telha em fibrocimento e forro em gesso acartonado não

isolado, também, não atende ao critério mínimo de desempenho.

● Quarto 03 - coberturas compostas por telhados + laje (EPS) apresentaram nível intermediário. Demais

coberturas apresentaram nível mínimo.

107

Tabela 21. Nível de desempenho segundo a orientação solar da edificação (α=0,3)

ORIENTAÇÃO SOLAR





0o 11,1 15,0 11,3 16,0 11,7 17,1 13,5 17,8 25,3 30,0 25,5 30,1 25,4 30,7 23,5 27,2

45o 11,1 14,9 11,2 15,3 11,8 17,4 13,4 17,2 25,5 30,7 25,5 30,1 25,3 30,3 23,5 27,3

90o 11,3 15,9 11,1 15,0 11,8 17,1 13,4 17,0 25,4 30,7 25,3 29,9 25,1 29,5 23,4 27,0

135o 11,5 16,9 11,1 15,1 11,6 15,8 13,4 16,6 25,5 30,6 25,5 30,8 25,4 29,9 23,5 27,6

180o 11,8 17,1 11,3 16,0 11,5 15,4 13,4 17,2 25,4 30,1 25,5 30,9 25,4 29,9 23,6 27,6

225o 11,7 16,6 11,5 16,8 11,6 15,2 13,5 17,7 25,5 30,1 25,5 30,7 25,5 30,0 23,6 27,6

270o 11,6 16,2 11,6 17,0 11,6 15,6 13,5 17,8 25,3 29,9 25,3 30,0 25,2 29,9 23,5 27,2

315o 11,2 15,3 11,4 16,4 11,6 16,1 13,5 17,5 25,4 30,0 25,5 30,2 25,4 30,7 23,5 27,4




Condição de inverno: ● Quarto 01 - somente as orientações: 0o e 45º apresentaram nível mínimo, as demais orientações

apresentaram nível intermediário de desempenho.

Condição de verão: ● Quarto 03 - a orientação: 90o apresentou nível intermediário. As demais orientações analisadas

apresentaram nível mínimo.

108

Pelos resultados analisados das simulações efetuadas considerando-se variações

de alvenarias, coberturas e orientação solar, constata-se:

• Sala - as condições de desempenho térmico na sala foram atendidas em

quaisquer das situações simuladas. Em todos os casos o nível de

desempenho térmico atingido foi o superior, tanto para a condição de inverno

quanto de verão.

• Condições de inverno - o ambiente analisado para a condição de inverno é

o quarto 01 com pior orientação solar para o inverno. Janela voltada para o

sul, com outra parede exposta para o leste.

- somente nos casos com cobertura composta apenas por telhado sem

laje ou forro, o nível de desempenho não é atingido.

• Condições de verão - o ambiente analisado para a condição de verão é o

quarto 03 com pior orientação solar para o verão. Janela voltada para o oeste,

com outra parede exposta para o norte.

- com relação às paredes analisadas, somente a parede composta por

tijolos maciços (1 vez) apresentou nível intermediário. Em todos os

outros casos o nível atingido foi o mínimo;

- com relação às coberturas, somente nos casos com cobertura

composta apenas por telhado sem laje e/ou forro e telha de

fibrocimento com forro em gesso acartonado, o nível de desempenho

não é atingido;

- somente as coberturas bem isoladas (laje mistas com EPS)

apresentaram nível intermediário. As demais coberturas apresentaram

o nível mínimo.

109

6.6. Comparação entre os procedimentos 01 e 02 A NBR 15575/2008 estabelece parâmetros para avaliação das alvenarias e

coberturas para zonas bioclimáticas brasileiras a serem considerados no

procedimento 01 (método simplificado). Mesmo os elementos construtivos tendo

passado pelo método simplificado, quando aplicados na realidade, interagindo com

outros elementos construtivos, geometria da edificação, implantação da edificação,

dentre outros, podem resultar em uma edificação com desempenho térmico

insatisfatório ou vice-versa.

Com relação às composições de alvenarias, quando considerada α= 0,7, apenas a

alvenaria composta por tijolo cerâmico maciço 20cm atendeu aos critérios mínimos

de desempenho térmico pelo método simplificado. Entretanto, quando simuladas no

caso estudado, as alvenaria compostas por tijolos maciços 10 ou 20cm ou bloco de

concreto estrutural 19cm apresentaram nível de desempenho térmico mínimo (tabela

22).

Tabela 22. Comparação entre Procedimento 01 e 02 para algumas composições de paredes (Orientação solar = 0o; α= 0,7)


SIMULAÇÃO MÉTODO SIMPLIFICADO

INVERNO (QUARTO 01)

VERÃO (QUARTO 03) U C

R1+P2+R1 Emboço+ bloco de concreto estrutural 14cm + emboço I Não atende Não atende Ok!!

R1+P4+R1 Emboço+ bloco de concreto estrutural 19cm + emboço I M Não atende Ok!!

R1+P3+R1 Emboço+ bloco de concreto vedação 14cm + emboço I Não atende Não atende Ok!!

R1+P5+R1 Emboço+ bloco de concreto vedação 19cm + emboço I Não atende Não atende Ok!!

R1+P6+R1 Emboço+ tijolo cerâmico 11,5cm + emboço I Não atende Ok!! Não atende

R1+P7+R1 Emboço+ tijolo cerâmico 14cm + emboço I Não atende Ok!! Não atende

R1+P8+R1 Emboço+ tijolo maciço 10cm (1/2 vez) + emboço S M Não atende Ok!!

R1+P9+R1 Emboço+ tijolo maciço 20cm (1 vez) + emboço S M Ok!! Ok!!

Quando considerado α= 0,3, por meio do método simplificado, apenas as alvenarias

compostas por tijolos cerâmicos furados não atenderam ao critério da capacidade

térmica. Todas as outras composições atenderam aos critérios da transmitância e

capacidade térmica. Pela simulação, todas as paredes resultaram em desempenho

térmico satisfatório para a condição de análise (tabela 23).

110

Tabela 23. Comparação entre Procedimento 01 e 02 para algumas composições de paredes (Orientação solar = 0o; α= 0,3)


SIMULAÇÃO MÉTODO SIMPLIFICADO

INVERNO (QUARTO 01)

VERÃO (QUARTO 03) U C

R1+P2+R1 Emboço+ bloco de concreto estrutural 14cm + emboço I M Ok!! Ok!!

R1+P4+R1 Emboço+ bloco de concreto estrutural 19cm + emboço I M Ok!! Ok!!

R1+P3+R1 Emboço+ bloco de concreto vedação 14cm + emboço M M Ok!! Ok!!

R1+P5+R1 Emboço+ bloco de concreto vedação 19cm + emboço I M Ok!! Ok!!

R1+P6+R1 Emboço+ tijolo cerâmico 11,5cm + emboço I M Ok!! Não atende

R1+P7+R1 Emboço+ tijolo cerâmico 14cm + emboço I M Ok!! Não atende

R1+P8+R1 Emboço+ tijolo maciço 10cm (1/2 vez) + emboço I M Ok!! Ok!!

R1+P9+R1 Emboço+ tijolo maciço 20cm (1 vez) + emboço I S Ok!! Ok!!

Na análise das coberturas, com α=0,7 para as paredes, as indicações para escolha

das coberturas resultantes dos Procedimentos 1 e 2 não foram coincidentes. Pelo

Procedimento 1, apenas as coberturas compostas somente por telhado sem

cobertura e a laje maciça apenas com emboço sem telhado não apresentaram

desempenho satisfatório, todas as demais apresentaram desempenho mínimo

requerido pela norma. Pelo Procedimento 2, para a condição de inverno, todas as

composições de alvenarias resultaram em desempenho satisfatório, entretanto, para

a condição de verão, nenhuma composição resultou em desempenho mínimo

requerido pela NBR 15575/2008 (tabela 24).

111

Tabela 24. Comparação entre Procedimento 01 e 02 para algumas composições de coberturas (Orientação solar = 0o; αparedes= 0,7)

TIPOLOGIA CONSTRUTIVA (COBERTURAS)

SIMULAÇÃO MÉTODO SIMPLIFICADO INVERNO VERÃO

C9 Telha em fibrocimento 6mm M Não atende Não atende

C9+A3+C1+R1 Telha em fibrocimento 6mm + AR + laje maciça + emboço I Não atende M

C9+A3+C2C3+R1 Telha em fibrocimento 6mm + AR + laje mista (lajota) + emboço I Não atende I

C9+A3+C2C7+R1 Telha em fibrocimento 6mm + AR + laje mista (EPS) + emboço I Não atende S

C9+A3+R3 Telha em fibrocimento 6mm + AR + gesso acartonado M Não atende M

C9+A3+I1+R3 Telha em fibrocimento 6mm + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado I Não atende S

C9+A3+I2+R3 Telha em fibrocimento 6mm + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado I Não atende S

C8 Telha cerâmica M Não atende Não atende

C8+A3+C1+R1 Telha cerâmica + AR + laje maciça + emboço I Não atende M

C8+A3+C2C3+R1 Telha cerâmica + AR + laje mista (lajota) + emboço I Não atende I

C8+A3+C2C7+R1 Telha cerâmica + AR + laje mista (EPS) + emboço I Não atende S

C8+A3+R3 Telha cerâmica + AR + gesso acartonado M Não atende M

C8+A3+I1+R3 Telha cerâmica + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado I Não atende S

C8+A3+I2+R3 Telha cerâmica + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado I Não atende S

C1+R1 Laje maciça + emboço I Não atende Não atende

C1+A3+R3 Laje maciça + AR + gesso acartonado I Não atende M

C1+A3+I1+R3 Laje maciça + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado I Não atende S

C1+A3+I2+R3 Laje maciça + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado I Não atende S

C2C3+R1 Laje mista (lajota) + emboço I Não atende M

C2C3+A3+R3 Laje mista (lajota) + AR + gesso acartonado I Não atende I

C2C3+A3+I1+R3 Laje mista (lajota) + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado I Não atende S

C2C3+A3+I2+R3 Laje mista (lajota) + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado I Não atende S

C2C7+R1 Laje mista (EPS) + emboço I Não atende I

C2C7+A3+R3 Laje mista (EPS) + AR + gesso acartonado I Não atende S

C2C7+A3+I1+R3 Laje mista (EPS) + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado I Não atende S

C2C7+A3+I2+R3 Laje mista (EPS) + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado I Não atende S

Na análise das coberturas, com α=0,3 para as paredes, as indicações resultantes

para escolha das coberturas pelos Procedimentos 1 e 2 foram semelhantes. Os

níveis de desempenho não foram exatamente iguais entre os métodos, mas quando

um método indicava a utilização da composição, o outro método, também, indicava.

Com raras exceções, as recomendações foram diferentes (tabela 25).

112

Tabela 25. Comparação entre Procedimento 01 e 02 para algumas composições de coberturas (Orientação solar = 0o; αparedes= 0,3)


SIMULAÇÃO MÉTODO SIMPLIFICADO INVERNO VERÃO

C9 Telha em fibrocimento 6mm Não atende Não atende Não atende

C9+A3+C1+R1 Telha em fibrocimento 6mm + AR + laje maciça + emboço I M M

C9+A3+C2C3+R1 Telha em fibrocimento 6mm + AR + laje mista (lajota) + emboço I M I

C9+A3+C2C7+R1 Telha em fibrocimento 6mm + AR + laje mista (EPS) + emboço I M S

C9+A3+R3 Telha em fibrocimento 6mm + AR + gesso acartonado M Não atende M

C9+A3+I1+R3 Telha em fibrocimento 6mm + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado M M S

C9+A3+I2+R3 Telha em fibrocimento 6mm + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado M M S

C8 Telha cerâmica Não atende Não atende Não atende

C8+A3+C1+R1 Telha cerâmica + AR + laje maciça + emboço M M M

C8+A3+C2C3+R1 Telha cerâmica + AR + laje mista (lajota) + emboço M M I

C8+A3+C2C7+R1 Telha cerâmica + AR + laje mista (EPS) + emboço I I S

C8+A3+R3 Telha cerâmica + AR + gesso acartonado M M M

C8+A3+I1+R3 Telha cerâmica + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado M M S

C8+A3+I2+R3 Telha cerâmica + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado M M S

C1+R1 Laje maciça + emboço M M Não atende

C1+A3+R3 Laje maciça + AR + gesso acartonado M M M

C1+A3+I1+R3 Laje maciça + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado I M S

C1+A3+I2+R3 Laje maciça + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado I M S

C2C3+R1 Laje mista (lajota) + emboço M M M

C2C3+A3+R3 Laje mista (lajota) + AR + gesso acartonado M M I

C2C3+A3+I1+R3 Laje mista (lajota) + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado I M S

C2C3+A3+I2+R3 Laje mista (lajota) + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado I M S

C2C7+R1 Laje mista (EPS) + emboço I I I

C2C7+A3+R3 Laje mista (EPS) + AR + gesso acartonado I I S

C2C7+A3+I1+R3 Laje mista (EPS) + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado I I S

C2C7+A3+I2+R3 Laje mista (EPS) + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado I I S

Pelos resultados obtidos do tipo de parede utilizado no estudo, supõe-se que o

procedimento 1 adota α=0,3 para as paredes; pois, quando utilizado α=0,7, os

resultados entre os procedimentos 1 e 2 são muito discrepantes.

113

6.7. Análise da Adequação das Diretrizes da NBR 15220/2005 Como exposto anteriormente, a NBR 15220/2005 indica apenas diretrizes para

elaboração de projetos de desempenho térmico de edificação, não sendo uma

norma de avaliação de desempenho.

A indicação das diretrizes construtivas utilizadas pela NBR 15220/2005 leva em

consideração fatores como: paredes; coberturas; abertura para ventilação. A

recomendação de utilização de paredes e coberturas leva em conta a transmitância

térmica, atraso térmico e fator solar do elemento construtivo. Sendo que cada região

bioclimática brasileira possui recomendações distintas. Para a cidade de São Paulo,

as diretrizes construtivas estão no quadro 24.

Zona Bioclimática 03 Abertura para ventilação Médias

Sombreamento das aberturas Permitir sol durante o inverno Tipo de vedações externas

Paredes Leve Refletora Coberturas Leve Isolada

Quadro 24. Diretrizes construtivas segundo NBR 15220/2005 para zona bioclimática 03 - cidade de São Paulo Fonte: ABNT-NBR 15220/2005 – Parte 3

As composições de paredes e coberturas utilizadas nas simulações foram

classificadas de acordo com as recomendações de NBR 15220/2005 e estão nas

tabelas 26 a 28.

114

Tabela 26. Classificação de paredes de acordo com as diretrizes da NBR 15220/2005 (α= 0,7) Código Tipo de Parede Rt

[m2.K/W] RT

[m2.K/W] U

[W/(m2.K)] CT

[kJ/(kg.K)] φ [h] FSo Classificação Indicado para Região

R1+P2+R1 Emboço+ bloco de concreto estrutural 14cm + emboço 0,21 0,38 2,65 169,35 3,58 7,4% não definida

pela norma Não indicado para nenhuma região

R1+P4+R1 Emboço+ bloco de concreto estrutural 19cm + emboço 0,23 0,40 2,52 205,97 4,17 7,0% não definida


R1+P3+R1 Emboço+ bloco de concreto vedação 14cm + emboço 0,20 0,37 2,70 131,20 3,03 7,5% não definida


R1+P5+R1 Emboço+ bloco de concreto vedação 19cm + emboço 0,22 0,39 2,59 134,51 3,16 7,2% não definida


R1+P6+R1 Emboço+ tijolo cerâmico 11,5cm + emboço 0,29 0,46 2,18 103,16 3,06 6,1% não definida pela norma

Não indicado para nenhuma região

R1+P7+R1 Emboço+ tijolo cerâmico 14cm + emboço 0,39 0,56 1,78 112,01 3,77 4,9% leve Zonas 1 e 2 (Não indicado para Z3)

R1+P8+R1 Emboço+ tijolo maciço 10cm (1/2 vez) + emboço 0,16 0,33 3,04 204,62 3,56 8,5% não definida pela norma


R1+P9+R1 Emboço+ tijolo maciço 20cm (1 vez) + emboço 0,28 0,45 2,24 352,62 6,23 6,2% não definida pela norma


Tabela 27. Classificação de paredes de acordo com as diretrizes da NBR 15220/2005 (α= 0,3) Código Tipo de Parede Rt

[m2.K/W] RT

[m2.K/W] U

[W/(m2.K)] CT

[kJ/(kg.K)] φ [h] FSo Classificação Indicado para Região

R1+P2+R1 Emboço+ bloco de concreto estrutural 14cm + emboço 0,21 0,38 2,65 169,35 3,58 3,1% leve refletora Zonas 1 e 2 (Não

indicado para Z3) R1+P4+R1 Emboço+ bloco de concreto estrutural 19cm +

emboço 0,23 0,40 2,52 205,97 4,17 3,0% leve refletora Zonas 1 e 2 (Não indicado para Z3)

R1+P3+R1 Emboço+ bloco de concreto vedação 14cm + emboço 0,20 0,37 2,70 131,20 3,03 3,2% leve refletora Zonas 1 e 2 (Não

indicado para Z3) R1+P5+R1 Emboço+ bloco de concreto vedação 19cm +

emboço 0,22 0,39 2,59 134,51 3,16 3,1% leve refletora Zonas 1 e 2 (Não indicado para Z3)

R1+P6+R1 Emboço+ tijolo cerâmico 11,5cm + emboço 0,29 0,46 2,18 103,16 3,06 2,6% leve refletora Zonas 1 e 2 (Não indicado para Z3)

R1+P7+R1 Emboço+ tijolo cerâmico 14cm + emboço 0,39 0,56 1,78 112,01 3,77 2,1% leve refletora Zonas 1 e 2 (Não indicado para Z3)

R1+P8+R1 Emboço+ tijolo maciço 10cm (1/2 vez) + emboço 0,16 0,33 3,04 204,62 3,56 3,6% leve refletora Zonas 3, 5 e 8

R1+P9+R1 Emboço+ tijolo maciço 20cm (1 vez) + emboço 0,28 0,45 2,24 352,62 6,23 2,6% não definida pela norma


115

Tabela 28. Classificação de coberturas de acordo com as diretrizes da NBR 15220/2005

Código Tipo de Cobertura Rt

[m2.K/W]

RT [m2.K/W]

U [W(/m2.K)]

CT [kJ/(kg.K)

] φ [h] FSo Classificação Indicado para

Região

C2C7+A3+I2+R3

Laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+ar+lã rocha 5cm+gesso acartonado 2,76 2,97 0,34 11,28 - 1,0% não definida


C2C7+A3+I1+R3

Laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+ar+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado 2,08 2,29 0,44 10,68 - 1,3% não definida


C2C3+A3+R2+R3

Laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+ar+lã rocha 5cm+gesso acartonado 1,73 1,94 0,51 11,28 - 1,5% não definida


C1+A3+I2+R3 Laje maciça+ar+lã rocha 5cm+gesso acartonado 1,47 1,68 0,59 11,28 - 1,8% não definida pela norma


C8+A3+I2+R3 Telha cerâmica+ar+lã rocha 5cm+gesso acartonado 1,37 1,58 0,63 11,28 - 1,9% não definida pela norma


C9+A3+I2+R3 Telha de fibrocimento (e=6mm)+ar+lã rocha 5cm+gesso acartonado 1,36 1,57 0,64 11,28 1,26 2,3% leve isolada Zonas 1, 2, 3, 4, 5

e 6

C2C7+A3+R3 Laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+ar+gesso acartonado 1,19 1,40 0,71 15,87 - 2,1% não definida pela norma


C2C3+A3+I1+R3

Laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+ar+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado 1,17 1,38 0,73 10,68 - 2,2% não definida


C2C7+R1 Telha cerâmica+ar+laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+emboço 1,03 1,24 0,80 37,28 2,80 2,4% leve isolada Zonas 1, 2, 3, 4, 5

e 6

C2C7+R1 Laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+emboço 1,02 1,23 0,81 37,25 3,55 2,9% não definida pela norma


C2C7+R1 Laje maciça+ar+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado 0,92 1,13 0,89 10,68 - 2,7% não definida pela norma


C8+A3+I1+R3 Telha cerâmica+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado 0,82 1,03 0,97 10,68 - 2,9% não definida pela norma


C9+A3+I1+R3 Telha de fibrocimento (e=6mm)+lã rocha 2,5cm+gesso acartonado 0,81 1,02 0,98 10,68 0,86 3,5% leve isolada Zonas 1, 2, 3, 4, 5

e 6

C2C7+R1 Laje mista (EPS) h(8+4)=12cm+emboço 0,65 0,86 1,16 37,41 1,63 3,5% leve isolada Zonas 1, 2, 3, 4, 5 e 6

C2C3+A3+R3 Laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+ar+gesso acartonado 0,59 0,80 1,26 411,77 9,85 3,8% pesada Zona 7 (Não

indicado para Z3)

C2C3+R1 Telha cerâmica+laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+emboço 0,50 0,71 1,41 359,02 8,56 4,2% pesada Zona 7 (Não

indicado para Z3) C2C3+R1 Telha de fibrocimento (e=6mm)+ar+laje mista (lajota)

h(8+4)=12cm+emboço 0,49 0,70 1,42 601,17 11,23 5,1% pesada Zona 7 (Não indicado para Z3)

(continua)

116

(continuação)

C1+A3+R3 Laje maciça+ar+gesso acartonado 0,36 0,57 1,75 267,69 6,12 5,2% não definida pela norma


C2C3+R1 Laje mista (lajota) h(8+4)=12cm+emboço 0,32 0,53 1,89 429,80 7,44 5,7% pesada Zona 7 (Não indicado para Z3)

C8+A3+C1+R1 Telha cerâmica+laje maciça h=7cm+emboço 0,29 0,50 2,01 215,58 4,92 6,0% não definida pela norma


C9+A3+C1+R1 Telha de fibrocimento (e=6mm)+ar+laje maciça h=7cm+emboço 0,28 0,49 2,04 204,49 4,86 7,4% não definida


C8+A3+R3 Telha cerâmica+gesso acartonado 0,26 0,47 2,12 29,74 1,06 6,4% leve refletora Zona 8 (Não indicado para Z3)

C9+A3+R3 Telha de fibrocimento (e=6mm)+gesso acartonado 0,25 0,46 2,16 18,65 1,05 7,8% não definida pela norma


C1+R1 Laje maciça+emboço 0,14 0,35 2,88 285,54 3,99 8,6% não definida pela norma


C8 Telha cerâmica 0,02 0,23 4,42 19,66 0,35 13,3%

não definida pela norma


C9 Telha de fibrocimento (e=6mm) 0,01 0,22 4,56 8,57 0,18 16,4%

não definida pela norma


117

Segundo NBR 15220/2005, todas as composições de alvenarias estudadas (α=0,7)

não são recomendadas para a região bioclimática 03 (Z3). Considerando-se a

absortância solar = 0,3, somente a alvenaria composta por tijolo cerâmico 14 é

recomendada para a Z3.

Com relação às coberturas, somente 4 das composições analisadas são as

recomendadas pelas diretrizes da NBR 15220/2005.

• telha de fibrocimento com forro em gesso acartonado e isolante 2,5cm;

• telha de fibrocimento com forro em gesso acartonado e isolante 5cm;

• telha cerâmica com laje mista (EPS) + emboço;

• laje mista (EPS) + emboço.

As demais composições de coberturas ou não são classificadas pela NBR

15220/2005 ou não são recomendadas para Z3.

Nas tabelas a seguir (29 a 32), comparam-se os resultados obtidos pelos

procedimentos 01 e 02 (NBR 15575/2008) e as diretrizes da NBR 15220/2005.

Constata-se que há muitas divergências nas indicações para utilização dos

elementos construtivos pela NBR 15220/2005 com relação aos indicados pelos

procedimentos 01 e 02. Isto quando em alguns casos a NBR 15220/2005 não dá

uma definição de classificação para o elemento construtivo.

Tabela 29. Comparação entre Procedimentos 01; 02 e diretrizes da NBR 15220, para algumas composições de paredes (Orientação solar = 0o; α= 0,7)


DIRETRIZES DA NBR 15220

MÉTODO SIMPLIFICADO

SIMULAÇÃO INVERNO (QUARTO

01)

VERÃO (QUARTO

03) R1+P2

+R1 Emboço+ bloco de concreto estrutural 14cm + emboço Não definido Não atende I Não

atende R1+P4

+R1 Emboço+ bloco de concreto estrutural 19cm + emboço Não definido Não atende I M

R1+P3+R1

Emboço+ bloco de concreto vedação 14cm + emboço Não definido Não atende I Não

atende R1+P5

+R1 Emboço+ bloco de concreto vedação 19cm + emboço Não definido Não atende I Não

atende R1+P6

+R1 Emboço+ tijolo cerâmico 11,5cm + emboço Não definido Não atende I Não

atende R1+P7

+R1 Emboço+ tijolo cerâmico 14cm + emboço

Não recomendado Não atende I Não

atende R1+P8

+R1 Emboço+ tijolo maciço 10cm (1/2 vez) + emboço Não definido Não atende I M

R1+P9+R1

Emboço+ tijolo maciço 20cm (1 vez) + emboço Não definido Ok!! I M

118

Tabela 30. Comparação entre Procedimentos 01; 02 e diretrizes da NBR 15220, para algumas composições de paredes (Orientação solar = 0o; α= 0,3)




SIMULAÇÃO INVERNO

(QUARTO 01) VERÃO

(QUARTO 03)

R1+P2+R1 Emboço+ bloco de concreto estrutural 14cm + emboço

Não recomendado Ok!! I M

R1+P4+R1 Emboço+ bloco de concreto estrutural 19cm + emboço


R1+P3+R1 Emboço+ bloco de concreto vedação 14cm + emboço

Não recomendado Ok!! M M

R1+P5+R1 Emboço+ bloco de concreto vedação 19cm + emboço


R1+P6+R1 Emboço+ tijolo cerâmico 11,5cm + emboço


R1+P7+R1 Emboço+ tijolo cerâmico 14cm + emboço


R1+P8+R1 Emboço+ tijolo maciço 10cm (1/2 vez) + emboço Ok!! Ok!! I M

R1+P9+R1 Emboço+ tijolo maciço 20cm (1 vez) + emboço Não definido Ok!! I I

Tabela 31. Comparação entre Procedimentos 01; 02 e diretrizes da NBR 15220, para algumas composições de coberturas (Orientação solar = 0o; αparedes= 0,7)




SIMULAÇÃO

INVERNO VERÃO

C9 Telha em fibrocimento 6mm Não definido Não atende M Não atende C9+A3+C1+R1

Telha em fibrocimento 6mm + AR + laje maciça + emboço Não definido M I Não atende

C9+A3+C2C3+R1

Telha em fibrocimento 6mm + AR + laje mista (lajota) + emboço

Não recomendado I I Não atende

C9+A3+C2C7+R1

Telha em fibrocimento 6mm + AR + laje mista (EPS) + emboço Não definido S I Não atende

C9+A3+R3 Telha em fibrocimento 6mm + AR + gesso acartonado Não definido M M Não atende

C9+A3+I1+R3 Telha em fibrocimento 6mm + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado

Ok!! S I Não atende

C9+A3+I2+R3 Telha em fibrocimento 6mm + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado

Ok!! S I Não atende

C8 Telha cerâmica Não definido Não atende M Não atende C8+A3+C1+R1

Telha cerâmica + AR + laje maciça + emboço Não definido M I Não atende

C8+A3+C2C3+R1

Telha cerâmica + AR + laje mista (lajota) + emboço


C8+A3+C2C7+R1

Telha cerâmica + AR + laje mista (EPS) + emboço Ok!! S I Não atende

C8+A3+R3 Telha cerâmica + AR + gesso acartonado

Não recomendado M M Não atende

C8+A3+I1+R3 Telha cerâmica + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado Não definido S I Não atende

C8+A3+I2+R3 Telha cerâmica + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado Não definido S I Não atende

C1+R1 Laje maciça + emboço Não definido Não atende I Não atende

C1+A3+R3 Laje maciça + AR + gesso acartonado Não definido M I Não atende

C1+A3+I1+R3 Laje maciça + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado Não definido S I Não atende

C1+A3+I2+R3 Laje maciça + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado Não definido S I Não atende

(continua)

119

(continuação)

C2C3+R1 Laje mista (lajota) + emboço Não recomendado M I Não atende

C2C3+A3+R3 Laje mista (lajota) + AR + gesso acartonado


C2C3+A3+I1+R3

Laje mista (lajota) + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado Não definido S I Não atende

C2C3+A3+I2+R3

Laje mista (lajota) + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado Não definido S I Não atende

C2C7+R1 Laje mista (EPS) + emboço Ok!! I I Não atende

C2C7+A3+R3 Laje mista (EPS) + AR + gesso acartonado Não definido S I Não atende

C2C7+A3+I1+R3

Laje mista (EPS) + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado Não definido S I Não atende

C2C7+A3+I2+R3

Laje mista (EPS) + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado Não definido S I Não atende

Tabela 32. Comparação entre Procedimentos 01; 02 e diretrizes da NBR 15220, para algumas composições de coberturas (Orientação solar = 0o; αparedes= 0,3)




SIMULAÇÃO

INVERNO VERÃO

C9 Telha em fibrocimento 6mm Não definido Não atende Não atende Não atende C9+A3+C1+R1

Telha em fibrocimento 6mm + AR + laje maciça + emboço Não definido M I M

C9+A3+C2C3+R1

Telha em fibrocimento 6mm + AR + laje mista (lajota) + emboço

Não recomendado I I M

C9+A3+C2C7+R1

Telha em fibrocimento 6mm + AR + laje mista (EPS) + emboço Não definido S I M

C9+A3+R3 Telha em fibrocimento 6mm + AR + gesso acartonado Não definido M M Não atende

C9+A3+I1+R3 Telha em fibrocimento 6mm + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado

Ok!! S M M

C9+A3+I2+R3 Telha em fibrocimento 6mm + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado

Ok!! S M M

C8 Telha cerâmica Não definido Não atende Não atende Não atende C8+A3+C1+R1

Telha cerâmica + AR + laje maciça + emboço Não definido M M M

C8+A3+C2C3+R1

Telha cerâmica + AR + laje mista (lajota) + emboço

Não recomendado I M M

C8+A3+C2C7+R1

Telha cerâmica + AR + laje mista (EPS) + emboço Ok!! S I I

C8+A3+R3 Telha cerâmica + AR + gesso acartonado

Não recomendado M M M

C8+A3+I1+R3 Telha cerâmica + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado Não definido S M M

C8+A3+I2+R3 Telha cerâmica + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado Não definido S M M

C1+R1 Laje maciça + emboço Não definido Não atende M M

C1+A3+R3 Laje maciça + AR + gesso acartonado Não definido M M M

C1+A3+I1+R3 Laje maciça + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado Não definido S I M

C1+A3+I2+R3 Laje maciça + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado Não definido S I M

C2C3+R1 Laje mista (lajota) + emboço Não recomendado M M M

C2C3+A3+R3 Laje mista (lajota) + AR + gesso acartonado

Não recomendado I M M

(continua)

120

(continuação) C2C3+A3+I1+R3

Laje mista (lajota) + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado Não definido S I M

C2C3+A3+I2+R3

Laje mista (lajota) + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado Não definido S I M

C2C7+R1 Laje mista (EPS) + emboço Ok!! I I I

C2C7+A3+R3 Laje mista (EPS) + AR + gesso acartonado Não definido S I I

C2C7+A3+I1+R3

Laje mista (EPS) + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado Não definido S I I

C2C7+A3+I2+R3

Laje mista (EPS) + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado Não definido S I I

Analisando as tabelas, observa-se que:

a. diversas composições analisadas não são recomendadas pelas diretrizes da

NBR 15220/2005. Nos critérios utilizados para classificação das paredes e

coberturas há lacunas onde não é possível classificar as paredes ou

coberturas. Ex: uma parede com atraso térmico entre 4,3h e 6,5h não se

enquadra em nenhuma classificação da NBR 15220/2005. Supõe-se que ela

poderia ser classificada como “média”, dado que não é classificada pela NBR

15220/2005 nem como leve, nem como pesada;

b. utilizando-se das equações da NBR 15220/2005 (equações 9 a 13) para

cálculo do atraso térmico, quando a parede é isolada termicamente em sua

face interna, não é possível de se calcular o atraso térmico, como pode ser

observado a seguir:

1,382. . (9)

(10)

∑ . . (11)

0,226. (12)

0,205. . . . (13)

121

Quando a parede é isolada em sua face interna, a capacidade térmica da

camada mais externa do sistema construtivo é maior do que a capacidade

térmica do sistema construtivo, pois, qualquer camada após o isolante térmico

não é considerado para cálculo da capacidade térmica do sistema. Assim,

quando o sistema é isolado em sua face interna, o atraso térmico não é

possível de se calcula, pois: B0 < 0 → B1 < 0 e B2 < 0, o que resultará em uma

raiz quadrada negativa.

c. diferentemente dos procedimentos 01 e 02 da NBR 15575/2008, onde a

grande maioria das composições propostas são indicadas para a cidade de

São Paulo, pela NBR 15220/2005 não poderíamos concluir se as

composições analisadas são ou não indicadas para a zona bioclimática 03.

122

7. CONCLUSÕES Na análise de uma edificação com mais de um pavimento, observa-se que há uma

diferença significativa na dependência pelo comportamento dos elementos

construtivos em função do pavimento considerado. O desempenho térmico do

pavimento térreo não é afetado pelo comportamento da cobertura, pois está

parcialmente protegido contra a radiação solar pelo pavimento superior. Tratando-se

de inércia térmica, o pavimento térreo conta com a inércia do solo, enquanto que no

pavimento superior as paredes devem atender a toda inércia necessária.

No projeto estudado, o ambiente do pavimento térreo apresentou desempenho

satisfatório tanto para as condições de inverno quanto de verão. Quaisquer

tipologias construtivas de paredes ou coberturas analisadas atendem aos critérios da

NBR 15575/2008, com nível de desempenho, pelo menos, igual ao intermediário. A

temperatura do ar interior sofre influência apenas das paredes e da orientação solar

das aberturas. Como os ambientes do térreo apresentam temperaturas do ar

adequadas para todas as condições analisadas, o foco da atenção deve ser voltado

para os ambientes do pavimento superior.

Para a condição de inverno, todas as composições analisadas, tanto de paredes

quanto de coberturas, e com aberturas voltadas para qualquer orientação solar,

apresentaram desempenho térmico satisfatório. A orientação solar pode não ter sido

tão significativa, pois trata-se de uma edificação compacta onde as aberturas estão

em cômodos com orientações opostas. As trocas de calor entre os ambientes fazem

com que o ambiente que esteja recebendo a radiação solar aqueça o outro sem

incidência da radiação.

Um fator determinante no comportamento térmico da edificação é a cor da

envoltória. As cores, apesar de possíveis, são pouco utilizadas nas coberturas. Por

estarem em um plano quase horizontal onde, caso não haja manutenção periódica,

há tendência do aumento do nível de absortância de radiação solar, pois ao longo do

tempo há depósito de poeira e poluição sobre as telhas, o que faz com que escureça

a cobertura.

123

A importância da absortância solar na cobertura pode ser observada nas telhas

cerâmicas e de fibrocimento. Devido às baixas espessuras das mesmas, as

propriedades térmicas não possuem grande relevância no comportamento das

telhas. A capacidade térmica das telhas cerâmica e fibrocimento são da mesma

ordem de grandeza: 8 a 14 kJ/(m2.K) para telha de fibrocimento e 19 kJ/(m2.K) para

telha cerâmica, que são muito menores do que as capacidades térmicas de blocos

de vedação [40 a 70 kJ/(m2.K)] ou tijolos maciços [150 a 300 kJ/(m2.K)]. Com relação

à transmitância térmica, ambas as telhas apresentam transmitância na ordem de 4,5

W/(m2.K). Estas duas propriedades não tendo grande relevância para as telhas, seu

comportamento se dará pelo nível de absortância da radiação solar, onde α=0,75

para telhas cerâmicas e α=0,90 para telhas de fibrocimento.

Por outro lado, as cores possuem grande representatividade nas paredes. No estudo

realizado, quando utilizado α=0,7 (cores escuras), apenas as alvenarias de elevada

capacidade térmica apresentaram desempenho satisfatório. Ao alterar α para 0,3

(cores claras), todas as composições de paredes analisadas apresentaram

desempenho satisfatório.

A orientação solar apesar de influenciar no desempenho da edificação, sua

representatividade foi pequena no estudo realizado. Para as composições

escolhidas como referências para avaliação da orientação solar (paredes com

α=0,7), em todas as orientações solares simuladas sempre há um ambiente em

condições desfavoráveis. Alterando-se α para 0,3, a edificação apresentou condição

satisfatória para todos os ambientes e em todas as orientações solares simuladas.

A orientação solar dos elementos de vedação opacos possui influência muito menor

do que a orientação solar dos elementos translúcidos no desempenho térmico de

uma edificação. Tomando-se como referência as situações simuladas com α=0,7,

onde sempre há um ambiente em condição desfavorável, talvez essa condição

pudesse ser melhorada com a mudança na orientação solar da janela sem alterar a

orientação solar da edificação.

124

Com relação aos procedimentos 01 e 02 da NBR 15575/2008, observa-se que em

alguns casos estudados, a condição de desempenho foi atendida pelo método

simplificado, mas não pelo método detalhado, em outros casos, ocorreu o inverso.

Fato esse que deve ser decorrente das trocas térmicas entre paredes e coberturas.

No estudo, houve muito mais concordâncias entre os resultados dos métodos

simplificado e detalhado para as coberturas do que para as paredes.

Outro aspecto analisado foi quanto às adequações das diretrizes da NBR

15220/2005. A maioria das composições escolhidas resultou em situações que não

são recomendadas pela NBR 15220/2005 para uso na zona bioclimática 3. O que

difere dos resultados dos procedimentos 1 e 2 da NBR 15575/2008, quando utilizado

α=0,3.

Por fim, para o projeto estudado, na cidade de São Paulo-SP, com relação aos

sistemas construtivos analisados pode-se concluir que:

Coberturas - recomenda-se a utilização de qualquer uma das coberturas simuladas,

quando utilizadas com a alvenaria de referência (bloco de concreto de vedação

14cm revestido em ambas as faces por emboço) e desde que possuam forro ou laje,

conforme apresentado no quadro sinótico 01.

125

Quadro Sinótico 1. Análise da adequabilidade das coberturas para a parede utilizada como referência (bloco de concreto de vedação 14cm revestido em ambas as faces por emboço)

COBERTURAS RECOMENDAÇÃO

Telha em fibrocimento 6mm NÃO Telha em fibrocimento 6mm + AR + laje maciça + emboço SIM Telha em fibrocimento 6mm + AR + laje mista (lajota) + emboço SIM Telha em fibrocimento 6mm + AR + laje mista (EPS) + emboço SIM Telha em fibrocimento 6mm + AR + gesso acartonado SIM Telha em fibrocimento 6mm + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado SIM

Telha em fibrocimento 6mm + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado SIM

Telha cerâmica NÃO Telha cerâmica + AR + laje maciça + emboço SIM Telha cerâmica + AR + laje mista (lajota) + emboço SIM Telha cerâmica + AR + laje mista (EPS) + emboço SIM Telha cerâmica + AR + gesso acartonado SIM Telha cerâmica + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado SIM Telha cerâmica + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado SIM Laje maciça + emboço SIM Laje maciça + AR + gesso acartonado SIM Laje maciça + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado SIM Laje maciça + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado SIM Laje mista (lajota) + emboço SIM Laje mista (lajota) + AR + gesso acartonado SIM Laje mista (lajota) + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado SIM Laje mista (lajota) + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado SIM Laje mista (EPS) + emboço SIM Laje mista (EPS) + AR + gesso acartonado SIM Laje mista (EPS) + AR + lã rocha 2,5cm + gesso acartonado SIM Laje mista (EPS) + AR + lã rocha 5cm + gesso acartonado SIM

126

a) Alvenarias (α=0,3) - qualquer composição de parede analisada com cores

claras apresenta desempenho térmico satisfatório, quando utilizada com a

cobertura referência (telha cerâmica + laje mista (lajota) + emboço) (quadros

sinóticos 02 e 03).

Quadro Sinótico 2. Análise da adequabilidade das alvenarias (α=0,3) quando utilizadas com a cobertura de referência (telha cerâmica + laje mista (lajota) + emboço)

PAREDES RECOMENDAÇÃO Emboço+ bloco de concreto estrutural 14cm + emboço SIM Emboço+ bloco de concreto estrutural 19cm + emboço SIM Emboço+ bloco de concreto vedação 14cm + emboço SIM Emboço+ bloco de concreto vedação 19cm + emboço SIM Emboço+ tijolo cerâmico 11,5cm + emboço SIM Emboço+ tijolo cerâmico 14cm + emboço SIM Emboço+ tijolo maciço 10cm (1/2 vez) + emboço SIM Emboço+ tijolo maciço 20cm (1 vez) + emboço SIM

c) Alvenarias (α=0,7) - recomenda-se o uso apenas das paredes com elevada

capacidade térmica.

Quadro Sinótico 3. Análise da adequabilidade das alvenarias (α=0,7) quando utilizadas com a cobertura de referência (telha cerâmica + laje mista (lajota) + emboço)

PAREDES RECOMENDAÇÃO Emboço+ bloco de concreto estrutural 14cm + emboço NÃO Emboço+ bloco de concreto estrutural 19cm + emboço SIM Emboço+ bloco de concreto vedação 14cm + emboço NÃO Emboço+ bloco de concreto vedação 19cm + emboço NÃO Emboço+ tijolo cerâmico 11,5cm + emboço NÃO Emboço+ tijolo cerâmico 14cm + emboço NÃO Emboço+ tijolo maciço 10cm (1/2 vez) + emboço SIM Emboço+ tijolo maciço 20cm (1 vez) + emboço SIM

As alvenarias não recomendadas poderiam ser utilizadas desde que o projeto

sofresse adequações como: mudança na orientação solar das janelas,

sombreamento das janelas.

127

Finalmente é importante destacar que o trabalho considerou apenas uma parcela da

vasta gama de composições possíveis de alvenarias e coberturas. Sugere-se, para a

continuidade do trabalho, a realização de estudos considerando outros fatores:

• outras zonas bioclimáticas;

• outra tipologia de projeto;

• outras tipologias construtivas, como por exemplo: isolamento térmico das

paredes, bem como, cores das coberturas;

• sombreamento das aberturas, ex: utilização de beirais ou cortinas;

• α=0,5 para paredes.

128

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ANEXO 1

ANEXO 2

ANEXO 3

avaliaÇÃo de desempenho tÉrmico de sistemas...

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