o conceito do desconforto térmico humano -...
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O conceito do conforto
térmico humano Projeto FEUP 2014/2015 – MIEQ
Equipa Q1FQI04_1
Supervisor: José Inácio Martins Monitor: Helder Xavier Nunes
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1.INTRODUÇÃO
2
O que é o
conforto
térmico? Como funcionam os
mecanismos de
ventilação?
Como ocorre a
regulação da
temperatura corporal no
ser humano?
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2.O CONCEITO DO CONFORTO
TÉRMICO HUMANO 2.1Sistema de Autorregulação da
Temperatura do Corpo Humano
Sistema: termodinamicamente aberto, fechado ou isolado
Sistemas biológicos → sistemas abertos
Homeostasia→ processos de retroação ou feedback (negativo
ou positivo)
Termorregulação → hipotálamo.
Fig.1 – Sistema nervoso central http://www.medicinageriatrica.com.br/2012/07/10/sudorese-hiperhidrose-hipotalamica
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Fig.2 – Regulação da temperatura corporal http://wikiciencias.casadasciencias.org/wiki/index.php/Termorregula%C3%A7%C3%A3o
Regulação da Temperatura Corporal Humana 4
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2.2 O Conceito De Bem-Estar
"A zona de conforto representa aquele ponto no qual a pessoa necessita
de consumir a menor quantidade de energia para se adaptar ao
ambiente circunstante". (Olygay, 1973)
Bem-estar
Conforto térmico
Fig.3 – Bem estar http://mdemulher.abril.com.br/bem-estar/reportagem/religiao/fe-nao-costuma-falhar-684315.shtml
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Conforto térmico
Fig.4 e 5 – Conforto térmico http://www.prof2000.pt/users/eta/Amb_Termico.htm
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Índices de conforto térmico
Avaliar a perceção térmica
PMV (Predicted Mean Vote ) e o PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied)
Impossibilidade de conceber um ambiente agradável para todos
Fig.6 - Escala de sensação térmica http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAjZ8AF/conforto-no-ambiente-trabalho
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Zona de Conforto Térmico
Fig. 7 - PPD em função dos valores de PMV http://www.prof2000.pt/users/eta/Amb_Termico.htm
Zona de conforto térmico: -0.5 a 0.5
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Conforto Térmico no Contexto Habitacional
Fig. 8 – Diagrama de conforto em função da temperatura e humidade relativa http://www.peu.uem.br/Discertacoes/Igor.pdf
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2.3 Mecanismos de Transferência de Calor
Fig. 9 – Transferência de calor por convecção http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=26814
Fig. 10 – Transferência de energia solar para a terra http://www.aulas-fisica-quimica.com/7e_11.html
sólido fria
sólido quente
Fig. 11 – Transferência de calor por condução http://www.if.ufrgs.br/mpef/mef008/mef008_02/Berenice/aula3.html
Fig. 12 – Mecanismos de transferência de calor http://termodinamica2012-1.wikispaces.com/Unidad+5.+Mecanismos+De+Trasferencia+De+Calor
Convecção Radiação
Condução
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2.4 Conforto Térmico de um Indivíduo O ser humano não sente a temperatura de um quarto mas sim a energia perdida
pelo seu corpo!
Parâmetros que
influenciam a
perda de
energia pelo
corpo humano
Temperatura do ar
Temperatura
média radiante
Velocidade do ar
Humidade
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2.5.1. Conforto Térmico nos Edifícios
Quais são as soluções disponíveis no sector da construção que nos permitem
aumentar o conforto térmico humano em habitações e edifícios?
Quais as causas do desconforto?
HUMIDADE
RUÍDOS
CALOR
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Fig. 13 – Conforto térmico nos edifícios http://ebanataw.com.br/roberto/conforto/index.htm
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Construção eficiente 13
Fig. 14 – Orientação dos edifícios http://estudantesdearquitetura.com.br/wp-content/uploads/2013/11/14357288.jpg
Fig. 15 – Elementos necessários para uma construção eficiente http://ecoguia.cm-mirandela.pt/index.php?oid=86
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2.5.2. Humidade
Fig.16 – Degradação de edifícios pela humidade http://www.baguncaorganizada.art.br/2013_01_01_archive.html
Fig.17 – Desumidificador http://www.magazineluiza.com.br/desumidificador-de-ar/beleza-e-saude/s/cp/cpde/
Humidade excessiva Para baixar os níveis de vapor de
água para valores adequados
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2.5.3 Temperatura do Chão
Desconforto térmico devido à temperatura do chão Divisões onde se
anda descalço, ex: Casas de banho
Fig.18 – Desconforto térmico nas extremidades do corpo http://saude.ig.com.br/minhasaude/2012-08-31/desvendado-mecanismo-por-tras-dos-pes-frios.html
Desconforto térmico nas
extremidades do corpo mais
desconforto a nível global
Solução? Tubagem embutida em
que circula água quente
Fig.19 – Piso Radiante http://www.cozigran.com/cozigran/2011/piso-radiante/
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2.5.4. Isolamento Térmico
Um isolante térmico funciona como uma barreira entre dois meios.
Fig.20 – Isolamento durante a construção http://isolamentos.net/como-escolher-materiais-de-isolamento-termico/
Fig.21 –Trocas de energia com o exteriror http://fotos.sapo.pt/coelhobmc/fotos/?uid=QCZkAl2JqZt9CiLqz6W3&grande#foto
Fig.22 – Isolamento nos edifícios http://www.anteprojectos.com.pt/2010/09/28/sistemas-etics-isolamento-termico-pelo-exterior/domek_web
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2.6. Sistemas de Ventilação de Edifícios
Natural Mecânica Híbrida
Junção das duas
Fig.23 – Janelas superiores http://www.engenhariacivil.com/ventilacao-edificios-habitacao
Fig.24 – Ventilação mecânica através de um exaustor http://www.qualitas.ind.br/exaustores-axiais/exaustor-axial-eq500t6.html
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2.6.2. Caracterização da Ventilação Natural
Dois tipos de Ventilação Natural:
1) Efeito de Chaminé
2) Efeito de ação do vento
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2.6.2.1. Efeito de Chaminé
Fig.25 –Ventilação natural associada ao efeito venturi http://www.arquitetaresponde.com.br/aproveitando-iluminacao-e-ventilacao-natural/
Fig.26 –Ventilação natural – Efeito chaminé http://www.arquitetaresponde.com.br/aproveitando-iluminacao-e-ventilacao-natural/
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2.6.2.2. Efeito da Ação do Vento
O vento incide num obstáculo, criando
um campo de pressões positivas ou
negativas que se dispõem pelas
diferentes faces
Pressão positiva ou negativa depende
da orientação e magnitude do vento e
da forma e dimensão dos prédios
Diferenças de pressão caudais de
ventilação causados pela abertura das
fachadas
Fig.27 - Distribuição de pressões resultantes da ação do vento na envolvente Peneda, Miguel Armando de Araújo. 2013. Recomendação para o projeto de sistemas de ventilação mista em edifícios de Habitação.
Mestrado, Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto.
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2.6.2.3. Efeito Combinado
Combinação dos efeitos anteriores, que ocorrem em conjunto
A combinação dos efeitos pode criar bastantes situações diferentes Não
é possível obter uma única representação com todas as combinações
Fig.28- Distribuição característica das pressões resultantes da combinação de efeitos
Peneda, Miguel Armando de Araújo. 2013. Recomendação para o projeto de sistemas de ventilação mista em edifícios de Habitação. Mestrado, Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto.
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2.6.3. Tipos de Sistemas de Ventilação Mecânica
Variações de pressão pretendidas aparelhos mecânicos (ex.: Ventiladores)
Formas mais usuais de utilização dos dispositivos mecânicos
• Insuflação mecânica
• Extração mecânica
• Sistema balanceado
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2.6.3.1. Insuflação Mecânica
Insuflação de ar através de uma rede de condutas associadas a um
ventilador
Permite filtrar o ar que entra e controlar a temperatura e humidade do ar
O ventilador força a
entrada de ar
Aumento da pressão no interior do
edifício
Ar sai pelas aberturas do
edifício
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2.6.3.2. Extração Mecânica
Oposto da insuflação mecânica
Fig.29 – Esquema de Sistema de Extração Centralizada http://www.solerpalau.pt/formacion_01_03.html
Ar forçado a sair através de uma rede de
condutas ligadas a um
dispositivo
Depressão no interior
Entrada de ar do exterior pela aberturas dos
edifícios
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2.6.3.3. Sistema Balanceado
Combina os dois sistemas anteriores
Deve-se controlar esses dois mecanismos para que se verifique uma ligeira
depressão no interior do edifício e haja insuflação de cerca de 90 a 95%
do caudal extraído
Há ainda um sistema de recuperação de calor: o ar insulado é pré-
aquecido através do ar extraído.
Fig.30– Sistema Balanceado com Recuperador de calor
http://repositorio-aberto.up.pt/bitstream/10216/11532/2/Texto%20integral.pdf
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2.7. Sistemas de Ventilação e Conforto Térmico
No Verão a ventilação poderá ser aproveitada de duas formas:
• Aumento da velocidade do ar Aumento das perdas de calor por
convecção pelo corpo humano e da taxa de evaporação ao nível
cutâneo
• Arrefecimento da massa estrutural do edifício durante a noite,
aproveitando a massa estrutural arrefecida durante o período noturno diminuição da temperatura interior.
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3. CONCLUSÃO
O conforto térmico é essencial para a realização das funções vitais
humanas
Os diferentes tipos de ventilação exercem uma função fundamental para
o equilíbrio térmico humano
Os tipos de ventilação têm as suas desvantagens que são, no entanto,
superadas pelas suas primazias
A longo prazo, os sistemas de ventilação natural poderão ser uma solução
bastante eficiente e sustentável
A sustentabilidade ambiental e a qualidade da saúde do indivíduo serão
fatores a ter em consideração A ventilação natural detém um ponto
fulcral para o desenvolvimento de projetos que apostem nessas áreas
aliando com o conforto térmico do indivíduo.
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OBRIGADO PELA ATENÇÃO!
Ana Pimenta
Beatriz Oliveira
Joana Campos
Maria Neto
Rafaela Pereira
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