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Tipos de clima e sua influência no conforto térmico na Arquitetura

Atualizado: 21 de Jul de 2019


Atualmente, os indivíduos passam a maioria do seu tempo no interior de edifícios e, em climas extremos, a habitação ganha ainda maior importância, pois perante condições exteriores severas, a realização de atividades remete à espaços interiores. Portanto, é necessário pensar na qualidade desses ambientes e na forma como influenciam, direta ou indiretamente, a saúde e o conforto dos indivíduos.


Assim, esse artigo visa avaliar diferentes tipologias urbanas arquitetônicas inseridas nos diferentes tipos de clima, observando sua relação quanto o estudo de ventilação e os índices de isolamento Térmico.


A evolução tecnológica originou um aumento considerável das áreas habitáveis no mundo, pois desenvolveu a capacidade de construção em lugares de condições climáticas extremas mantendo o nível de conforto, inclusive térmico.


Devido a crescente exploração de todos os ambientes naturais no planeta e pelas mais diversas razões culturais, cientificas, e outras, tornando necessário a edificação em lugares climaticamente hostis.


Insolação e ventilação cruzada na edificação

Conforto-térmico - insolação-e-ventilação-cruzada

A radiação solar direta provoca impactos térmicos e ainda efeitos de convecção, sendo o seu impacto em um edifício, medido segundo a capacidade de que se dispõe para manter os níveis de temperatura dentro da zona de conforto.


Acredita-se que a variação da temperatura diurna depende do quanto o céu está limpo, nesses dias, a grande maioria da radiação solar recebida e a sua reflecção dão origem a uma grande margem de variações térmicas, enquanto em dias nublados essa margem é menor.


A percepção da temperatura para o ser humano está também relacionada com a umidade relativa do ar, pois este fator induz sensações distintas, dependendo da sua percentagem e da combinação com diferentes temperaturas.


A localização geográfica de um determinado edifício e a sua orientação solar tem uma estreita relação com a radiação. A energia solar varia segundo as regiões e as estações, sendo que em condições frias, a radiação solar adicional é favorável e, consequentemente, a implantação do edifício deve ser de modo a receber o máximo de radiação solar possível.


Por outro lado, perante condições de calor excessivo, a orientação do edifício deve proporcionar uma diminuição dos impactos solares.


O vento também é determinante na escolha do local de implantação e da orientação dos edifícios, pois estabelece uma estreita relação com as condições de conforto registadas no interior das habitações, podendo ele ser ele favorável ou prejudicial à qualidade de conforto na edificação.


A presença de água próxima a edificação influencia de diversos modos na escolha do seu local de implantação, sendo assim, determinante para a confecção dos projetos de arquitetura.


Outro determinante de grande importância, e muitas vezes não levado em consideração é as massas de água salgada. Este elemento natural influencia na hora de se projetar um edifício, tendo em vista que a salinidade do mar ou oceano é transportada pelo ar até as edificações e por consequência até os indivíduos que estão nelas, gerando em muitas das vezes desconforto.


A vegetação estabelece uma forte relação, simultaneamente, com o sol, o vento e a água. Muitos arquitetos utilizam dos benefícios da vegetação, sendo ela rasteira, arbusto ou árvore, ajudando então no conforto térmico dos edifícios.

“Os arquitetos organizam os materiais de construção numa unidade construtiva segundo princípios econômicos, de modo a que cada forma, a estrutura do edifício, a cor dos materiais e a textura das superfícies nasçam automaticamente e sejam determinadas pela vida” (Meyer, 1972, p.96).


Os materiais de construção devem ser aplicados tendo em conta diversos fatores climáticos, como por exemplo os impactos térmicos.


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Tipos de Climas


Clima quente-seco


A implantação de edificações na zona mais baixa faz com que seja beneficiada pelas correntes de ar fresco.


Em cidades localizadas no deserto é necessário proteger as edificações, tanto quanto possível, das tempestades de areia.


Outro fator a se levar em consideração é ter uma geometria espacial o mais compacta possível, organizando a implantação das habitações em largos grupos, de modo a sombrear as ruas e as habitações, para que se consiga obter o máximo de volume com o mínimo de área de superfície exposta ao calor exterior.


Segundo (Fardeheb5, 2000), a orientação adequada de um edifício é essencial, pois pode representar uma diferença de cerca de 3ºC entre a melhor e a pior orientação da edificação em relação a posição do Sol, e todo arrefecimento do ar interior é de máxima utilidade em condições de calor extremo.


Dessa forma, urbanisticamente dispõem-se as edificações em fila, de modo a que se unam lateralmente e que se estendam de Leste para Oeste, para que, desta forma, a radiação que incide sobre esses lados fique praticamente anulada, e que as fachadas a Norte e Sul sejam as únicas a receber o impacto solar.


Portanto, a resposta as necessidades do clima térmico por parte da arquitetura, consiste na escolha de formas compactas, de paredes espessas com poucas aberturas para o exterior ou mesmo através de construções subterrâneas, para que se atinja a máxima inercia térmica, de modo a enfrentar as amplitudes térmicas características destes climas.


As tipologias construtivas mais comuns neste clima são as casas-pátio, agrupadas de forma densa, de modo a reduzir as áreas expostas a radiação solar, com paredes exteriores cegas ou adjacentes a outras habitações, apresentando, assim, vantagens térmicas. A ligação com o exterior e feita por meio de pátios interiores, que são o centro de atividades dos ocupantes e para onde a maioria dos espaços habitacionais está voltada.


O calor irradiado pelo solo uma das principais fontes de emissão de calor, deve optar-se pela colocação dos vãos na parte superior das paredes, junto ao teto, de modo a prevenir uma entrada excessiva de calor.


O aumento da humidade do ar no interior da habitação, pela utilização de fontes, espelhos de água, ou simplesmente pela jateação por dela nos pavimentos dos pátios, representa uma melhoria significativa do conforto no interior da habitação (Fardeheb3, 2000).


Também deve-se leva em consideração a disposição dos ambientes na edificação. Ainda, estudando a edificação do deserto, no piso superior concentram as atividades do dia-a-dia, os celeiros e as áreas de armazém.


Nesta tipologia habitacional, o efeito de arrefecimento consiste em capturar o ar frio através dos pátios, que se deposita durante a noite, devido a sua densidade, e que posteriormente é libertado para os compartimentos adjacentes.


Clima quente-úmido


O vento é a principal fator a se levar em consideração por um arquiteto ao se implantar de um edifício num ambiente de clima quente-úmido. Os locais adequados para a implantação são aqueles que, encontram-se fora da direção do vento predominante, e estejam situados em áreas expostas a suaves correntes de ar.


Outro fator de grande relevância para a obtenção de conforto e que pode ser controlado é a sombra, podendo ela ser natural ou artificial, no entanto a natural proporciona melhor grau de conforto.


Para que se possa assegurar o correto escoamento das águas pluviais a escolha do local a ser edificado deve ter ainda bastante atenção, tendo em vista a elevada precipitação própria deste clima, por isso deve-se ficar atento ao nível de permeabilidade do solo, que no entanto tem sido negligenciada na maioria das cidades brasileiras.


Deste modo, construções em zonas quentes e úmidas devem cooperar com a natureza, tirando partido dos elementos climáticos em seu favor, como as brisas, solo e as plantas.


Tradicionalmente, a construção é leve, feita com materiais que não permitam o armazenamento calor e a sua consequente irradiação para o interior, como madeira e bambu.


Em cidades do interior do Estado do Amazonas vê-se casas com construção palafítica, isto é, acima do nível do solo, consistindo na elevação do pavimento de modo a que a habitação tenha uma melhor exposição a brisas e que fique protegida das cheias dos rios, e que proporcione uma melhor proteção aos indivíduos contra insetos e outros animais.


No Paquistão é habitual que os edifícios sejam mais fechados e feitos com materiais mais opacos, como o tijolo-burro. Este material pode ser utilizado de diversas formas, em paredes de pouca espessura, mas funciona melhor quando aplicado a paredes sombreadas por vegetação, pois não se trata de um material que proporcione isolamento térmico.


Em relação à orientação da edificação, o ideal é que se exponha a menor área possível à incidência de radiação solar, voltando suas extremidades de maior dimensão á ação do vento.


A utilização de lajes ou forros sob a cobertura ventilada faz com que o calor incidente não entre diretamente na habitação, reduzindo os ganhos térmicos por condução.


Utilizar branco ou cores claras refletem calor e radiação solar, em coberturas, paredes e pavimentos expostos diretamente ao sol e é também um método de redução dos ganhos térmicos, pois devido a sua mínima absorção térmica, o fluxo de calor transmitido ao edifício é consideravelmente reduzido.


A habitação deve ser projetada de modo que seja fornecido sombra às fachadas, utilizando elementos de proteção solar que minimizem, durante o dia, os ganhos térmicos. O prolongamento da cobertura para além do limite das paredes exteriores, podem proporcionar tal proteção, com a utilização vigas em balanço.


Um outro elemento que pode ser utilizado como auxiliar ao conforto térmico é a persiana ajustável, que rode verticalmente no centro do vão, sendo capaz de funcionar como parede exterior, fechando a habitação sem bloquear a entrada de ar.


Outro método de controle climático é o alinhamento de portas e janelas, bem como tetos altos que permitam a subida do ar quente acima do nível para maximizar a ventilação natural e permitir a captura de brisas. O seu fluxo cruzado, na época mais quente do ano, é um meio de se conseguir a atingir tal objetivo.


Clima Temperado


Alguns climas temperados têm, nos períodos frios, temperaturas muito reduzidas e muito elevadas nos períodos quentes. Em função disso, os edifícios devem ter soluções construtivas que possibilitem controlar os fechamentos opacos e transparentes.


Assim o uso de espaços tampão, por exemplo através de zonas técnicas e de serviço, para proteger o espaço habitado em relação aos ganhos solares.


Outra forma de melhor o clima da edificação é estudar as organizações espaciais que mais favorecem o conforto térmico interior por uma correta relação com o ambiente exterior, indo assim ao encontro das necessidades, sendo elas:


1. Aproveitamento dos ganhos solares passivos: orientação dos captadores a Sul no hemisfério Norte para favorecer a insolação no inverno e permitir proteção solar no verão;


2. Aberturas em fachadas opostas orientadas a Sul e a Norte para permitir a ventilação cruzada no verão e fachadas cegas em relação ao nascente e poente, para permitir uma melhor proteção solar no verão;


3. Pátios interiores para promover a refrigeração passiva e fornecer luz aos espaços interiores no verão;


4. Arrefecimento por ventilação natural noturna ou através de água com sistemas evaporativos;


5. Construção enterrada ou semi-enterradas e paredes maciças (restantes pisos) para favorecer a inércia térmica, nas áreas da habitação ocupadas durante a noite;


6. Utilização de tecnologias ativas nas fachadas transparentes ou translúcidas, para compatibilizar a relação entre ganhos solares térmicos e iluminação natural, favorecendo os ganhos nas horas de insolação de inverno, reduzindo-os nas horas de insolação de verão e minimizando as perdas noturnas.

Clima Frio


No clima frio geralmente projeta-se casas de madeira.


Neste clima pode se usar um sistema de isolamento térmico fazendo com que o ambiente interno da casa seja mantido em temperatura agradável porque as paredes não perdem energia (calor) para o ambiente externo que está mais frio.


Sendo o vento um elemento que acentua a sensação de frio, os edifícios implantados nestes climas tem ainda que apresentar boa resistência a sua

ação.


Em resumo as edificações devem possuir paredes espessas com isolante térmico, menos superfície externa por maior volume interno, superfícies envidraçadas com maior aproveitamento da luz solar, piso suspenso e edificações agrupadas.


Em lugares que nevam os telhados são bastante inclinados de modo que a neve não acumule, lavando em consideração também a iluminação Zenital.

Diante essas características deve observar os seguintes pontos:


• Aquecimento artificial – 6,2%, esse percentual refere-se ao número de horas em que a temperatura está abaixo do limite de conforto e que a edificação, por si, não pode promover conforto aos usuários tornando-se necessário o uso de um sistema de calor artificial para o aquecimento dos espaços habitáveis. Essas horas ocorrem, eminentemente à noite ou nas primeiras horas da manhã.


• Aquecimento solar passivo – 11,7%, durante horas representadas por esse percentual, as temperaturas são baixas para o conforto humano. Embora baixas, as temperaturas podem ser atenuadas pelo efeito da radiação solar direta que eleva a temperatura. Essa estratégia, em geral é obtida pelo dimensionamento adequado das aberturas, principalmente aquelas voltadas para a orientação Norte.


• Massa térmica – 33,7%, essa estratégia representa a solução mais eficiente para o condicionamento dos espaços habitáveis durante o período frio. A construção de edifícios de altas massas térmicas faz com que, durante o dia, a estrutura da edificação se aqueça e durante a noite o calor acumulado seja re-irradiado para os espaços ocupados, ao mesmo tempo altas massas térmicas isolam o ambiente interno do externo.


Com o avanço tecnológico vários sistemas foram desenvolvido para gerar conforto aliado a eficiência energética nas edificações, dentre eles está as placas fotovoltaicas para a energia elétrica e calefação, sendo para o aquecimento da água. Existem também, mecanismos que mantem a água da piscina aquecida.


Conforto-térmico - Aberturas-para-ventilação

Conclui-se que o desenho arquitetônico deve se preocupar as condições climáticas, utilizando os recursos disponíveis na natureza, como sol, vegetação, chuva, vento, e outros, para assim, minimizar os impactos ambientais e reduzir o consumo energético.


Logo, Uma casa bioclimática pode conseguir grandes economias de energia e inclusive ser sustentável no seu todo. Embora presentemente o custo da construção possa ser elevado, o investimento deste tipo de construção pode ser compensado com o conforto térmico e aliado ao decréscimo de gastos em energia.


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