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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
ESCOLA POLITÉCNICA
MESTRADO EM ENGENHARIA AMBIENTAL URBANA
DÉBORA SANTA FÉ MONTEIRO LYRA
APLICABILIDADE DE ÍNDICES DE CONFORTO TÉRMICO:
UM ESTUDO DE CASO EM SALVADOR - BA
Salvador
2007
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DÉBORA SANTA FÉ MONTEIRO LYRA
APLICABILIDADE DE ÍNDICES DE CONFORTO TÉRMICO:
UM ESTUDO DE CASO EM SALVADOR - BA
Dissertação apresentada ao Mestrado de Engenharia
Ambiental Urbana, Escola Politécnica, Universidade
Federal da Bahia, na área de concentração Engenharia
Ambiental Urbana e na linha de pesquisa Produção e
Gestão do Ambiente Construído.
Orientador: Prof. Dr. Marcos Jorge A. Santana
Co-orientadora: Prof
a
. Drª Telma Côrtes Q. Andrade
Salvador
2007
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L992a LYRA, Débora Santa Fé Monteiro
Aplicabilidade de índices de conforto térmico: um estudo de
caso em Salvador - BA. / Débora Santa Fé Monteiro Lyra.
Salvador: Universidade Federal da Bahia - UFBA, Escola
Politécnica, 2007.
131p. il.
Dissertação de mestrado apresentada ao Curso de Mestrado de
Engenharia Ambiental Urbana, Escola Politécnica da Universidade
Federal da Bahia-UFBa, como requisito parcial para obtenção do Grau
de Mestre, sob
a orientação do Prof. Doutor Marcos Jorge Santana e co-
orientação da Profª. Doutora Telma cortes Q. Andrade .
1. Arquitetura e clima – Salvador (BA). 2. Conforto térmico –
Salvador (BA). I. Título II. Autor. III Orientador. IV Co-orientador.
CDD: 20.ed 697
Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca Bernadete Sinay Neves,
Escola Politécnica da UFBA
Aos meus amados pais Odevaldo e Rita Célia, pela
formação e amor dispensados, abdicando muitas vezes de
seus sonhos para realizar os meus.
A minha Avó Irene Santa Fé, por ser o meu maior
exemplo de fé e amor incondicional.
Aos meus irmãos Bruno, Lú e Vanessinha, pelo carinho e
incentivo.
A Élio Nascimento, por ser uma pessoa tão especial em
minha vida.
Ao saudoso Professor Eduardo Neira Alva, pelas grandes
obras que nos deixou.
AGRADECIMENTOS
À minha família, pelo carinho e pelas palavras de otimismo, mesmo em situações adversas.
Às minhas Tias: Marilú Santa Fé, Lucinha Barros, Ednalva Monteiro e Mariza Jambeiro, pelo
suporte e incentivo.
Ao Professor Doutor Marcos Jorge Almeida Santana, por acreditar nesta pesquisa, pela
orientação, dedicação e paciência.
À Professora Doutora Telma Côrtes Quadros de Andrade, pela co-orientação, pelos
conselhos, pelo carinho e por acreditar neste projeto.
Às Professoras Jussana Nery, Tereza Moura e Iara Brandão, por transmitirem muito mais que
conhecimentos, por colaborarem com o crescimento, enquanto ser humano, dos seus alunos,
amigos e colegas.
Ao Laboratório de Conforto Ambiental da UFBA, por apoiar esta pesquisa, principalmente,
cedendo todos os equipamentos para as medições.
A todos os meus ex-alunos da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da UFBA, pela
participação significante nesta pesquisa.
À grande amiga Tânia Lobo, pela singular colaboração e a todos os demais amigos pelo
incentivo e compreensão.
Ao Centro Federal de Educação Tecnológica da Bahia (CEFET – BA), em especial, à
Professora Luzia Mota e ao bolsista CNPq Jovem Cientista Jeferson Dantas pelo grande apoio
destinado a esta pesquisa.
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq, pelo suporte
financeiro através de bolsa de estudo.
RESUMO
Os índices de conforto térmico tentam sintetizar os efeitos das variáveis do conforto térmico,
tendo seus limites sido estabelecidos, em sua maioria, para climas temperados. O
estabelecimento de limites de conforto para os trópicos contribui para a eficiência energética
e o conforto ambiental. O índice PET - Temperatura Fisiológica Equivalente é expresso em
escala termométrica conhecida (°C). O PMV - Voto Médio Estimado, adotado pela ISO 7730,
traduz a sensibilidade térmica humana em uma escala numérica que varia de -3 a +3,
viabilizando sua aplicação em questionários. Ambos os índices foram avaliados na análise do
desempenho térmico da Biblioteca Raul Seixas (BRS) do CEFET – BA, considerando: clima
quente-úmido, usuários com faixa etária definida, atividade padronizada e vestimentas
semelhantes. Questionários foram aplicados paralelamente às medições de variáveis
ambientais e os dados foram tratados utilizando-se a análise de regressão não linear probit,
gerando parâmetros estatísticos adequados às condições da amostra pesquisada. Concluiu-se
que os limites superiores de conforto térmico tanto para o PMV quanto para o PET (°C) estão
subestimados, ou seja, os estudantes estão adaptados às condições térmicas mais elevadas.
Com base nas análises, o valor de +0,9 foi proposto como limite superior de conforto para o
PMV, em substituição +0,5. O limite superior obtido para o PET foi de 26,6 °C, em lugar de
24 °C. A partir desses limites, constatou-se que a BRS apresenta desconforto térmico durante
um período menor do que o previsto com os limites originais do PMV e PET (°C). Além
disso, os valores encontrados para estes índices estão mais próximos das respectivas faixas de
conforto reduzindo as amplitudes em cerca de +1,0 para +0,6 (PMV) e de 5,0°C para 2,0°C
(PET). Esta nova avaliação do desempenho térmico adequada à realidade local indica que
intervenções na Arquitetura, utilizando mecanismos passivos, melhorariam o ambiente
térmico estudado, recorrendo ao uso de mecanismos artificiais de climatização durante um
período menor do dia.
Palavras-Chave: Índices de Conforto Térmico; Conforto térmico; Conforto Ambiental.
ABSTRACT
Thermal Comfort Indexes are numbers, able to group the effect of many variables of thermal
comfort. Unfortunately, the majority of them have their limiting values well established only
to temperate climate. Consequently, there is a strong need to establish limiting values to
tropical climate, as well. These values will contribute to establish pattern for efficient energy
use, while achieving thermal comfort. Among the indexes, the PET (Physiological Equivalent
Temperature) uses the thermometric scale Centigrade (°C); while the PMV (Predicted Mean
Vote), recommended by ISO 7730, translate the human thermal sensation into a numerical
scale from -3 to +3, facilitating its application using questionnaires. Both indexes were used
in this work to evaluate the thermal performance of the Raul Seixas Library (BRS) –
CEFET/BA, with the following conditions; humid plus hot climate, users with a well defined
age, performing similar activity and using similar clothes. The questionnaires were applied
while the environmental variables were been measured. The data were treated using the
statistical procedure Probit, a non-linear regression analysis, to generate statistical parameters
well fit to the sample conditions. It could be concluded that, for both indexes, PET and PMV,
the upper limiting values of thermal comfort recommended for temperate climate, 24 °C and
+0,5, are under estimated for tropical climate. The values of 26,6 °C and +0,9, were found to
better represent the upper limiting value of thermal comfort for the students inside the library.
Which means that the students sampled are well adapted to warmer conditions. Also, based
on this new limiting values, could be concluded that the BRS presents a shorter period of
thermal discomfort, different from the prediction using the original values of PET and PMV.
The new limiting values are also closer to the respective comfort intervals, with a narrower
amplitude: from +1,0 to +0,6 (PMV); and from 5,0°C to 2,0°C (PET). In conclusion, the BRS
thermal performance evaluation done by this work, more adequate to local climate conditions,
indicate that the use of passive architectural interventions would improve the thermal comfort
inside the library during longer period of time, leaving the use of mechanized thermal
conditioning for small period of time during the day.
Keywords: Thermal Comfort Indexes; Thermal Comfort; Environmental Comfort.
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 - Conjunto de condições que compõem a QAU adaptada por Alva (1997) 22
Figura 2.2 - Movimento do ar sobre a cidade 27
Figura 2.3 - Dados climáticos, localização geográfica e carta solar de Salvador 28
Figura 2.4 - Carta bioclimática para Salvador com estratégias de projeto 29
Figura 2.5 - Espaços geográficos de Salvador 30
Figura 3.1 – Foto dos alunos do CEFET-BA devidamente fardados sendo entrevistados 47
Figura 3.2 – Mapa Esquemático de Localização do CEFET-BA 50
Figura 3.3 - Foto aérea mostrando a localização do CEFET-BA 51
Figura 3.4 - Planta de Localização da BRS e ventos incidentes dominantes 51
Figura 3.5 - Implantação da BRS com eixo maior no sentido leste – oeste 52
Figura 3.6 – Foto da Fachada 75º SO da BRS 53
Figura 3.7 – Foto da Fachada 15º SE da BRS 53
Figura 3.8 – Foto da Fachada 15ºNO da BRS 53
Figura 3.9 – Foto da Fachada 75º NE da BRS 54
Figura 3.10 – Foto do Elemento Zenital (Shed) orientado para 15º SE 54
Figura 3.11 - Planta de situação e carta solar para Salvador 55
Figura 3.12 - Pontos medidos na Etapa 1: superior (A) e térreo (B) 56
Figura 3.13 – Foto do Ponto de Medição INT 1 57
Figura 3.14 – Foto do Ponto de Medição INT 2 57
Figura 3.15 - Pontos medidos na Etapa 2: INT 4 e EXT 4 58
Figura 3.16 – Foto do Ponto de Medição INT 4 59
Figuras 3.17 e 3.18 – Fotos das Estações meteorológicas utilizadas 61
Figura 4.1 –
Gráficos das Temperaturas Superficiais, de Globo e do Ar,
no Ponto de Medição INT 2 no Verão (A) e no Inverno (B) 70
Figura 4.2 – Gráfico PET (°C) versus Tempo (h) para os Pontos INT 1 e EXT 1,
verão (A) e inverno (B) 72
Figura 4.3 – Gráficos PET (°C) versus Tempo (h) para os Pontos INT 2 e EXT 2,
verão (A) e inverno (B) 73
Figura 4.4 – Gráfico PET (°C) versus Tempo (h) para os Pontos INT 3 e EXT 3,
verão (A) e inverno (B) 74
Figura 4.5 - Correlação entre sensações térmicas relatadas (S) e PMV 80
Figura 4.6 - Percentual real de insatisfeitos (I) em função das sensações térmicas
relatadas (S) 83
Figura 4.7 - PDD em função do PMV 84
Figura 4.8 – Gráfico das curvas limites de conforto térmico em função da Temperatura
do ar (Tar, °C) 87
Figura 4.9 – Gráfico das curvas limites de conforto em função da temperatura radiante
média (Trm, °C) 88
Figura 4.10 – Gráfico das curvas limites de conforto em função da umidade relativa
do ar (UR, %) 89
Figura 4.11 – Gráfico das curvas limites de conforto em função da velocidade do ar 89
Figura 4.12 - Desempenho térmico da BRS (15/06/05) com o limite superior do
PMV ajustado 91
Figura 4.13 - Desempenho térmico da BRS (16/06/05) com o limite superior do
PMV ajustado 92
Figura 4.14 - Desempenho térmico da BRS (15/06/05) com o limite superior do
PET (°C) ajustado 92
Figura 4.15 - Desempenho térmico da BRS (16/06/05) com o limite superior do
PET (°C) ajustado 93
LISTA DE QUADROS
Quadro 2.1 - Espaços geográficos de Salvador e suas diferentes
características microclimáticas 30
Quadro 2.2 - Exemplos de índices empíricos e analíticos de conforto térmico 39
Quadro 4.1 – Descrição das variáveis obtidas a partir das medições realizadas na Etapa 2 76
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 - Tabela de consumo desagregado de energia elétrica em residências 31
Tabela 2.2 - Tradução da escala de sensação e preferência térmica sugerida pelo PMV 41
Tabela 3.1 - Condições da amostragem da coleta de dados na BRS 48
Tabela 3.2 - Cálculo do erro amostral e limite de confiança 49
Tabela 3.3 - Tradução da escala de sensação e preferência Térmica sugerida pelo PMV 63
Tabela 3.4 - Isolamento térmico correspondente à farda escolar 63
Tabela 3.5 - Padrões adotados para cálculo do PMV 64
Tabela 4.1 - Dados da Velocidade do Ar no Verão 68
Tabela 4.2 - Dados da Velocidade do Ar no Inverno 68
Tabela 4. 3 - Resultados obtidos a partir das medições realizadas na Etapa 2 77
Tabela 4.4 - Comparação entre dados coletados e Normais Climatológicas 78
Tabela 4.5 - Dados obtidos sobre a variável pessoal sexo 78
Tabela 4.6 - Variáveis pessoais adotadas 79
Tabela 4.7 - Medidas descritivas das variáveis ambientais e sensações relatadas (S) 79
Tabela 4.8 - Condições para aplicação do PMV e características da amostra 80
Tabela 4.9 - Coeficientes de determinação entre variáveis ambientais e sensações térmicas
relatadas 81
Tabela 4.10 - Dados utilizados para análise probit 86
Tabela 4.11 - Parâmetros de desconforto por calor 90
Tabela 4.12 - Novos limites superiores de conforto térmico para os índices PMV e PET (ºC)
91
Tabela 4.13 - Períodos de desconforto por calor, considerando os limites original e ajustado
do PET (°C) 94
SÍMBOLOS E ABREVIATURAS
APO - Avaliação Pós Ocupação
BRS - Biblioteca Raul Seixas
BTS - Baía de Todos os Santos
EXT - Ponto medido fora da Biblioteca Raul Seixas
I - Percentual real de insatisfeitos, em %
INT - Ponto medido dentro da Biblioteca Raul Seixas
LACAM - Laboratório de Conforto Ambiental da UFBA
Pa - Pressão parcial do vapor de água, em kPa
PET - Temperatura Fisiológica Equivalente, em °C
PMV - Voto Médio Estimado
QAU - Qualidade Ambiental Urbana
S - Sensações térmicas relatadas, ou média das sensações relatadas, variável adimensional
Tar ou t
a
- Temperatura do ar, em °C
Tg – Temperatura de Globo, em °C
Top - Temperatura operativa , em °C
Trm ou t
rm
- Temperatura radiante média, em °C
Tsup - Temperatura Superficial, em °C
UFBA – Universidade Federal da Bahia
UR - Umidade relativa do ar, em %
V - Velocidade do ar, em m/s
Var - Velocidade relativa do ar, em m/s
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 15
1.1 OBJETIVOS................................................................................................................. 16
1.1.1 Objetivo Geral ........................................................................................................... 17
1.1.2 Objetivos Específicos.................................................................................................. 17
1.1.3 Pressuposto de Trabalho............................................................................................ 17
1.2 ESTRUTURA DO TRABALHO ................................................................................. 18
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA............................................................................. 20
2.1 QUALIDADE AMBIENTAL URBANA E CONFORTO AMBIENTAL.................. 20
2.2 CONFORTO AMBIENTAL E O USO RACIONAL DOS RECURSOS
ENERGÉTICOS........................................................................................................... 24
2.3 CONFORTO TÉRMICO NAS CIDADES TROPICAIS............................................. 26
2.4 CONFORTO TÉRMICO NA CIDADE DO SALVADOR ......................................... 28
2.5 CONFORTO TÉRMICO EM EDIFICAÇÕES............................................................ 32
2.6 CONFORTO TÉRMICO E SEUS FATORES INTERVENIENTES.......................... 33
2.6.1 Variáveis do Conforto Térmico................................................................................. 36
2.7 ÍNDICES DE CONFORTO TÉRMICO....................................................................... 38
2.7.1 Voto Médio Estimado – PMV e Percentagem de Pessoas Insatisfeitas –
PDD.............................................................................................................................. 40
2.7.2 Temperatura Fisiológica Equivalente – PET (°C)................................................... 42
2.7.3 Padrões Internacionais e Realidade Local .............................................................. 43
3 MATERIAIS E MÉTODOS...................................................................................... 46
3.1 ESCOLHA DA EDIFICAÇÃO PARA ESTUDO DE CASO E
DELIMITAÇÃO DA AMOSTRA ............................................................................... 46
3.2 CARACTERIZAÇÃO DO PERÍODO MEDIDO NA ETAPA 2................................ 49
3.3 VISITA TÉCNICA PRELIMINAR E CARACTERIZAÇÃO DO
AMBIENTE ESTUDADO........................................................................................... 49
3.3.1 Implantação da Biblioteca Raul Seixas e seu Microclima ...................................... 50
3.3.2 O Edifício..................................................................................................................... 52
3.3.3 Definição dos Pontos Medidos .................................................................................. 55
3.4 VARIÁVEIS AMBIENTAIS MEDIDAS.................................................................... 59
3.5 COLETA E TRATAMENTO DAS VARIÁVEIS AMBIENTAIS ............................. 60
3.6 VARIÁVEIS PESSOAIS E PARÂMETROS SUBJETIVOS MEDIDOS.................. 61
3.7 COLETA E TRATAMENTO DAS VARIÁVEIS PESSOAIS E
PARÂMETROS SUBJETIVOS................................................................................... 62
3.8 ANÁLISE DOS DADOS COLETADOS..................................................................... 64
3.8.1 Análise do Desempenho Térmico da BRS, utilizando o Índice de Conforto
PET (°C) – Temperatura Fisiológica Equivalente................................................... 64
3.8.2 Análise da Aplicabilidade do Índice de Conforto Térmico PMV .......................... 65
3.8.3 Análise da Aplicabilidade do Índice de Conforto Térmico PET (°C) ................... 66
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................... 67
4.1 RESULTADOS OBTIDOS A PARTIR DOS DADOS COLETADOS NA
ETAPA 1 ...................................................................................................................... 67
4.1.1 Desempenho Térmico da Edificação – Avaliação Qualitativa................................ 67
4.1.2 Análise do Desempenho Térmico da BRS, Utilizando o Índice de
Conforto PET(°C) ...................................................................................................... 71
4.2 RESULTADOS OBTIDOS A PARTIR DOS DADOS COLETADOS NA
ETAPA 2 ...................................................................................................................... 75
4.2.1 Caracterização da Amostra – Variáveis Pessoais.................................................... 78
4.2.2 Caracterização da Amostra – Variáveis Ambientais .............................................. 79
4.2.3 Pré-requisitos para Aplicação do PMV.................................................................... 79
4.2.4 Análise das Sensações Térmicas Relatadas (S) em Função das Variáveis
Ambientais................................................................................................................... 81
4.2.5 Percentual Real de Insatisfeitos (I) ........................................................................... 82
4.3 PARÂMETROS DE CONFORTO TÉRMICO .......................................................... 84
4.4 ANÁLISE DA APLICABILIDADE DOS ÍNDICES DE CONFORTO
TÉRMICO PMV E PET (°C)....................................................................................... 90
5 CONCLUSÃO............................................................................................................ 95
5.1 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS....................................................... 97
REFERÊNCIAS ........................................................................................................ 99
APÊNDICE A – Medições em 11 de fevereiro de 2004 ....................................... 104
APÊNDICE B – Medições em 12 de fevereiro de 2004 ......................................... 106
APÊNDICE C – Medições em 13 de fevereiro de 2004........................................ 108
APÊNDICE D - Medições em 20 de julho de 2004 .............................................. 109
APÊNDICE E - Medições em 21 de julho de 2004, .............................................. 111
APÊNDICE F - Medições em 22 de julho de 2004,............................................... 113
APÊNDICE G - Medições em 15 de junho de 2005, ............................................. 115
APÊNDICE H - Medições em 16 de junho de 2005, ............................................. 116
APÊNDICE I - Modelo de questionário aplicado na etapa 2, ............................. 118
ANEXO A – Relatório de consultoria estatística desenvolvida no Departamento
de Estatística do Instituto de Matemática da UFBA, no semestre letivo de 2006.1,
como parte integrante da atividade de extensão do Laboratório de Estatística 119
ANEXO B – Parâmetros de Conforto Térmico utilizando o Corte em 33% ..... 129
15
1 INTRODUÇÃO
A necessidade de atender às demandas sociais por uma melhor qualidade ambiental urbana
aliada à importância da arquitetura bioclimática, como colaboradora para o desenvolvimento
sustentável, tem exigido a expansão e atualização de metodologias e procedimentos na área de
conforto ambiental, principalmente, no que se refere à antecipação do comportamento da
edificação para minimizar problemas futuros, evitá-los por completo ou corrigir problemas
em edificações existentes.
Entende-se qualidade ambiental urbana como um conjunto de condições materiais, sociais e
psicológicas que maximizam o bem-estar do homem nas cidades, e essas condições materiais
– moradia, infra-estrutura, conforto ambiental, dentre outras – dependem dos recursos
naturais, como clima e morfologia urbana, e da capacidade do homem de melhorar o que a
natureza oferece (ALVA, 1997).
Define-se conforto ambiental como o bem-estar físico e mental adequado ao desenvolvimento
das atividades com o menor consumo de energia possível (ANDRADE e outros, 2002a). O
ambiente construído, baseado nos princípios da arquitetura bioclimática, deve, então,
proporcionar este conforto nos seus aspectos térmicos, acústicos e luminosos, priorizando a
utilização de sistemas passivos, ou seja, sem a utilização de energia elétrica.
A produção de um ambiente construído, respeitando as necessidades do homem
relativamente ao conforto térmico, à neutralidade térmica e à economia de energia, requer
estudos mais detalhados durante a elaboração do projeto arquitetônico, envolvendo as
seguintes questões: conhecimento do clima local; estabelecimento de critérios e métodos
analíticos para definição de parâmetros climáticos de conforto ambiental – zonas e índices de
conforto – e avaliação quantitativa do desempenho termo-energético da edificação, utilizando
métodos manuais e/ou computacionais.
O conforto térmico é mensurado através de zonas de conforto (KOENINGSBERGER, 1977)
ou índices de conforto (HÖEPPE, 1999) que deveriam ser estabelecidos a partir das condições
climáticas e culturais de cada local. Kluppel e outros (2001) afirmaram que os projetistas nem
sempre dispõem de informações climatológicas suficientemente detalhadas, capazes de serem
direcionadas para a elaboração de projetos; além disso, afirmaram ainda – o que é relevante
16
para o objetivo deste estudo – que o conjunto de ferramentas metodológicas (zonas e índices
de conforto) disponível é mais apropriado para clima temperado.
A adoção de índices de conforto sem o devido ajuste para climas tropicais úmidos, por
exemplo, pode subestimar o limite máximo da temperatura de conforto térmico e,
conseqüentemente, estimular o uso desnecessário de ar condicionado (NICOL, 2004). Ou
seja, esta subestimação da temperatura de conforto contraria os princípios do
desenvolvimento sustentável no setor da construção civil no que se refere à promoção da
eficiência energética (CIB, 1999).
O estudo proposto pretende avaliar a aplicabilidade de dois índices internacionais de conforto
térmico: Temperatura Fisiológica Equivalente – PET (°C) e Voto Médio Estimado – PMV na
análise do desempenho térmico de edificações em clima quente-úmido, através de um estudo
de caso na cidade de Salvador.
Devido ao fato de a autora participar da pesquisa “Diagnóstico do Conforto Ambiental da
Biblioteca Raul Seixas” que está sendo realizada pelo Centro Federal de Educação
Tecnológica da Bahia (CEFET – BA) e pelo Laboratório de Conforto Ambiental da UFBA
(LACAM), a edificação escolhida para o estudo de caso foi a Biblioteca Raul Seixas (BRS)
do CEFET - BA, que, segundo depoimentos informais dos usuários, apresenta grande
desconforto térmico, principalmente no verão (LYRA e outros, 2004). Outros fatores como:
usuários com uma faixa etária bem definida (estudantes de Ensino Médio); atividade
padronizada (leitura e escrita) e vestimentas semelhantes (fardamento) também colaboraram
para a escolha da BRS como estudo de caso.
Esta pesquisa poderá, portanto, contribuir para o entendimento da aplicabilidade de índices de
conforto térmico desenvolvidos internacionalmente numa região de clima quente-úmido,
podendo direcionar as tomadas de decisões projetuais que visem ao aumento da qualidade
ambiental urbana e à eficiência energética no ambiente construído, bem como ampliar a
pesquisa “Diagnóstico do Conforto Ambiental da Biblioteca Raul Seixas”.
1.1 OBJETIVOS
Estão descritos a seguir o objetivo geral, os objetivos específicos e pressupostos da pesquisa
17
realizada.
1.1.1 Objetivo Geral
O objetivo geral deste estudo compreendeu a avaliação da aplicabilidade dos índices
internacionais de conforto térmico Temperatura Fisiológica Equivalente – PET (°C) e Voto
Médio Estimado – PMV na análise do desempenho térmico da Biblioteca Raul Seixas (BRS)
do CEFET - BA.
1.1.2 Objetivos Específicos
O objetivo geral pode ser subdividido nos seguintes objetivos específicos:
a) Avaliar o desempenho térmico da BRS, utilizando o índice de conforto térmico PET (°C);
b) Avaliar o desempenho térmico da BRS, utilizando o índice de conforto térmico PMV;
c) Avaliar a aplicabilidade dos índices de conforto térmico PET (°C)
e PMV, comparando as
escalas de conforto sugeridas pelos mesmos com as sensações térmicas descritas pelos
usuários.
1.1.3 Pressupostos de Trabalho
Alguns pressupostos foram adotados para a realização deste trabalho, os quais estão descritos
a seguir:
a) Ao escolher os pontos de medições durante a Etapa 2, considerou-se que o ponto INT 4
representa a Sala de Leitura da BRS como um todo;
b) A taxa metabólica das atividades desenvolvidas na Sala de Leitura é constante e
corresponde ao valor de 70W (ISO 7730, 1994) estabelecido para atividades escolares;
c) O isolamento térmico das vestimentas dos alunos usuários da Sala de Leitura é
correspondente a 0,5 clo, de acordo com os valores tabelados pela ISO 7730, 1994;
d) O intervalo temporal de 20 minutos no ambiente térmico estudado – Sala de Leitura da
18
BRS – é suficiente para estabilização do metabolismo de seus usuários, garantindo uma maior
correspondência das sensações relatadas pelos mesmos com a atividade desempenhada no
momento da aplicação do questionário (leitura e escrita) e com o ambiente térmico estudado.
e) A amostragem realizada aplicando questionários aos usuários (alunos) da Sala de Leitura
da Biblioteca Raul Seixas representa a opinião dos estudantes do CEFET – BA.
1.2 ESTRUTURA DO TRABALHO
Este trabalho está estruturado em seis capítulos: Introdução, Fundamentação Teórica,
Materiais e Métodos, Resultados e Discussão, Conclusão, Referências, Apêndices e Anexo. A
seguir, os capítulos serão descritos de forma resumida para oferecer uma visão geral e
integrada do conteúdo produzido nesta pesquisa.
No capítulo 1, já apresentado, contextualizam-se e conceituam-se os temas abordados –
qualidade ambiental urbana, conforto térmico, eficiência energética, índices de conforto
térmico. Em seguida, foram colocados a justificativa, os objetivos e os pressupostos do
trabalho desenvolvido.
No capítulo 2, desenvolve-se uma discussão em torno dos conceitos de qualidade ambiental
urbana, conforto ambiental e conforto térmico, mostrando suas especificidades e inter-
relações. Em especial, discute-se também a importância da adoção dos princípios do conforto
térmico na construção civil e as conseqüências quando se utilizam índices de conforto térmico
(padrões internacionais) não adequados à realidade climática e cultural do local a ser avaliado.
Vale ressaltar que neste capítulo é feita uma breve revisão bibliográfica sobre índices de
conforto térmico, dando destaque aos índices Voto Médio Estimado – PMV e Temperatura
Fisiológica Equivalente – PET (°C).
No capítulo 3, apresentam-se os materiais e métodos utilizados para o desenvolvimento dos
três momentos inerentes a este trabalho: a) coleta de dados, que foi subdividida nas Etapas 1 e
2 e consistiu em levantamento de campo e levantamento de dados existentes; b) tratamento de
dados e, por fim, c) análise de dados.
No capítulo 4, foram apresentados os resultados e discussões referentes a cada etapa de dados
coletados, abarcando os seguintes subtítulos: Desempenho Térmico da Edificação –Avaliação
19
Qualitativa; Análise do Desempenho Térmico da BRS, utilizando o Índice de Conforto PET
(°C); Caracterização da Amostra – Variáveis Pessoais; Caracterização da Amostra – Variáveis
Ambientais; Pré-Requisitos para Aplicação do PMV; Análise das Sensações Térmicas
Relatadas (S) em Função das Variáveis Ambientais; Percentual Real de Insatisfeitos (I);
Parâmetros de Conforto Térmico e Análise da Aplicabilidade dos Índices de Conforto
Térmico PMV e PET (°C).
No capítulo 5, são apresentadas as conclusões sobre o trabalho, bem como sugestões para
trabalhos futuros. Nos Apêndices são apresentados os dados coletados durante as Etapas 1 e 2,
o modelo de questionário aplicado durante a Etapa 2 e, por fim, no Anexo A são apresentados
os resultados da consultoria desenvolvida no Departamento de Estatística do Instituto de
Matemática da UFBA, como parte integrante da atividade de extensão do Laboratório de
Estatística.
20
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Desenvolvimento sustentável pode ser definido como um processo global de desenvolvimento
que minimiza a utilização de recursos naturais e reduz o impacto sobre escoadouros, usando
processos que simultaneamente promovam a economia e a qualidade de vida (CIB, 1987).
Tornar as cidades mais sustentáveis, ou seja, implementar a sustentabilidade nos centros
urbanos é um grande desafio para as sociedades contemporâneas, pois não se trata apenas do
gerenciamento adequado do consumo e da geração de resíduos, mas também de assegurar
condições de vida digna de forma igualitária para toda a população (NEWMAN, 1999).
“Cidades Sustentáveis” é um dos temas centrais da Agenda 21 brasileira criada em 1997, que,
dentre outros objetivos, busca diagnosticar os problemas urbano-ambientais e elaborar
estratégias para sustentabilidade nas cidades, tais como:
a) O aperfeiçoamento e a regulamentação do uso e da ocupação do solo urbano e a promoção
do ordenamento do território, contribuindo para a melhoria das condições de vida da
população, considerando a promoção da eqüidade, a eficiência e a qualidade ambiental;
b) A realização de mudanças nos padrões de produção e de consumo das cidades, reduzindo
custos e desperdícios e fomentando o desenvolvimento de tecnologias urbanas sustentáveis;
c) A promoção do desenvolvimento institucional e do fortalecimento da capacidade de
planejamento e de gestão democrática da cidade, incorporando ao processo a dimensão
ambiental urbana e assegurando a efetiva participação da sociedade;
A promoção da Qualidade Ambiental Urbana - QAU fica bastante clara dentro das estratégias
mencionadas, enquanto que a necessidade da adoção dos princípios do conforto ambiental,
seja para um melhor uso e ordenamento do solo ou para ampliar as mudanças no padrão de
consumo, é uma condição implícita nesta qualidade.
2.1 QUALIDADE AMBIENTAL URBANA E CONFORTO AMBIENTAL
Define-se como ambiente tudo aquilo que circunda o homem e como ambiente construído
21
“todo ambiente erigido, moldado ou adaptado pelo homem” (ORNSTEN; BRUNA;
ROMÉRO, 1995, p.7). O ambiente urbano, portanto, é um ambiente construído a partir de um
meio existente e sua qualidade ambiental é fruto da relação homem-natureza.
Na relação homem-natureza, o meio ambiente urbano é simultaneamente passivo e ativo,
condicionado e condicionante, transformado e transformador, podendo determinar
comportamentos sociais e estilos de vida da população (ALVA, 1994). E é esta relação que
determinará uma melhor ou pior qualidade ambiental urbana.
Uma definição concreta de qualidade ambiental só é possível na medida em que se vincula a
um espaço, a um tempo e a um grupo social (ALVA, 1994). Este conceito dependerá então
das características espaciais, econômicas, sociais e culturais da sociedade e da época em
questão.
Numa visão generalizada, o conceito de QAU está relacionado a uma melhor qualidade de
vida nas cidades. Qualidade de vida pode ser definida como o grau de satisfação de
necessidades, sendo os tipos de necessidades e suas prioridades variáveis e ainda dependendo
do indivíduo, da sociedade e da época (HORNQUIST, 1982).
Kliass (1995, p. 1) definiu qualidade ambiental urbana como:
(...) predicado do meio urbano que assegura a vida dos cidadãos dentro de padrões
de qualidade, tanto nos aspectos biológicos (condições habitacionais, saneamento
urbano, qualidade do ar, conforto ambiental, condições de trabalho, alimentação,
sistemas de transporte), quanto nos aspectos socioculturais (percepção ambiental,
preservação do patrimônio natural e cultural, recreação, educação).
Alva (1997) definiu qualidade ambiental urbana como um conjunto de condições materiais,
sociais e psicológicas que maximizam o bem-estar do homem nas cidades, e essas condições
materiais (moradia, infra-estrutura, conforto ambiental, dentre outras) dependem dos recursos
naturais (como clima e morfologia urbana) e da capacidade do homem de melhorar o que a
natureza oferece (Figura 2.1).
22
Figura 2.1 - Conjunto de condições que compõem a QAU adaptada por Alva
(1997
)
Fonte: Alva (1997)
Nas duas definições de QAU acima citadas, nota-se que as necessidades do homem estão
implícitas nas palavras padrões e condições, ou seja, subentende-se que, a partir das
necessidades dos indivíduos de determinado grupo cultural, são adotados padrões que, na
prática alcançados, assegurarão a qualidade de vida desse grupo. Pode-se notar também que a
QAU é o resultado da inter-relação das condições biológicas e socioculturais (KLIASS, 1995)
ou ainda das condições materiais, sociais e psicológicas (ALVA, 1997), não sendo possível
hierarquizá-las.
Portanto QAU é um conceito abrangente e complexo, em que quase todos os aspectos da
realidade material e energética estão interagindo, sendo o conforto ambiental, cujo conceito se
discute a seguir, inegavelmente, um de seus atributos.
Kliass (1995), na sua classificação, inclui o conforto ambiental na esfera biológica, enquanto
Alva (1997) propõe outra classificação, situando-o na esfera material. Ambos, ao proporem
uma categorização dos aspectos da QAU, incorrem em dificuldades inerentes a qualquer
classificação, ou seja, o conforto ambiental não está restrito apenas à esfera biológica, nem
muito menos à esfera material.
Schmid (2005), em seu livro A idéia de conforto: reflexões sobre o ambiente construído
caracteriza o conforto ambiental sob uma perspectiva holística, baseando-se em três valores –
comodidade, expressividade e adequação – e associando-os a ambientes residenciais e não
residenciais.
Qualidade Ambiental
Urbana
Materiais
Conf. Ambiental
Sociais
Psicológicas
23
A comodidade estaria relacionada às variáveis materiais e energéticas – som, ar, luz, calor e
superfícies – “(...) que, com sua distribuição no espaço e no tempo, definem o ambiente, não
força[m] o organismo humano para fora de seus limites do funcionamento normal – a
chamada zona de conforto” (SCHMID, 2005, p.38). Esta condição seria encontrada, segundo
o autor, nas residências.
A expressividade estaria associada à atuação do ambiente sobre o estado de espírito, não
sendo vista primordialmente como uma reação subjetiva da pessoa, mas sim como um
produto do ambiente construído e, tal como a comodidade, encontrada em ambientes
residenciais (SCHMID, 2005, p.38).
A adequação, segundo o autor, “(...) é a correta adaptação do conforto às exigências
produtivas”, sendo este valor específico dos ambientes não residenciais. O autor ressalta ainda
que, em um ambiente adequado, “(...) são preservadas algumas condições necessárias à
sobrevivência; entretanto, abre-se mão de alguma comodidade para atender a uma razão de
ser produtivista”; assim, o conforto, no seu sentido mais amplo, pode existir em ambientes
residenciais e não residenciais, sendo estes últimos possuidores de (...) “valores próprios, não
excludentes do conforto, mas de superior importância (...)” (SCHMID, 2005, p.39).
Assim como a QAU, o conforto ambiental permeia as esferas do mundo biológico, energético,
material, psicológico, espiritual, sociocultural e outros, podendo haver abordagens recortadas,
intencionais ou arbitrárias, de um conceito mais amplo.
Como o objetivo deste estudo é testar a aplicabilidade de índices de conforto térmico em
ambiente escolar, o conforto ambiental é aqui considerado como uma condição de bem-estar
psico-fisiológico oferecida pelo ambiente, a qual contribui para a saúde e desenvolvimento
das atividades vitais e sociais da humanidade, a partir de requisitos mínimos em relação aos
aspectos térmicos, acústicos e luminosos.
Ou seja, longe de entender o conforto como uma simples equação matemática, mas por ora
sendo necessária uma visão sob o ponto de vista físico e pessoal, esta pesquisa estará voltada
aos valores adequação e comodidade do conforto ambiental – mesmo sendo este último valor
considerado por Schmid (2005) inerente, de fato, ao ambiente residencial. Esta discussão
sobre os valores do conforto ambiental será retomada mais adiante no item Conforto Térmico
e seus Fatores Intervenientes.
24
Como conforto ambiental é um processo também resultante de fenômenos de transporte de
massa e energia – transmissão de calor, luz e som, dentre outros – e está relacionado com as
propriedades físicas dos materiais (condutividade térmica, emissividade, porosidade, textura,
refletância, transmitância etc.), discutir esses fenômenos no ambiente urbano significa dizer
que a forma urbana e as características dos materiais que a compõem interferem na
temperatura do ar, na ventilação, no nível de luminosidade, no nível de ruído e na qualidade
do ar. Esta última está intimamente relacionada às condições de conforto térmico.
Dentro desta ótica, o projetista torna-se responsável não apenas pelas condições internas de
uma edificação, mas também pelo entorno climático externo, já que existem complexos
intercâmbios entre as edificações e a climatologia urbana (ROMERO, 2001), ou seja, a
depender das características do ambiente construído e do clima em questão, as condições de
conforto ambiental nas cidades podem ser melhoradas ou degradadas, o que
conseqüentemente influenciará na QAU. Entende-se, aqui, que o conceito de clima é relativo
às condições atmosféricas, as quais abrangem, além dos aspectos térmicos, os aspectos
luminosos, acústicos e a qualidade do ar (RYD, 1973).
Projetar o ambiente urbano visando ao conforto ambiental e à qualidade do ar pressupõe a
adoção de soluções arquitetônicas capazes de aproveitar as condições climáticas externas
favoráveis e minimizar as desfavoráveis. Isto significa projetar com o clima ou adotar o clima
como condicionante do projeto, princípio da arquitetura denominada bioclimática
(ANDRADE e outros, 2002b).
Quando se projeta com o clima, a QAU resultante reduz o estresse climático e a poluição do
ar, já que a estrutura térmica da cidade está relacionada com a circulação do ar, podendo
intensificar ou minimizar o efeito da poluição atmosférica. Além disso, permite que o uso de
mecanismos artificiais de controle ambiental, tais como o condicionamento de ar e a
iluminação artificial, seja minimizado. Isto torna a arquitetura bioclimática também eficiente
do ponto de vista energético, o que está diretamente relacionado com a utilização racional dos
recursos naturais.
2.2 CONFORTO AMBIENTAL E USO RACIONAL DOS RECURSOS ENERGÉTICOS
A arquitetura urbana ou da edificação, historicamente, foi produzida tendo o clima como
25
condicionante. Isto era inerente à arquitetura vernacular, em que a herança de conhecimentos,
tanto do clima, quanto das técnicas construtivas, favorecia o aperfeiçoamento de exemplos
bem sucedidos de construção. Neste contexto, a disponibilidade restrita dos recursos naturais
e energéticos induziu a arquitetura a alcançar o máximo de sua eficiência: promover a melhor
condição possível de conforto ambiental gastando o mínimo de energia.
A maior disponibilidade de recursos a partir da Revolução Industrial permitiu a ruptura da
arquitetura com o meio, passando o condicionamento ambiental a ser operado por meio de uso
intensivo de energia.
O auge dessa ruptura se dá com o movimento da Arquitetura Internacional, que,
contrariamente aos princípios da adequação da arquitetura ao clima, tem seus exemplos
construídos em realidades climáticas drasticamente diferenciadas. A habitabilidade desses
exemplos desvinculados do clima se tornou tão exclusivamente dependente do uso de
equipamentos artificiais, altamente consumidores de energia, que passaram a ser chamados de
edificações “energívoras” (MASCARÓ; MASCARÓ, 1992).
Com a crise do petróleo na década de 70, essas edificações demonstraram seu alto grau de
desperdício e inadequação, reforçando a retomada do conceito de arquitetura bioclimática.
A partir deste marco histórico até os dias de hoje, novos conceitos têm surgido, tais como:
arquitetura natural, arquitetura solar, desenho climático etc. Por trás destas terminologias,
tem-se um denominador comum: eficiência energética, porém as mesmas são questionadas
quanto à sua representatividade como novas correntes arquitetônicas, já que tanto o conforto
ambiental quanto a eficiência energética deveriam ser inerentes a toda e qualquer arquitetura.
De fato, a arquitetura adequada ao clima, pode reduzir bastante o consumo de energia gerado
pelo uso de equipamentos mecânicos de calefação, refrigeração e iluminação artificial. Em
média, 30% a 40% do consumo anual de energia elétrica em uma edificação é destinado para
operar e manter sistemas mecânicos como refrigeração, ventilação e iluminação artificial
(SANTAMOURIS; ASIMAKOPOULOS, 1996).
O Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica em Edificações – PROCEL faz a
seguinte afirmação sobre o desperdício de energia em edificações:
A maioria das edificações desperdiça relevantes oportunidades de poupar energia e
custos, por não considerar, desde o projeto arquitetônico, passando pela construção,
até à utilização final, os importantes avanços ocorridos nas áreas de arquitetura
26
bioclimática, materiais, equipamentos e tecnologia construtiva vinculados à
eficiência energética. (PLANO, 2002/2003, p. 1).
Vale ressaltar que a cidade é conformada por cada edificação isoladamente e isto, muitas
vezes, faz com que o efeito generalizador das decisões e criações individuais não seja
percebido, podendo resultar na alteração do clima urbano e da QAU.
2.3 CONFORTO TÉRMICO NAS CIDADES TROPICAIS
O efeito da urbanização desencadeia alguns fenômenos no clima das cidades,
independentemente da região climática, conformando o denominado clima urbano. As
características desse clima estão relacionadas ao excesso de pavimentação, construção,
adensamento, impermeabilização das superfícies, fluxo de veículos, atividades econômicas
etc, fatores que geram estruturas climáticas conhecidas como “ilhas de calor” e “domo de
poeira”.
Devido à tendência das construções e das atividades se adensarem no sentido da periferia para
o centro, as temperaturas do ar tendem a seguir o mesmo padrão, tornando a temperatura
média do ar mais alta nos centros urbanos do que nos arredores rurais. Este efeito produz um
padrão de circulação do ar que segue a mesma direção, em função da variação de pressão
gerada pela diferença de temperatura.
O movimento do ar, que vem da periferia para o centro, faz concentrar as partículas em
suspensão nas áreas centrais, elevando os índices de poluição. O ar sobe por convecção e
torna a descer na periferia urbana. Este movimento circulatório do ar conforma uma espécie
de domo sobre a cidade, com a tendência de a porção interna de ar não se misturar com a
externa, principalmente se associado com determinadas condições climáticas. Isso prejudica
ainda mais a qualidade do ar na cidade (Figura 2.2).
27
Figura 2.2 - Movimento do ar sobre a cidade
Fonte: Lamberts e outros (1997)
Essas alterações climáticas nas cidades também concorrem para tornar a do ar relativa mais
baixa, aumentar as precipitações, aumentar a radiação térmica, reduzir a luminosidade, reduzir
a velocidade de ar, gerar turbilhonamentos no movimento de ar etc. Todos esses aspectos,
estritamente relacionados ao modelo de uso e ocupação do solo, compõem a QAU. Ressalte-
se, ainda, que o padrão de ventilação urbana, quando associado a fontes de emissão de
poluentes, pode levar à dispersão ou concentração dos mesmos.
Nos climas temperados e frios, a tendência ao aquecimento das cidades pode ser vista como
uma vantagem. Nos climas tropicais, naturalmente quentes, essa tendência gera o
agravamento das condições naturais. Se associarmos as regiões de climas tropicais às regiões
em desenvolvimento econômico, onde geralmente os contrastes sociais são grandes, pode-se
concluir que a urbanização acontece em detrimento da qualidade ambiental, o que não só
atinge a população menos favorecida ou carente, mas também afeta a todos.
Segundo Hertz (1998), a degradação do clima natural nas cidades tropicais dificulta a
promoção de condições térmicas adequadas e ressalta a necessidade de projetos criteriosos,
desde o mais simples edifício à sofisticada urbanização, de acordo com as condições
climáticas do local em questão.
28
2.4 CONFORTO TÉRMICO NA CIDADE DE SALVADOR
Como este estudo analisou a aplicabilidade de índices internacionais de conforto térmico na
avaliação do desempenho térmico de uma edificação na cidade de Salvador, BAHIA-BR, faz-
se necessária a descrição das condições térmicas dessa cidade.
A cidade de Salvador está localizada numa latitude de 12° 52’ Sul e numa longitude de 38°
22’ Oeste. Encontra-se na costa nordestina brasileira e é envolvida por uma grande massa de
água, sendo banhada pela Baía de Todos os Santos e, mais expressivamente, pelo Oceano
Atlântico (Figura 2.3). Esta massa de água abundante possibilita a estabilidade da temperatura
do ar com média anual de 25,2 °C e da umidade relativa do ar com média anual de 80,8%
(NERY e outros, 1997).
Figura 2.3 - Dados climáticos, localização geográfica e carta solar de Salvador
Fonte: Nery e outros (1997)
A radiação solar em Salvador, devido a sua proximidade com o equador geográfico, atinge a
superfície terrestre (plano do lugar) quase que perpendicularmente durante todo o ano, sendo
o ângulo de culminação máxima no solstício de inverno de 53° 30’ e no solstício de verão de
79° 40’, o que a caracteriza como uma cidade bastante ensolarada.
De acordo com a carta bioclimática para Salvador desenvolvida por Lamberts e outros (1997),
o calor é o principal problema para a cidade, representando 58,5% das horas do ano (Figura
2.4), mas pode ser amenizado com a estratégia de resfriamento através da ventilação natural.
Segundo Valente (1977), a ventilação natural na capital baiana tem como ventos
predominantes os alísios de SE quase todo o ano, os ventos E na primavera e verão, e os
Baía de Todos os Santos
Salvador
-
Bahia
N
Latitude Longitude Clima Médias anuais Umidade Relativa Vm dos Ventos
12° 52' 38° 22'
Quente-úmido
T = 25,2 °C 81% 3,1 m/s
29
ventos NE de outubro a março.
Figura 2.4 - Carta bioclimática para Salvador com estratégias de projeto
Fonte: Lamberts e outros (1997)
O Laboratório de Conforto Ambiental – LACAM da Universidade Federal da Bahia –UFBA
afirma que “(...) a condição climática da Cidade do Salvador promove a sensação térmica de
estresse térmico positivo durante todo o ano, amenizada nos meses de junho, julho e agosto”
(NERY e outros, 1997, p. 124).
Esta condição térmica enfatiza a necessidade de sombreamento por vegetação e de
preservação da circulação do vento, o que garante o conforto térmico em cidades tropicais,
como destacado em Andrade e outros (2002b).
A cidade de Salvador pode ser dividida em três grandes espaços geográficos (NERY e outros,
1997), os quais têm características microclimáticas peculiares, como mostram o quadro 2.1 e
a figura 2.5.
30
Espaço Geográfico Topografia
Características microclimáticas
comparadas ao mesoclima
Litoral
Planície Atlântica (cota< 40m)
- Maior velocidade do ar
- Maior umidade relativa do ar
- Maior pluviosidade
- Maior radiação solar
Faixa Baía de Todos os Santos
(Faixa da BTS)
Falha geológica (maior parte
no nível do mar)
- Maior temperatura do ar
- Maior radiação solar
- Menor velocidade do ar
- Menor pluviosidade
Miolo
Planalto (cotas de 60 m a 100
m no centro)
- Cumeadas com características
similares ao mesoclima de Salvador
- Microclima variando de acordo
com a orientação da declividade.
Quadro 2.1 - Espaços geográficos de Salvador e suas diferentes características microclimáticas
Fonte: Adaptação de Nery e outros (1997)
Figura 2.5 - Espaços geográficos de Salvador
Fonte: Adaptação de Nery e outros (1997)
Quanto à ventilação, percebe-se que a capital baiana possui espaços climaticamente
diferenciados – na planície litorânea, a velocidade do ar é maior; na faixa da Baía de Todos os
Santos, a velocidade do ar é menor e, no miolo de Salvador, a velocidade do ar vai variar de
acordo com a topografia. A diferença de potencial implica num planejamento da cidade de
forma integrada, possibilitando que a ventilação natural chegue até as áreas de potencial
menor.
Um estudo realizado sobre o perfil de consumo de energia em 147 residências na cidade de
Salvador (SANTANA; HAYASHI, 1997) estabelece que quanto maior for a renda familiar,
maior será o consumo de energia elétrica. O consumo de energia para o uso do ar
condicionado foi identificado em residências com renda familiar a partir de 10 salários
Faixa BTS
Miolo
Planície Litorânea
N
31
mínimos, correspondendo a 17% da energia elétrica total consumida em residências com
renda familiar acima de 30 salários mínimos (Tabela 2.1). Vale ressaltar que esta última faixa
de renda se encontra prioritariamente nas áreas próximas ao litoral, onde se tem um potencial
maior de ventilação.
Tabela 2.1- Tabela de consumo desagregado de energia elétrica em residências
Fonte: Adaptada de Santana e Hayashi (1997)
Nos locais menos beneficiados pela ventilação, em especial, nas áreas de habitações
subnormais periféricas, a disposição das edificações é feita de forma desordenada e adensada,
dificultando a passagem do vento por entre as habitações e, ao mesmo tempo, a população não
tem recursos financeiros para minimizar o desconforto térmico. A construção desse cenário
não tem a participação nem de projetistas, nem de uma legislação que possa assegurar
condições térmicas mais adequadas.
Por outro lado, o conhecimento técnico nem sempre significa edificações termicamente
confortáveis e energeticamente mais eficientes. Um estudo realizado com 30 edificações
comerciais de Salvador mostra que a ventilação natural é pouco aproveitada, significando um
gasto elevado de energia elétrica com ar condicionado.
Salários Mínimos
0 a 5
5 a 10
10 a 20
20 a 30
Mais de 30
Iluminação
% 21,6 16,42 15,73 15,07 17,05
kWh/mês 251 478 2491 1565 2889
Cocção
% 0,08 1,63 0,59 1,36 2,25
kWh/mês 1 47 93 141 381
Refrigeração
% 27,6 34,57 37,33 33,27 25,9
kWh/mês 321 1006 5911 3454 4387
Ar condicionado
% 0 0 6,61 9,92 17,02
kWh/mês 0 0 1047 1030 2235
Eletrodoméstico
% 19,2 16,24 11,99 12,86 7,72
kWh/mês 223 473 1899 1335 1308
Lazer
% 15,03 10,91 9,03 10,7 15,98
kWh/mês 175 318 1431 1111 2707
Aquecimento
% 16,5 20,22 18,6 16,51 0,88
kWh/mês 192 589 2945 1714 149
Bomba
% 0 0 0,12 0,3 35
kWh/mês 0 0 19 31
Número de registros
9 17 59 27
32
O potencial de ventilação que o clima oferece, na quase totalidade das edificações
investigadas, não é aproveitado, o que leva a um uso intensivo de sistemas de
condicionamento térmico (...). Em três edifícios onde foi levantado o uso final de
energia elétrica, 67% corresponderam ao uso de ar condicionado.
(MASCARENHAS e outros, 1997, p.470)
2.5 CONFORTO TÉRMICO EM EDIFICAÇÕES
Para que as edificações tenham um desempenho térmico eficiente, Frota e Schiffer (1995)
indicam o seguinte encaminhamento:
a) Conhecimento do clima local, principalmente em termos das variáveis que interferem no
conforto térmico (temperatura do ar, umidade relativa do ar, radiação solar e ventos);
b) Escolha dos dados climáticos para o projeto do ambiente térmico;
c) Adoção de partido arquitetônico cujas características sejam adequadas ao clima e às
funções do edifício;
d) Então, tomadas as decisões de projeto que dizem respeito às suas especificidades, é
necessário que seja efetuada uma avaliação quantitativa do desempenho térmico que o
edifício poderá ter.
Em 29 de abril de 2005, foi aprovada a NBR 15220 – Desempenho Térmico de Edificações –,
dividida em cinco partes. A Parte 3 – Zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes
construtivas para habitações unifamiliares de interesse social – estabelece um zoneamento
bioclimático brasileiro abrangendo um conjunto de recomendações e estratégias construtivas
destinadas às habitações unifamiliares de interesse social.
A norma citada acima pode ser considerada como um grande passo para facilitar a prática de
uma arquitetura mais adequada às condições locais. A cidade de Salvador, por exemplo, está
dentro da zona bioclimática 8, sendo a ventilação cruzada estabelecida como estratégia de
condicionamento térmico passivo mais adequada para essa zona.
Depois de construídas, as edificações podem ser reavaliadas, lançando-se mão das técnicas e
metodologias utilizadas na Avaliação Pós-Ocupação – APO. A APO consiste na “utilização
de diversas técnicas de pesquisa com o objetivo de avaliar o desempenho de ambientes
construídos em uso, a partir da perspectiva de seus ocupantes” (PREISER, 1988, p.1).
33
Os elementos de desempenho podem ser classificados em técnicos, funcionais e
comportamentais, enquanto as avaliações destes devem ser de ordem física e também
comportamental.
O conforto térmico é um dos elementos técnicos de desempenho da APO, devendo ser
investigado através de medições e levantamentos (avaliações físicas), bem como através de
questionários e entrevistas (avaliações comportamentais).
2.6 CONFORTO TÉRMICO E SEUS FATORES INTERVENIENTES
Dentro de uma visão holística, o conforto térmico, como é parte integrante do conforto
ambiental, também envolve os valores de comodidade, adequação e expressividade.
A
comodidade estaria associada a três questões: condição do balanço térmico do corpo,
condição adequada da temperatura de pele, condição adequada da taxa de transpiração, ou
seja, o conforto térmico aqui seria definido como:
Um estado em que o indivíduo não tem vontade de mudar sua interação
térmica com o meio. Esta neutralidade térmica é um ideal de comodidade,
como também de adequação, pois colaboraria para a eficiência na realização
das atividades (SCHMID, 2005, p. 227).
A expressividade, que segundo Schmid é a atuação do ambiente sobre o estado de espírito,
dentro do conforto térmico, transcende as questões ligadas à neutralidade, à sensação térmica
em si, atingindo a questão da qualidade associada à experiência total do local (SCHMID,
2005).
Essa experiência total tenderia a fundir os diferentes contextos do conforto – corporal,
ambiental, psico-espiritual, sociocultural.
Dentro de uma abordagem recortada, já justificada anteriormente, a seguir serão abordados
fatores relativos ao conforto térmico associados aos valores comodidade e adequação, por
serem estes a base da maioria das pesquisas relacionadas a índices de conforto.
O ser humano é um animal homeotermo, mantendo a temperatura do seu corpo entre 36,5°C e
37°C. A temperatura interna do corpo é o resultado do equilíbrio entre a produção e a perda
de calor. Quando a produção de calor é maior do que a perda, a temperatura do corpo aumenta
e são acionados sistemas termorreguladores: dilatação dos vasos sanguíneos da pele, sudorese
34
e respiração arfante; o indivíduo, em tais condições, sente desconforto por calor.
Em uma situação contrária, quando a perda de calor é maior que a produção, a temperatura do
corpo cai e também são acionados sistemas termorreguladores: vasoconstrição da pele,
estimulação dos nervos simpáticos para aumentar as taxas de metabolismo das células,
tremores musculares, piloereção e aumento da produção do hormônio tireóideo (aumenta a
taxa de produção de calor); em tais condições, o indivíduo sente desconforto por frio.
O grande responsável pela ativação dos mecanismos termorreguladores para manter a
temperatura do corpo normal é o hipotálamo, funcionando como uma espécie de termostato
para o corpo. Embora o hipotálamo seja o controlador básico da temperatura do corpo, os
termorreceptores em toda a extensão da pele podem modificar o ajuste do hipotálamo, antes
que a temperatura do corpo se torne anormal, ajudando assim a mantê-la muito mais constante
(GUYTON, 1988, p.423-426).
O desconforto térmico por frio ou por calor pode influenciar no desempenho de atividades e
grau de satisfação dos usuários de um determinado ambiente e, até mesmo em situações
extremas, afetar a saúde e levar à morte. Sob o ponto de vista fisiológico, a sensação de
conforto térmico se daria, portanto, quando o corpo perdesse ou ganhasse calor sem ativar os
mecanismos termorreguladores, ou seja, em um ambiente de neutralidade térmica.
Segundo Fanger (1972), um ambiente é considerado de neutralidade térmica quando propicia
a dissipação do calor na justa medida em que este é produzido ou absorvido pelo corpo
humano.
O conceito de neutralidade térmica pode ser mais bem entendido através da equação de
balanço térmico adotada por Fanger (1972):
(
)
(
)
resresskskres
E
C
E
R
C
Q
Q
W
M
+
+
+
+
=
+
=
−
[2.1]
Onde:
M = taxa metabólica, em função da atividade desempenhada, em W/m²;
W = parcela da taxa metabólica destinada ao trabalho mecânico, igual a 0 W/m² na
maioria dos casos;
Q
res
= taxa total de perda de calor pela respiração, (W/m²);
35
Q
sk
= taxa total de perda de calor pela pele, (W/m²);
C+R = perda de calor sensível pela pele (perda por convecção e radiação), (W/m²);
E
sk
= taxa de perda de calor total por evaporação do suor, (W/m²);
C
res
= taxa de perda de calor latente por convecção, (W/m²);
E
res
= taxa de perda de calor latente por evaporação, (W/m²);
As seguintes variáveis climáticas afetam diretamente os termos da equação:
· Temperatura do ar: C,
E
res
· Umidade do ar:
E
res
,
E
sk
· Velocidade do ar: C,
E
sk
· Temperatura radiante média: R
Na equação acima, a geração de calor pelo organismo está correlacionada à taxa metabólica
em função da atividade desempenhada pelo indivíduo, sendo as perdas correlacionadas aos
diferentes mecanismos de trocas através da respiração e da pele. Portanto, se o corpo
consegue perder calor na justa medida em que o produz para que mantenha a temperatura
interna em cerca de 37°C, M tenderá a se igualar às perdas (Q
res
+Q
sk
)
;
neste momento, o
indivíduo estaria num estado de neutralidade térmica.
As trocas térmicas entre o indivíduo e o ambiente se dão por variações da temperatura –
trocas secas –, ou por trocas que envolvem a mudança do estado da água sem mudar a
temperatura – trocas úmidas (FROTA E SCHIFFER, 1995).
As perdas de calor pela respiração (Q
res
) envolvem trocas secas, através da convecção, sendo
importante conhecer a variável temperatura do ar (Tar), e trocas úmidas, através da
evaporação, sendo importante conhecer a variável umidade relativa do ar (UR) ou pressão
parcial do vapor de água (Pa). As perdas de calor pela pele (Q
sk
) envolvem também trocas
secas, por convecção e radiação, sendo importante conhecer as variáveis temperatura do ar
(Tar), temperatura radiante média (Trm) e isolamento das roupas (I
cl
), e trocas úmidas, por
evaporação e difusão do suor, sendo importante o conhecimento da taxa metabólica (M) e da
umidade relativa do ar (UR) (XAVIER, 1999).
36
Por outro lado, aspectos subjetivos, como a condição mental e as preferências térmicas
individuais, também influenciam nas condições de conforto térmico, não podendo ser
explicados diretamente pela equação de balanço térmico. Por exemplo, um indivíduo pode
estar em estado de neutralidade térmica, porém se sentindo desconfortável devido às suas
preferências térmicas. Esses aspectos subjetivos envolvem questões socioculturais, como
modo de vestir, tipo de alimentação, experiências anteriores, entre outros. Seriam aspectos
relacionados à expressividade do conforto térmico (SCHMID, 2005).
A maioria dos estudos sobre conforto térmico, visando a estabelecer padrões e limites de
conforto, considera os aspectos ambientais, no seu sentido de comodidade e adequação,
porém associados às sensações relatadas pelos indivíduos, sendo, portanto, padrões e limites
de conforto frutos também de aspectos subjetivos inerentes às sensações relatadas. Neste
sentido, o estudo proposto também considera os aspectos ambientais e subjetivos do conforto
térmico, os quais serão descritos mais detalhadamente no capitulo Materiais e Métodos.
A sensação de conforto térmico considerada aqui é a percepção combinada das variáveis que
concorrem para as trocas térmicas com o meio. Essas trocas são regidas por processos físicos
como convecção, radiação, evaporação e condução. A seguir serão descritas as variáveis que
interferem nas condições de conforto.
2.6.1 Variáveis do Conforto Térmico
As variáveis que interferem nas condições de conforto podem ser classificadas em: a)
ambientais ou físicas: temperatura do ar, temperatura radiante média, umidade do ar,
velocidade do ar; e b) pessoais ou individuais: atividade desempenhada (taxa metabólica) e
isolamento térmico da vestimenta (FANGER,1972).
Araújo (1996), em seus procedimentos metodológicos, definiu dois grupos de variáveis para
determinar parâmetros de conforto térmico para usuários de edificações escolares em Natal –
RN: a) as psicofisiológicas: atividade, vestuário, sexo, idade, peso e altura; e b) as ambientais:
temperatura do ar, umidade relativa do ar, temperatura radiante média e a velocidade do ar.
Comparando as duas classificações citadas acima, percebe-se que o primeiro se ateve às
variáveis físicas e pessoais presentes na equação de balanço térmico sugerida por Fanger
(1972), enquanto que o segundo estudo aborda também as possíveis correlações entre a
37
sensação térmica e as variáveis pessoais: sexo, idade, peso e altura.
Em relação ao sexo, Araújo (1996) diferencia as preferências térmicas de acordo com a taxa
metabólica por unidade de área: “Do ponto de vista teórico, pode-se esperar que as mulheres
prefiram uma temperatura ligeiramente mais alta, devido a sua taxa metabólica por unidade de
área sob condições basais, bem como em atividade sedentária, [a taxa metabólica] ser mais
baixa que a dos homens”.
Nevins e outros (1966) apud Araújo (1996) concluíram que, na amostra pesquisada, as
mulheres preferiram uma temperatura de 0,3°C mais alta que os homens, sendo tal diferença
considerada estatisticamente significativa pela pesquisa.
Entretanto, Fanger (1972, p.87) afirmou que diferenças abaixo de 1°C entre os sexos nas
exigências de conforto térmico, na prática, são pouco importantes.
De acordo com Toledo (1979, p.39), a diferença de preferência térmica relacionada ao sexo
“(...) não está suficientemente esclarecida quando esta diferença provém de causas biológicas
e quando decorre da maneira diferente de vestir”.
As preferências térmicas, segundo Toledo (1979, p.39), variam de acordo com a idade: “(...) o
nível térmico considerado confortável pelos indivíduos de idade avançada é ligeiramente
superior ao que é requerido pelas pessoas de meia idade; para os velhos, entretanto, é mais
estreita a faixa de variação deste nível (...).”
A relação entre o peso e a altura, segundo Araújo (1996), também influi nas condições de
conforto térmico: “Vários experimentos têm sido realizados para investigar e classificar a
obesidade através de um índice ponderado (peso dividido pela altura) ou através da camada de
gordura medida através de instrumento próprio”.
De acordo com Frota e Schiffer (1995, p. 24), “As variáveis do conforto são diversas e,
variando diferentemente algumas delas ou até todas, as condições finais podem proporcionar
sensações ou respostas semelhantes ou até iguais.” Da necessidade de se criar uma escala-
síntese dos diversos efeitos das variáveis que interferem nas condições de conforto térmico,
surgem, então, os índices de conforto térmico.
38
2.7 ÍNDICES DE CONFORTO TÉRMICO
Segundo Frota e Schiffer (1995, p. 27), os índices podem ser classificados em:
a) Índices Biofísicos – que se baseiam nas trocas de calor entre o corpo e o ambiente,
correlacionando os elementos do conforto com as trocas de calor que dão origem a esses
elementos;
b) Índices Fisiológicos – que se baseiam nas reações fisiológicas originadas por condições
conhecidas de temperatura seca do ar, temperatura radiante média, umidade do ar e
velocidade do ar;
c) Índices Subjetivos – que se baseiam nas sensações subjetivas de conforto experimentadas
em condições em que os elementos de conforto térmico variam. A Carta Bioclimática de
Olgyay, o Índice de Conforto Equatorial – ICE e a Temperatura Efetiva – TE são exemplos de
Índice Biofísico, Índice Fisiológico e Índice Subjetivo, respectivamente.
Gonçalves, Valle e Garcia (2001, p.2) sugerem outra classificação, dividindo os índices em
dois grupos: os subjetivos e os biofísicos. “Nos índices subjetivos, as respostas subjetivas e
fisiológicas dos indivíduos são utilizadas como variáveis dependentes. Os índices biofísicos
são baseados em princípios físicos de transferência de calor”. Esses autores afirmam que os
índices subjetivos, de forma generalizada, envolvem tratamentos estatísticos dos dados
experimentais, julgando a satisfação ou insatisfação de uma determinada população, sendo
questionável a aplicabilidade para outros contextos climáticos diferentes daqueles em que
foram gerados.
Outra classificação foi apresentada por Lima e outros (2005), dividindo os índices em
analíticos – próprios de análise matemática – e empíricos – próprios de experiências, como
mostra a Quadro 2.2.
39
Quadro 2.2 - Exemplos de índices empíricos e analíticos de conforto térmico
Fonte: Lima e outros (2005)
Todos os índices de conforto térmico são frutos de pesquisas feitas há mais de 80 anos e
baseiam-se em ambientes especiais – câmaras climatizadas –, controlados e com capacidade
de reproduzir condições climáticas variadas, ou em situações reais, utilizando pesquisas em
campo – ambiente “real”. Nesses ambientes, são aplicados questionários aos usuários para
coletar variáveis pessoais e suas sensações e preferências térmicas. As respostas são tratadas
estatisticamente, resultando em gráficos, cartas e tabelas que mostram as diversas relações
encontradas entre as sensações térmicas e as condições térmicas do ambiente, estabelecendo
assim faixas ou zonas de conforto.
Os índices que adotam um modelo de balanço térmico do corpo humano são baseados em
ambiente controlado, considerando as leis da física e fisiologia como explicação do conforto
térmico. O modelo de balanço térmico é bastante criticado em função da generalização dos
resultados, independentemente das condições climáticas do local em que está sendo aplicado,
como também por desconsiderar a capacidade de adaptação dos usuários às variações
térmicas.
Os índices que adotam um modelo adaptativo são baseados em um ambiente “real”, o qual
considera a dinâmica do ambiente térmico e a capacidade que os usuários têm de se
adaptarem às variações de temperaturas de forma mais tolerante (NICOL E HUMPHREYS,
2002).
40
Os modelos adaptativos “descrevem a temperatura interna de projeto ou uma variação
aceitável para as condições climáticas, podendo ainda considerar a climatização artificial”
(MUI E CHAN, 2003 apud LIMA e outros, 2005, p. 1048) através de equações lineares nas
quais a temperatura de neutralidade térmica é uma variável diretamente dependente da
temperatura média mensal externa. Esses modelos são criticados por desconsiderarem as
variáveis ambientais – temperatura do ar, temperatura radiante, umidade do ar e vento –, e as
variáveis pessoais – vestimenta e taxa metabólica –, bem como devido ao fato de os
procedimentos metodológicos de construção serem complexos e pouco claros.
É importante lembrar que, independentemente do modelo adotado por um índice de conforto
térmico, esses índices têm de ser avaliados quanto a sua aplicabilidade em países de clima
diferente daqueles onde foram gerados, já que as preferências térmicas não são as mesmas
para qualquer clima (AULICIEMS E SZOKOLAY, 1997).
Neste sentido, dois índices internacionais de conforto térmico foram escolhidos para serem
avaliados quanto a sua aplicabilidade em clima quente úmido: Voto Médio Estimado – PMV,
que apresenta uma escala simples de conforto, podendo facilmente ser utilizado em
questionários de Avaliação Pós-Ocupação – APO, além de ser bastante utilizado no mundo, e
Temperatura Fisiológica Equivalente – PET, que é de fácil entendimento, expresso em °C e é
utilizado em pesquisas desenvolvidas pelo Laboratório de Conforto Ambiental – LACAM da
Universidade Federal da Bahia. Esses dois índices podem ser calculados facilmente pelo
aplicativo computacional de livre acesso RAYMAN (2002).
2.7.1 Voto Médio Estimado – PMV e Percentual de Pessoas Insatisfeitas – PDD
O Voto Médio Estimado – PMV ou VME foi proposto por Fanger em 1970 e permite avaliar
o conforto térmico de um recinto fechado, prevendo a sensação térmica para qualquer
combinação entre o nível de atividade de uma pessoa (Met), a vestimenta (Clo) e quatro
variáveis climáticas: temperatura do ar (ºC), temperatura de globo (ºC), velocidade do ar (m/s)
e umidade relativa do ar (%). O PMV é baseado na Equação de Conforto de Fanger e é
bastante utilizado no mundo, já que é a base de normas como a ISO 7730 e a ASHRAE 55.
O PMV caracteriza o conforto de acordo com uma escala simples, que descreve a sensação
fisiológica de um indivíduo de –3 (frio) a +3 (quente), passando por zero (neutro). A faixa de
conforto aceitável está entre –0,5 e +0,5 (Tabela 2.2).
41
Tabela 2.2 - Tradução da escala de sensação e preferência térmica sugerida pelo PMV
com muito calor +3
com calor +2
com um pouquinho de calor +1
bem, nem com calor nem com frio 0
com um pouquinho de frio -1
com frio -2
com muito frio -3
Fonte: Xavier, 1999
Para o cálculo do PMV, pode-se utilizar a seguinte equação (XAVIER, 1999):
(
)
[
]
LMEXPPMV
×
+
×
−
×
×
=
028,0036,0303,0
[2.2]
Onde,
PMV = voto médio estimado, ou sensação analítica de conforto térmico, adimensional;
M = taxa metabólica de produção de calor em função da atividade, (W/m²);
L = carga térmica atuando sobre o corpo, (W/m²);
Sendo a carga térmica calculada pela equação abaixo descrita:
(
)
(
)
(
)
−
−
×
×
−
−
×
−
−
×
−
×
−
=
aa
p
M
M
p
M
M
L
87
,
5
0173
,
0
15
,
58
42
,
0
007
,
0
73
,
5
05
,
3
(
)
(
)
(
)
[
]
(
)
aclcclrmclcla
tthfttftM
−
×
×
−
+
−
+
×
×
×
−
−
×
×
−
44
8
2732731096,3340014,0
[2.3]
t
rm
= temperatura radiante média, (ºC);
t
a
= temperatura do ar, (ºC);
p
a
= pressão parcial do vapor de água, (kPa)
f
cl
= razão entre área do corpo vestido e do corpo nú, adimensional;
t
cl
= temperatura da superfície externa das roupas, (°C);
h
c
= coeficiente de transferência de calor por convecção, (W/m
2
°C).
42
Apesar de o PMV ser um padrão internacional bastante conhecido e utilizado, é alvo de
grandes críticas quanto a sua aplicabilidade em edificações naturalmente ventiladas em
regiões de clima tropical, já que limita sua temperatura de conforto em 30°C e a velocidade
do ar em 1 m/s, situação típica desse clima (NICOL, 2004).
Outro fator importante que Nicol (2004) coloca é a subestimação da temperatura de conforto,
ou seja, o PMV estima sensações térmicas mais quentes do que seus ocupantes sentem.
As inadequações citadas acima podem ser justificadas pela utilização de valores pré-
estabelecidos fornecidos pela ISO 7730 (1994), os quais desconsideram, relativamente às
variáveis atividade metabólica e isolamento térmico da roupa, as condições climáticas e
culturais de onde está sendo aplicado o índice.
Vale ressaltar que, visando a corrigir as falhas do PMV, Fanger e Toffum (2002) criaram um
fator de correção para esse índice chamado fator de expectativa (e), que tenta compensar a
capacidade de adaptação das pessoas que estão acostumadas a ambientes com temperaturas
mais elevadas; além disso, sugerem, para climas quentes o ano todo, uma correção da taxa de
metabolismo, já que em climas quentes as pessoas tendem a realizar suas atividades em menor
intensidade. Porém, como não é objeto deste estudo o modelo reformulado do PMV, essas
correções não serão consideradas, podendo ser tema de futuros estudos.
O Percentual de Pessoas Insatisfeitas – PDD estima o percentual de pessoas insatisfeitas
termicamente em relação ao ambiente onde estão inseridas, podendo ser obtido através da
equação 2.4 constante na ISO 7730 (1994).
(
)
[
]
24
2179
,
0
03353
,
0
95
100
PMV
PMV
EXP
PDD
×
+
×
−
×
−
=
[2.4]
Para o intervalo de conforto estabelecido pelo PMV (-0,5 a +0,5) o PPD assumiria o valor
mínimo de 5%, quando o PMV for igual a 0, e o valor máximo de 10%, quando o PMV for
igual a -0, 5 ou +0,5.
2.7.2 Temperatura Fisiológica Equivalente – PET (°C)
A Temperatura Fisiológica Equivalente – PET, proposta por Höppe e Mayer, em 1987,
objetiva traduzir o efeito integrado das variáveis ambientais relevantes para a troca de calor
entre o corpo e o meio ambiente (HÖPPE, 1999).
43
O índice PET tem, por definição, o mesmo valor da temperatura do ar de um ambiente padrão,
o qual propicia a mesma quantidade de calor armazenado ou mesma temperatura superficial
do corpo humano sob a ação conjunta das variáveis ambientais consideradas. O clima interno
do ambiente padrão assume os seguintes valores:
· Temperatura radiante média (Trm,°C) igual à temperatura do ar (Ta, °C);
· Velocidade do ar (V) igual a 0,1 m/s;
· Pressão de vapor d’água (p
a
) igual a 12hPa;
· Umidade relativa do ar (UR) a 50% e temperatura do ar (Ta) a 20ºC (que leva
aproximadamente 12hPa).
O Munich Energy-Balance Model for Individuals- MEMI é a base para o cálculo do índice
PET (°C). O MEMI está baseado na equação de balanço térmico do corpo humano (Eq. 2.1), e
em alguns parâmetros do modelo Gagge two-node (HÖPPE, 1999).
É possível calcular o PET (°C), portanto, para uma dada combinação de parâmetros
climáticos, atividade desenvolvida e tipo de vestimentas, as condições térmicas do corpo
humano, caracterizadas pelo fluxo de calor, temperaturas do corpo e taxa de suor.
Vale ressaltar que o PET (°C) vem sendo utilizado em pesquisas locais
1
desenvolvidas pelo
LACAM, porém a sua aplicabilidade ainda não foi testada na cidade de Salvador.
2.7.3 Padrões Internacionais e Realidade Local
Admitindo-se que as escalas de conforto térmico devem ser adequadas às condições
climáticas e culturais locais, muitas pesquisas de campo (com indivíduos sob condições reais
do cotidiano) têm sido realizadas para desenvolver um índice local (SHARMA, 1986) ou
propor ajustes aos padrões internacionais (NICOL, 2004).
Os estudos desenvolvidos por Fergus Nicol (2004) evidenciaram a não adequação de índices
internacionais de conforto, como o Voto Médio Estimado – PMV, aos climas tropicais e o
efeito prejudicial da previsão do comportamento térmico da edificação quando ocorre a
adoção desses índices sem o devido ajuste, o que pode subestimar o limite máximo da
44
temperatura de conforto térmico e, conseqüentemente, estimular o uso desnecessário de ar
condicionado. Significa dizer que essa subestimação da temperatura de conforto, mesmo que
a edificação tenha sido projetada dentro dos princípios da arquitetura bioclimática, pode
direcionar desnecessariamente a adoção de mecanismos artificiais de climatização
complementares (uso desnecessário de energia elétrica).
Os estudos de Sharma (1986) e Nicol (2004) demonstram a necessidade do desenvolvimento
de novas metodologias e ferramentas de análise do conforto térmico em climas diferentes do
temperado, adotando uma escala de conforto testada quanto à sua aplicabilidade para
situações climáticas e culturais diferentes de onde os índices foram gerados.
Neste sentido, alguns estudos questionando a aplicabilidade de índices internacionais de
conforto térmico em Salvador (clima quente-úmido) podem ser citados na literatura nacional.
Valente (1977) desenvolveu estudos relativos ao conforto térmico em Salvador com base em
um período de cinqüenta anos. Para isto, utilizou uma série de dados climáticos sobre a cidade
e, após aplicar os índices de conforto para clima temperado, Temperatura Efetiva de Conforto
- TEC e Temperatura Efetiva – TE, fez a seguinte observação: “(...) as normas de conforto
térmico para população aclimatada às condições tropicais (temperatura e umidade relativa do
ar elevadas) não devem ser identificadas com as normas adotadas para populações de regiões
de clima temperado”.
Estudos realizados por Kluppel e outros (1998), para interpretar o clima de Salvador, através
de escalas de conforto, concluíram que as zonas de conforto sugeridas por métodos
consagrados em climas temperados, como a Carta Bioclimática de Olgyay, a Carta
Bioclimática Expandida de Givoni e o Polígono de Conforto de VGT-Miller/Chagas, não
correspondem à realidade dos indivíduos adaptados aos locais com clima quente-úmido,
necessitando de uma revisão.
Os exemplos mencionados acima constatam a inadequação dos padrões internacionais de
conforto térmico para Salvador, mas algumas questões ainda não foram respondidas, tais
como: “Quais são as condições térmicas a que devem estar submetidos os usuários de uma
edificação na cidade de Salvador?”; “Uma vez calculado o desempenho térmico de uma
edificação, deve-se comparar a que escala de conforto?”.
1
Andrade e outros (2004); Andrade e outros (2005).
45
Tais dúvidas, ainda existentes, sinalizam a necessidade de mais pesquisas locais que indiquem
escalas de conforto térmico condizentes com as características climáticas e culturais da cidade
de Salvador.
Portanto, o entendimento da aplicabilidade de índices de conforto internacionais para analisar
o desempenho térmico de uma edificação em Salvador poderá contribuir para prever o
desempenho térmico de futuras edificações em situações análogas, podendo minimizar o
desconforto térmico e o uso de energia elétrica para climatização.
46
3 MATERIAIS E MÉTODOS
Para testar a aplicabilidade de índices de conforto na avaliação do desempenho térmico de
uma edificação, faz-se necessário cumprir algumas etapas provenientes de uma Avaliação
Pós-Ocupação – APO, a saber: avaliações físicas e comportamentais. Isto requer o uso de
múltiplos métodos de pesquisa, baseados em avaliações de ordem qualitativa, para validar a
investigação, e também de ordem quantitativa, para determinar a confiabilidade dos resultados
obtidos quanto a sua generalização.
Os métodos de pesquisa adotados podem ser divididos em três momentos principais: a) coleta
de dados, através do levantamento de campo (medições e questionários) e do levantamento de
arquivos existentes sobre a BRS; b) tratamento dos dados e, por último, c) análise dos dados.
A seguir, serão descritas as etapas de trabalho desenvolvidas nos momentos citados.
3.1 ESCOLHA DA EDIFICAÇÃO PARA ESTUDO DE CASO E DELIMITAÇÃO DA
AMOSTRA
Foi escolhida a Biblioteca Raul Seixas – BRS do Centro Federal de Educação Tecnológica da
Bahia (CEFET – BA) como estudo de caso, porque a mesma teve vários compartimentos que
foram desativados, por interferirem no bom desempenho das atividades educacionais,
prejudicando o desenvolvimento acadêmico dos alunos em função do estresse térmico,
principalmente no verão (LYRA e outros, 2004).
Esta situação levou o CEFET – BA à realização da pesquisa “Diagnóstico do Conforto
Ambiental da Biblioteca Raul Seixas” sob coordenação do Laboratório de Conforto
Ambiental da UFBA – LACAM, da qual a autora desta pesquisa participou.
A escolha da BRS como estudo de caso se deu com base nos procedimentos metodológicos de
Xavier (1999), em função das seguintes características de seus usuários: possuem faixa etária
bem definida, em média 19 anos; pertencem, em sua maioria, à mesma camada social;
residem na Região Metropolitana de Salvador, estando adaptados ao clima local; no ambiente
pesquisado, usam vestimentas semelhantes (fardamento) e desenvolvem atividades escolares
padronizadas (leitura e escrita).
47
Para compor a amostra pesquisada, os usuários deveriam ser alunos do CEFET-BA e estar
devidamente fardados, além de apresentarem condições de saúde estáveis, ou seja, estarem
livres de qualquer patologia que alterasse suas sensações e preferências térmicas (Figura 3.1).
Figura 3.1 – Foto dos alunos do CEFET-BA devidamente fardados sendo
entrevistados
Fonte: Imagem resgatada pela pesquisadora, 2007
Dois grandes grupos de dados foram coletados em duas etapas descritas a seguir: Etapa 1 –
dados coletados para analisar o desempenho térmico da BRS, sem testar a aplicabilidade dos
índices de conforto em estudo. Etapa 2 – dados coletados para avaliar a aplicabilidade dos
índices de conforto PMV e PET (°C), a partir da determinação das condições de conforto para
os usuários da BRS. As condições da amostragem estão descritas na Tabela 3.1.
48
Tabela 3.1 – Condições da amostragem da coleta de dados na BRS
Objetivo Período Data Pontos Externos Pontos Internos
11/02/04 20 20 NA
12/02/04 21 17 NA
13/02/04 10 7 NA
20/07/04 19 21 NA
21/07/04 20 23 NA
22/07/04 18 20 NA
108 108 NA
14/06/05 24* 24* 297*
15/06/05 24 24 261
16/06/05 24 24 269
48 48 530
* Dados desconsiderados para tratamento estatístico
NA=NÃO SE APLICA
Total
Nº de Questionários Aplicados
Total
Etapa 2
Etapa 1
Nº de Medições
Avaliar
aplicabilidade
dos índices
PMV e
PET(°C)
Avaliar
desempenho
térmico da
BRS
Inverno
Verão
Inverno
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
As medições referentes à Etapa 1 foram realizadas durante três dias no verão (11, 12 e 13 de
fevereiro de 2004) e três dias no inverno (20, 21, 22 de julho de 2004), entre as 8:00 e as
21:00 horas, sendo extraídos 306 conjuntos de dados climáticos, a partir de 3 pontos internos
e de 3 pontos externos à edificação.
A Etapa 2 foi realizada das 8:30 às 20:00 horas durante três dias de inverno (14, 15 e 16 de
junho de 2005). Esse período foi escolhido em função da semana de provas do CEFET-BA,
quando uma maior quantidade de alunos freqüenta a sala de leitura da BRS. O primeiro dia de
medição foi destinado à realização da avaliação qualitativa do processo de trabalho,
treinamento de pessoal para aplicação dos questionários, bem como medições preliminares
para determinação de um único ponto de coleta das variáveis ambientais durante os dois dias
subseqüentes. Como conseqüência, esses dados iniciais foram excluídos do tratamento
estatístico no teste de aplicabilidade dos índices estudados.
Dos dois dias subseqüentes (15,16 /06/2005), foram extraídos 48 conjuntos de dados
climáticos, coletados no exterior da edificação, 48 conjuntos de dados climáticos coletados
dentro da edificação e 530 conjuntos de dados retirados dos questionários aplicados durante as
49
medições.
A amostragem de 530 conjuntos de dados, como exposto acima, tomada durante os dois dias
de medições, foi realizada com um erro amostral de 3,5% em relação à população de 1545
alunos matriculados no CEFET–BA, em 2005. O nível de confiança estabelecido foi de
96,3%, ou seja, o conjunto de repostas obtidas durante os dois dias de medição tem resultados
que representam a opinião de 96,3% dos alunos matriculados no ano de 2005. Os parâmetros
estatísticos utilizados no procedimento de amostragem estão resumidos na (Tabela 3.2)
Tabela 3.2 - Cálculo do erro amostral e limite de confiança
Alunos CEFET
2005 (N)
Amostra
(n)
n
0
(Є
0
)² (Є
0
)
Limite de
Confiança
Nível de
Confiança
1545 530 807 0,0012395 0,035 3,5% 96,5%
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
3.2 CARACTERIZAÇÃO DO PERÍODO MEDIDO NA ETAPA 2
Para referenciar os dados climáticos medidos na Etapa 2, foi realizada a caracterização dos
períodos através da comparação das médias de temperatura com as Normais Climatológicas
para Salvador (INMET, 2005).
3.3 VISITA TÉCNICA PRELIMINAR E CARACTERIZAÇÃO DO AMBIENTE
ESTUDADO
A visita técnica preliminar ocorreu antes da realização das medições da Etapa 1 e
caracterizou-se como uma etapa exploratória em que foram identificadas:
a) Características construtivas da BRS – através do recolhimento de plantas e documentos
existentes sobre a edificação, fotografias e informações obtidas;
b) Características microclimáticas – através de estudos das condições de implantação,
verificando o entorno imediato, insolação das fachadas (utilizando o percurso aparente do sol
para Salvador), condições de ventilação da edificação (comparando as direções predominantes
da ventilação em Salvador com as observadas no local) e, finalmente, dependências da BRS
50
de maior desconforto térmico, a partir de depoimentos informais de usuários.
3.3.1 Implantação da Biblioteca Raul Seixas e seu Microclima
A BRS faz parte do conjunto de construções do Centro Federal de Educação Tecnológica da
Bahia (CEFET – BA), iniciadas na década de 20 do século passado. Esse conjunto vem sendo
adensado com a construção de novos edifícios, dentre os quais o da Biblioteca é um dos mais
recentes, tendo sido concluído em 1991.
De acordo com a classificação dos espaços geográficos de Salvador (NERY e outros, 1997), a
Biblioteca do CEFET está situada no limite entre a faixa da Bahia de Todos os Santos e a
região do Miolo de Salvador (Figura 3.2), o qual coincide com a posição da falha geológica
da cidade, dividindo-a em cidade alta e baixa.
Figura 3.2 – Mapa Esquemático de Localização do CEFET-BA
Fonte: Conder, 1998
Faixa BTS
Miolo
Planície Litorânea
CEFET
N
51
Figura 3.3 - Foto aérea mostrando a localização do CEFET-BA
Fonte: Conder, 1998
Nesta região, a interação entre o relevo, em forma aproximada de trevos, a radiação solar e os
ventos, resulta no surgimento de microclimas específicos para cada uma de suas encostas,
cumeadas, grotões e vales. As cumeadas têm microclimas mais uniformes e próximos ao
mesoclima da cidade, por não estarem submetidas às interferências de orientação e
declividade.
Além disso, por se tratar de áreas com cotas elevadas, os ventos atingem as cumeadas
livremente e, em alguns casos, com maior velocidade do ar. Esta é uma condição favorável ao
conforto térmico para locais de clima quente e úmido, como é o caso de Salvador, com
médias anuais de 25º C de temperatura, 80% de umidade relativa do ar e 3 m/s de velocidade
dos ventos.
52
Figura 3.4 - Planta de Localização da BRS e ventos incidentes dominantes
Fonte: Conder, 1998
A Biblioteca está situada em uma cumeada de encosta leste (Figura 3.4), com altitude em
torno de 60m, recebendo a incidência dos ventos predominantes da cidade (sudeste, leste e
nordeste). A Figura 3.5 mostra a implantação da edificação com eixo maior no sentido leste –
oeste, inserida entre prédios de mesmo porte e com afastamento de sete metros entre eles.
L
O
S
N
Figura 3.5 - Implantação da BRS com eixo maior no sentido leste – oeste
Fonte: Conder, 1998
3.3.2 O Edifício
A BRS é constituída por dois pavimentos (térreo e pavimento superior), com planta livre, de
formato retangular. Após inúmeras reformas, seus espaços foram subdivididos por divisórias
altas, vencendo todo o pé direito de 3,15m, descaracterizando o projeto original.
A entrada principal da BRS está localizada na fachada de menor dimensão, orientada para 75º
SO, sendo parcialmente sombreada pela edificação frontal (Figura 3.6).
53
Figura 3.6 – Foto da Fachada 75º SO da BRS
Fonte: Imagem resgatada pela pesquisadora, 2007
Figura 3.7 – Foto da Fachada 15º SE da BRS
Fonte: Imagem resgatada pela pesquisadora, 2007
As demais fachadas orientam-se para 15º SE, 15º NO e 75º NE (Figuras 3.7, 3.8 e 3.9),
possuem esquadrias do tipo maxim-ar em toda sua extensão e são separadas lateralmente por
placas verticais de concreto (brise vertical).
Figura 3.8 – Foto da Fachada 15ºNO da BRS
Fonte: Imagem resgatada pela pesquisadora, 2007
54
Figura 3.9 – Foto da Fachada 75º NE da BRS
Fonte
:
Imagem resgatada pela pesquisadora, 2007
O pavimento superior possui, além das aberturas laterais, elementos zenitais do tipo shed e
está orientado para 15º SE, sendo fechado com esquadria fixa de vidro comum (Figura 3.10).
Figura 3.10 – Foto do Elemento Zenital (Shed) orientado para 15º SE
Fonte: Imagem resgatada pela pesquisadora, 2007
De acordo com o diagrama do percurso aparente do sol (Figura 3.11), observa-se que a
fachada 15º SE recebe radiação solar direta predominantemente no verão; a fachada 15º NO,
no inverno e equinócios; a fachada 75 ºNE recebe incidência solar direta pela manhã durante
todo o ano, praticamente sem obstrução; enquanto a fachada 75º SO recebe incidência solar
55
direta pela tarde, sendo parcialmente sombreada pelo entorno.
FACHADA 15° NO
FACHADA 75° NE
FACHADA 75° SO
FACHADA 15° SE
Figura 3.11 - Planta de situação e carta solar para Salvador
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
3.3.3 Definição dos Pontos Medidos
Na Etapa 1: Os pontos internos para medição dentro da BRS foram definidos em função das
seguintes características: ambientes mais quentes identificados informalmente pelos alunos e,
ao mesmo tempo, espaços em que permaneciam por mais tempo, havendo ainda a
possibilidade de desligar os ventiladores existentes.
Os pontos medidos no exterior foram escolhidos pela proximidade às fachadas dos ambientes
internos selecionados. A Figura 3.12 apresenta as plantas dos pavimentos térreo e superior,
indicando os pontos de medição internos (INT) e externos (EXT) da Etapa 1.
56
EXT 1
INT 1
INT 2
EXT 2
(A)
EXT 3
INT 3
(B)
Figura 3.12 - Pontos medidos na Etapa 1: superior (A) e térreo (B)
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
O ponto INT 1 (Figura 3.13) localiza-se no hall de entrada do pavimento superior, sendo esse
hall ocupado por estações de trabalho com acesso à internet. O ponto INT 2 (Figura 3.14),
ainda no andar superior, localiza-se na sala de periódicos, enquanto que o ponto INT 3 (Figura
3.15) está localizado no setor de circulação do pavimento térreo.
57
Figura 3.13 – Foto do Ponto de Medição INT 1
Fonte: Imagem resgatada pela pesquisadora, 2007
Figura 3.14 – Foto do Ponto de Medição INT 2
Fonte: Imagem resgatada pela pesquisadora, 2007
Para identificação do ambiente mais propício à realização das medições da Etapa 2, os
seguintes aspectos foram considerados: homogeneidade das atividades desenvolvidas no
recinto, maior freqüência dos alunos, inexistência de climatização artificial e possibilidade de
manter aberturas constantes nas esquadrias (portas e janelas), durante os três dias de
medições.
58
A Sala de Leitura, situada no primeiro pavimento, foi escolhida como mais adequada. Vale
ressaltar que nessa sala não houve medições na Etapa 1, e ela foi eleita em função da mudança
de lay-out feita nas instalações da BRS entre julho de 2004 e junho de 2005.
No primeiro dia de medição da Etapa 2, foram realizadas as medições preliminares, como já
mencionado, e, após coletar variáveis ambientais em cinco pontos diferentes na Sala de
Leitura, o ponto 4 INT (Figura 3.16) foi o que apresentou valores mais próximos da média
dos valores coletados em relação aos 5 pontos medidos.
EXT 4
INT 4
Figura 3.15 - Pontos medidos na Etapa 2: INT 4 e EXT
4
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
59
Figura 3.16 – Foto do Ponto de Medição INT 4
Fonte: Imagem resgatada pela pesquisadora, 2007
Nos dois dias subseqüentes, posicionou-se uma das estações meteorológicas no ponto INT 4
(Figura 3.16). E outra próxima à fachada que compõe a envoltória da Sala de Leitura no ponto
EXT 4 (Figura 3.15).
3.4 VARIÁVEIS AMBIENTAIS MEDIDAS
As variáveis ambientais consideradas foram as seguintes: temperatura do ar (Tar, °C),
umidade relativa do ar (UR, %), velocidade do ar (V, m/s), velocidade relativa do ar (Var,
m/s), temperatura radiante média (Trm,°C) e temperatura operativa (Top,°C) As três primeiras
variáveis ambientais foram coletadas diretamente da estação meteorológica e as duas últimas
calculadas a partir das equações 3.1 e 3.2.
A velocidade relativa do ar (Var, m/s) é um parâmetro calculado a partir da variável ambiental
velocidade do ar (V, m/s), e pode ser obtida aplicando a equação (3.1) constante na ISO 7933
(1989):
(
)
580052,0
−
×
+
=
MVaVar
[3.1]
Onde,
60
Var = velocidade do ar com relação a uma pessoa imóvel, do ar absoluta, (m/s);
M = taxa metabólica em função da atividade desempenhada, (W/m²).
A Trm pode ser calculada a partir da equação 3.2 (GIVONI, 1981).
( )
TarTg
VTgTrm
−×
×+=
2
1
24,0
[3.2]
Onde:
Trm = temperatura radiante média, (°C);
Tg = temperatura de globo, (°C);
Tar = temperatura do ar, (°C);
V= velocidade do ar, (m/s ).
A Temperatura Operativa, Top (°C), foi calculada para uma melhor caracterização das
condições térmicas da Sala de Leitura a partir da média aritmética das variáveis Tar (°C) e Tg
(°C), metodologia utilizada quando a velocidade do ar no ambiente se mantém menor que 4
m/s durante o período medido (ISO 7730, 1994)
Além das variáveis citadas, também foram medidas Temperaturas Superficiais, Tsup (°C),
para análise da influência da carga térmica proveniente das envoltórias (paredes e teto) no
desempenho térmico dos ambientes medidos na Etapa 1.
3.5 COLETA E TRATAMENTO DAS VARIÁVEIS AMBIENTAIS
Para coletar as variáveis ambientais, foram utilizadas 02 estações meteorológicas móveis
(SMETEK – System) (Figuras 3.17 e 3.18), e, para medir as temperaturas superficiais (°C), foi
usado um termômetro RAYTEK com infravermelho, devidamente testados e calibrados e em
conformidade com a ISO/DIS 7726 (1996).
As estações meteorológicas móveis (SMETEK – System) são compostas por:
a) Anemômetro: para a medição da direção (graus em relação ao norte geográfico) e a do ar
61
(m/s), através de dois dispositivos: as setas e as canecas.
b) Termômetro de globo: para medir a temperatura de globo (°C), com base na definição de
corpo negro, resultante da radiação térmica recebida.
c) Piranômetro: para medir a radiação global (intensidade luminosa) emitida pelo sol e pela
abóbada celeste, consistindo de uma pequena base com uma meia circunferência de vidro que
capta a radiação em um ângulo de 180°, em unidade de W/m
2
(intensidade de radiação).
d) Psicrômetro: para medir a temperatura do ar (°C), ou Temperatura de Bulbo Seco (TBS,°C)
e a Temperatura de Bulbo Úmido (TBU,°C), fornecendo a Umidade Relativa do ar (UR, %).
Figuras 3.17 e 3.1 – Fotos das Estações meteorológicas utilizadas
Fonte: Imagem resgatada pela pesquisadora, 2007
Com base nas medidas preliminares da Etapa 1, foi definido o intervalo de trinta minutos
entre medições em função da pequena variação das condições climáticas no interior da
edificação devido ao efeito da inércia térmica da mesma. Um intervalo menor poderia gerar
um maior conjunto de dados sem necessariamente acarretar uma maior precisão dos
resultados.
3.6 VARIÁVEIS PESSOAIS E PARÂMETROS SUBJETIVOS MEDIDOS
As variáveis pessoais foram coletadas apenas na Etapa 2 e podem ser divididas em dois
grupos: Grupo 1 – sexo, peso, altura e idade, coletados para a caracterização da amostra e
estabelecimento de um indivíduo padrão médio, para cálculo do PMV e do PET (°C); Grupo 2
62
– vestimenta (fardamento) e atividades (leitura e escrita) pré-definidos de acordo com a
amostra, para cálculo do PMV e do PET (°C).
Os parâmetros subjetivos considerados foram sensações térmicas (S) e preferências térmicas
(P), relatadas pelos usuários, para comparar com as condições térmicas sugeridas pelos
índices de conforto.
A partir dos resultados das sensações térmicas relatadas pelos usuários (S), foi determinado
também o percentual real de insatisfeitos (I) de acordo com a metodologia sugerida por
Xavier (1999). Segundo esse autor, as pessoas insatisfeitas devido ao estresse térmico
positivo (calor) são aquelas que votaram nas seguintes sensações térmicas: Muito Quente
(+3), Quente (+2) e 50% dos votos para Levemente Quente (+1); e pessoas insatisfeitas
devido ao estresse térmico negativo (frio) são as que votaram em Muito Frio (-3), Frio (-2), e
50% dos votos para Levemente Frio (-1).
A partir dos percentuais reais de insatisfeitos (I) correspondentes ao intervalo de conforto
sugerido pelo índice PMV (-0,5 a +0,5), foram calculados os parâmetros de conforto
correspondentes à amostra pesquisada. Por ser longa, a descrição completa desta metodologia
está apresentada juntamente com os resultados no tópico 4.4.1, para facilitar o entendimento
do procedimento utilizado sem duplicar a informação.
3.7 COLETA E TRATAMENTO DAS VARIÁVEIS PESSOAIS E PARÂMETROS
SUBJETIVOS
Para a coleta das variáveis pessoais e parâmetros subjetivos, foi elaborado um questionário,
apresentado no Apêndice I, baseado em modelos existentes na literatura (ISO 10551, 1995;
XAVIER, 1999). Os parâmetros levantados no questionário são: sexo, altura, peso e idade,
com a finalidade de definir um indivíduo “padrão” com base na média dos valores obtidos, e
também sensações e preferências térmicas, para a caracterização do ambiente térmico.
As escalas de conforto adotadas para coletar informações sobre sensações e preferências
térmicas dos usuários foram as mesmas utilizadas por Xavier (1999) e consistem em uma
tradução da escala de sete pontos sugeridos pelo PMV (ISO 10551,1995), os quais estão
apresentados nas Tabela 3.3.
63
Tabela 3.3 - Tradução da escala de sensação e preferência térmica sugerida pelo PMV
Sensação Térmica
Preferência Térmica
com muito calor +3 bem mais quente +3
com calor +2 mais quente +2
com um pouquinho de calor +1 um pouquinho mais quente +1
bem, nem com calor nem com frio 0 nem mais quente, nem mais frio 0
com um pouquinho de frio -1 um pouquinho mais frio -1
com frio -2 mais frio -2
com muito frio -3 bem mais frio -3
Fonte: Xavier, 1999
Foram considerados espúrios os votos de desconforto por calor que mantiveram no quadro de
preferência térmica a mesma condição de desconforto. Como exemplo, o estudante que votou
no quadro de sensação térmica +2 (com calor ) e votou +2 (mais quente) como preferência
térmica teve seu voto desconsiderado pela incoerência apresentada.
Questões abertas foram incluídas no questionário com a intenção de suprimir dúvidas que por
ventura surgissem durante o tratamento dos dados, a saber: “Qual a atividade que estava
realizando meia hora antes de estar aqui?”; “Há quanto tempo está aqui?”; “Quais seus
sintomas de desconforto neste momento?”; e, por fim, “Como você se classificaria? Friorento,
calorento ou normal?”.
A vestimenta ou isolamento térmico da farda adotada pelo CEFET teve valor calculado em
0,5 clo (Tabela 3.4), com base nos valores tabelados fornecidos pela ISO 7730 (1994, p.26),
Tabela 3.4 - Isolamento térmico correspondente à farda escolar
Peças Isolamento
térmico (clo)
Camisa leve 0,15
Calça 0,25
Calcinha ou Cueca 0,04
Meias 0,02
Tênis 0,04
Total 0,5
Fonte:
Dados da pesquisa da autora, 2007
Como a atividade da Sala de Leitura (leitura e escrita) pertence ao conjunto de atividades
escolares, a taxa metabólica foi fixada em 70W, de acordo com a ISO 7730 (1994).
Como já mencionado, para aplicação dos questionários, foram escolhidos usuários com
características pré-definidas: alunos do CEFET - BA, devidamente fardados e que não
apresentassem estado fisiológico aparentemente alterado, devido a alguma patologia (gripe,
resfriado etc).
64
Um outro fator observado foi o tempo de permanência na sala. Como recomendado por
Guyton (1988), o aluno deveria estar na Sala de Leitura há pelo menos 20 minutos para
estabilização do seu metabolismo. Este tempo de “aclimatação” garante uma maior
correspondência das sensações térmicas relatadas pelos usuários com a atividade
desempenhada no momento da aplicação do questionário (leitura e escrita) e com o ambiente
térmico da Sala de Leitura da BRS.
Tendo em vista que as coletas das variáveis climáticas foram feitas a cada 30 minutos
manualmente, foi estabelecido um intervalo temporal para aplicação dos questionários de 10
minutos, sendo 05 minutos antes e até 05 minutos depois do horário de coleta. Este
procedimento permitiu agrupar os questionários por horário de coleta e, conseqüentemente,
calcular as respectivas médias das sensações térmicas relatadas pelos alunos (S).
3.8 ANÁLISE DOS DADOS COLETADOS
A seguir, será descrita, para cada objetivo específico proposto, a metodologia aplicada para a
análise de dados.
3.8.1 Análise do Desempenho Térmico da BRS, utilizando o Índice de Conforto PET
(°C) – Temperatura Fisiológica Equivalente
A partir dos valores observados para as variáveis ambientais temperatura do ar (Tar, °C),
umidade relativa do ar (UR, %), velocidade do ar (V, m/s) e temperatura radiante média
(Trm,°C), juntamente com outros padrões adotados na Etapa1 para as variáveis pessoais,
calcularam-se os valores correspondentes do índice PET (°C)
utilizando a ferramenta
computacional RAYMAN (2002) para cada horário medido (Tabela 3.5).
Tabela 3.5 - Padrões adotados para cálculo do PMV
isolamento equivalente ao fardamento 0,5 clo
atividades:escrita e leitura 70 W/m²
idade 20
peso 70kg
altura 1,7
sexo masculino
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
Foram adotados, de acordo com a ISO 7730 (1994), 0,5 clo para o isolamento da vestimenta
correspondente à farda e 70W/m² como taxa metabólica correspondente ao desempenho de
65
atividades escolares, e, de acordo com a amostra pesquisada, foram adotados os seguintes
padrões para as variáveis pessoais: idade 20 anos, peso 70kg, altura 1,70m e sexo masculino.
Vale ressaltar que os valores admitidos para idade, peso, altura e sexo foram baseados em
dados existentes nas fichas de cadastro da BRS e que o perfil do usuário será mais bem
caracterizado a partir dos dados coletados na Etapa 2 com a aplicação de questionários.
3.8.2 Análise da Aplicabilidade do Índice de Conforto Térmico PMV
Os procedimentos metodológicos adotados para a análise da aplicabilidade do índice de
conforto térmico PMV foram baseados nos estudos realizados por Araújo (1996) e Xavier
(1999), sendo adaptados aos objetivos e à realidade da presente pesquisa.
Inicialmente, para a análise da aplicabilidade, verificou-se o grau de correlação entre o PMV
calculado e as médias das sensações térmicas relatadas (S) obtidas a partir dos questionários
aplicados durante a Etapa 2, bem como o real percentual real de insatisfeitos (I) para o
intervalo de conforto estabelecido por esse índice.
Em seguida, utilizaram-se técnicas descritivas – cálculo de média, mediana, desvio padrão,
mínimo, máximo e coeficiente de variação – para as variáveis ambientais medidas na Etapa 2:
Tar (°C), V (m/s), UR(%) e Trm (°C) e Top (°C). Como técnica de representação gráfica da
distribuição correspondente a cada variável analisada, utilizou-se o Box-Plox
2
.
Para analisar se a correlação linear existente entre as variáveis ambientais citadas acima e as
sensações térmicas relatadas (S) era significativa ou não, foi calculado o coeficiente de
Pearson
3
. Para a avaliação das associações lineares entre os fatores de interesse, utilizaram-se
modelos de regressão linear, (Equação 3.3), assumindo-se que seus pressupostos são
satisfeitos quando E(Y|X) representa o valor esperado de Y condicionado às variáveis X1 e
X2 (GUJARATI, 2000).
2211
)|( XXXYE
o
β
β
β
+
+
=
[3.3]
Para as variáveis temperatura do ar (Tar, °C) e temperatura radiante média (Trm, °C),
2
Box Plot é um gráfico que fornece informações sobre as seguintes características de um conjunto de dados:
posição, dispersão, assimetria e ocorrência de outliers (observações discrepantes).
3
Coeficiente de Pearson quantifica a força de associação linear entre duas variáveis, sendo esta associação
significativa quando p-valor for < 0,0001, adotando um nível de significância de 0,05.
66
determinou-se, a partir do modelo probit
4
e do percentual real de insatisfeitos (I) para o limite
superior de conforto (+0,5), um novo limite superior de conforto adequado à amostra.
Já para as variáveis umidade relativa do ar (UR, %) e velocidade do ar (V, m/s), adotou-se a
média dos valores obtidos nas medições como novos parâmetros de conforto.
Com os novos parâmetros de conforto determinados para as variáveis ambientais, foi possível
calcular um novo limite superior para o índice PMV, estando esse limite mais próximo da
realidade climática e cultural da amostra pesquisada.
3.8.3 Análise da Aplicabilidade do Índice de Conforto Térmico PET (°C)
Após verificar significativa correlação existente entre os índices PMV e PET (°C), os
parâmetros de conforto obtidos acima foram utilizados para calcular um novo limite superior
de conforto térmico para o índice PET (ºC). Sua aplicabilidade foi analisada através da
reavaliação do desempenho térmico da Sala de Leitura diante desse novo limite.
4
A análise de regressão não linear probit pode ser definida como um método de modelagem matemática,
utilizado para avaliar a associação entre uma variável resposta categórica (Ex.: com ou sem calor) e variáveis
67
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
A etapa exploratória preliminar, compreendida de visita técnica e levantamento de dados
existentes, permitiu a caracterização construtiva e uma avaliação qualitativa inicial do
desempenho térmico da BRS, servindo de base para o planejamento das Etapas 1 e 2.
Com os dados coletados durante as Etapas 1 e 2, realizaram-se avaliações qualitativa e
quantitativa do desempenho térmico da BRS, além de se testar a aplicabilidade dos índices de
conforto PMV e PET (°C). A seguir, serão apresentados resultados e análises referentes a
cada Etapa.
4.1 RESULTADOS OBTIDOS A PARTIR DOS DADOS COLETADOS NA ETAPA 1
Conforme já explicitado, durante três dias no verão (11, 12 e 13 de fevereiro de 2004) e três
dias no inverno (20, 21, 22 de julho de 2004), entre 8:00 e 21:00 horas, foram extraídos 306
conjuntos de dados climáticos, fornecidos pelas estações posicionadas em 3 pontos internos –
INT 1, INT 2 e INT 3 – e em 3 externos – EXT 1, EXT 2 e EXT 3. A partir desses dados,
pôde-se fazer uma caracterização qualitativa do desempenho térmico da Biblioteca Raul
Seixas – BRS, bem como analisar o desempenho térmico dessa edificação, utilizando os
índices de conforto térmico PMV e PET (°C).
4.1.1 Desempenho Térmico da Edificação – Avaliação Qualitativa
Considerando ventilar e sombrear diretrizes essenciais para o condicionamento natural e para
a eficientização energética de edificações em clima tropical úmido, o edifício que abriga a
Biblioteca do CEFET-BA está localizado em um microclima favorável à condição de conforto
térmico, ou seja, o edifício está exposto aos ventos dominantes na cidade do Salvador (alísios
de sudeste) e seu entorno promove um certo sombreamento.
Observando os dados referentes ao potencial de ventilação (Tabelas 4.1 e 4.2) medidos no
exterior da edificação no verão, o Ponto EXT 2, situado a barlavento do edifício, apresenta
independentes (Ex.: temperatura do ar, umidade do ar, dentre outras) que presumidamente afetam o processo a
ser descrito (AGRESTI, 2002; GUJARATI, 2000)
68
maior velocidade do ar (4,6 m/s), seguido do Ponto EXT 3 (3,8 m/s), localizado no recuo
lateral do edifício próximo à fachada 15º SE. O Ponto EXT 1, a sotavento, na fachada 75º SO,
recebe alguma ventilação canalizada pelas edificações do entorno. De forma generalizada, a
velocidade do ar apresenta seus máximos no início da tarde e seus valores médios são mais
elevados no verão do que no inverno.
Tabela 4.1 – Dados da Velocidade do Ar no Verão
Local Hora
Valor Máximo
(m/S)
Hora
Valor
Mínimo
(m/S)
Valor Médio
(m/S)
EXT 1 12:30 2,1 19:00 0,2 0,8 ± 0,6
EXT 2 12:00 4,6 17:40 0,8 2,0 ± 0,9
EXT 3 12:30 3,8 16:00 0,2 1,9 ± 1,1
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
Tabela 4.2 - Dados da Velocidade do Ar no Inverno
Local Hora
Valor Máximo
(m/S)
Hora
Valor
Mínimo
(m/S)
Valor Médio
(m/S)
EXT 1 12:30 1,1 18:00 0,1 0,3 ± 0,2
EXT 2 16:30 4,3 19:00 0,2 2,2 ± 2,0
EXT 3 14:00 2,6 09:00 0,2 0,9 ± 0,7
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
O potencial de ventilação no exterior da edificação somado a características construtivas,
como planta livre e grandes vãos de abertura em todas as fachadas, em princípio, permitiriam
a ventilação cruzada e o conforto térmico. Entretanto, em todos os ambientes internos
medidos, no verão e no inverno, a velocidade do ar manteve-se praticamente nula. Isto pode
ser atribuído às divisórias internas que dificultam o cruzamento da ventilação e ao tipo de
esquadria e de brises verticais empregados, que impedem a entrada de ar no interior do
edifício
Em relação à orientação da BRS, esta foi implantada com eixo longitudinal na direção leste-
oeste, atendendo a uma das diretrizes gerais de projeto para o clima tropical úmido, no sentido
de facilitar o controle da radiação solar direta.
Um outro fator importante para o sombreamento de fachadas são os elementos protetores
externos do tipo brises quando utilizados de forma adequada. Nas fachadas 15º SE e 15º NO,
por exemplo, em função do percurso aparente do sol para a latitude de 13º S, os elementos de
sombreamento mais eficientes deveriam obstruir a região zenital da abóbada celeste,
69
resultando em brises horizontais. No entanto, ao longo dessas duas fachadas, foram
implantados brises verticais próximos às aberturas, o que bloqueia a ventilação para o interior
da edificação, como já mencionado. Na fachada 75º NE, os brises verticais da mesma forma
são ineficientes quanto ao controle da radiação solar direta e são verdadeiras barreiras para as
direções de vento SE e NE.
A fachada principal, 75º SO, desprovida de brises, é beneficiada pelo sombreamento
propiciado por construções frontais no térreo, enquanto que o pavimento superior está exposto
à radiação solar direta pela tarde, durante todo o ano. Além disso, no pavimento superior, os
sheds com orientação 15º SE agravam ainda mais o desconforto térmico, principalmente no
verão, por não haver sombreamento e nem aberturas para a saída do ar quente. Isto eleva as
temperaturas superficiais acima de 39°C no Ponto INT 1 e até 38ºC no Ponto INT 2, o que
conseqüentemente aumenta a temperatura do ar. A diferença entre essas temperaturas chega a
ultrapassar 7ºC no Ponto INT 1 e 8°C no Ponto INT 2. Superfícies com temperaturas
elevadas, especialmente tetos, resultam em grande quantidade de energia incidente sobre os
usuários, aumentando a sensação de desconforto térmico (RIVERO, 1985).
Vale à pena ressaltar que a inserção da BRS entre prédios de mesmo porte e com afastamento
insuficiente dificulta o aproveitamento da ventilação, embora promova um certo grau de
sombreamento.
Os valores medidos de temperatura do ar (
o
C), no verão, nos três pontos externos,
apresentaram seus máximos variando de 31,4º a 35,3ºC, entre 10:30h e 13:40h, e umidade
relativa do ar média em torno de 70% (Apêndices A, B e C). No inverno, essa variação é de
24,4ºC a 27,5ºC, entre os horários de 9:00h às 13:00h, quando a umidade relativa do ar chega
a alcançar 100% (Apêndices D, E e F).
A temperatura superficial foi medida internamente na laje inclinada dos sheds no pavimento
superior (Pontos INT 1 e INT 2), para análise da contribuição da carga térmica das aberturas
zenitais existentes. No verão, no Ponto INT 1, a temperatura superficial ultrapassa os 39ºC,
enquanto no Ponto INT 2 alcança os 38
o
C. No inverno, nesses mesmos pontos, as
temperaturas superficiais atingem 28
o
C e 25
o
C, respectivamente. As curvas das temperaturas
– superficial, de globo e do ar – medidas no pavimento superior, Setor Circulante (Ponto
INT 2) estão plotadas nos gráficos da Figura 4.1.
Como exemplo, a seguir serão apresentados dados coletados no ponto INT 2 durante o
70
inverno e o verão.
8 10 12 14 16 18 20 22
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
Temperatura do Ar (Interior)
Temperaturas (
0
C)
Tempo (horas)
Temperatura Superficial
Temperatura de Globo
Temperatura do Ar (Exterior)
Temperaturas (
o
C) - VERÃO
Pavimento Superior: Setor Circulante (INT 2)
(A)
8 10 12 14 16 18 20 22
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
Temperatura do Ar (Interior)
Temperaturas (
0
C)
Tempo (horas)
Temperatura Superficial
Temperatura de Globo
Temperatura do Ar (Exterior)
Temperaturas (
o
C) - INVERNO
Pavimento Superior: Setor Circulante (INT 2)
(B)
Figura 4.1 –
Gráficos das Temperaturas Superficiais, de Globo e do Ar,
no Ponto de Medição INT 2 no Verão (A) e no Inverno (B)
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
71
A partir das análises efetuadas sobre as temperaturas, neste exemplo, conclui-se que os
valores elevados das temperaturas superficiais e de globo confirmam o armazenamento de
calor e a dificuldade de perda por ventilação no local considerado. Conclui-se também que a
radiação solar direta é o fator preponderante responsável pelo aquecimento dos ambientes.
Constatou-se também a forte correlação entre as condições térmicas dos ambientes e as
características arquitetônicas do edifício, o que, em síntese, impede a circulação do ar no
interior e não protege os ambientes do excesso de radiação solar, contrariando as diretrizes
bioclimáticas de projeto para o trópico úmido.
4.1.2 Análise do Desempenho Térmico da BRS, utilizando o Índice de Conforto PET
(°C)
No verão, as curvas do índice PET (°C), Figuras 4.2, 4.3 e 4.4, apresentam valores acima do
limite superior de conforto estabelecido pelo mesmo durante todo o período medido,
excetuando-se o Ponto INT 2, a partir das 18:30h.
As curvas referentes aos pontos internos têm pequena amplitude, com valores médios acima
do limite superior de conforto entre 6ºC a 8°C. Esses pontos variam de 31ºC (Ponto INT 3) a
33ºC (Ponto INT 1) e apresentam médias entre 30 e 32°C, com desvio padrão de ± 0,6. O
valor máximo alcançado (33ºC), ocorreu no hall de entrada do pavimento superior (Ponto
INT 1) e está afastado 9ºC do limite superior de conforto, o que é excessivo.
Já as curvas dos pontos medidos no exterior (Figuras 4.2, 4.3 e 4.4) têm maior amplitude, com
valor máximo do índice PET igual a 43ºC. A partir do pico máximo dessas curvas, ocorre
uma queda gradual até alcançar valores inferiores aos das respectivas curvas dos pontos
internos. Às 20:00h, os valores do índice PET no Ponto EXT 1 estão em 28ºC, enquanto o
Ponto EXT 2 alcançou o intervalo de conforto com 23ºC. Nesse horário, não houve medição
no Ponto EXT 3.
72
8 10 12 14 16 18 20 22
16
20
24
28
32
36
40
44
48
22
Ponto EXT 1
PET (
0
C)
Tempo (horas)
Ponto INT 1
PET(
o
C) - VERÃO
Pavimento Superior: Hall de Entrada
Limites de conforto
(A)
8 10 12 14 16 18 20 22
16
20
24
28
32
36
40
44
48
Ponto EXT 1
PET (
0
C)
Tempo (horas)
PET(
o
C) - INVERNO
Pavimento Superior: Hall de Entrada
22
Ponto INT 1
Limites de Conforto
(B)
Figura 4.2 – Gráfico PET (°C) versus Tempo (h) para os Pontos INT 1 e EXT 1, verão (A) e inverno
(B)
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
73
8 10 12 14 16 18 20 22
16
20
24
28
32
36
40
44
48
22
Ponto EXT 2
PET (
0
C)
Tempo (horas)
Ponto INT 2
Limites de Conforto
PET(
o
C) - VERÃO
Pavimento Superior: Setor Circulante
(A)
8 10 12 14 16 18 20 22
16
20
24
28
32
36
40
44
48
22
Ponto EXT 2
PET (
0
C)
Tempo (horas)
PET(
o
C) - INVERNO
Pavimento Superior: Setor Circulante
Ponto INT 2
Limites de Conforto
(B)
Figura 4.3 – Gráficos PET (°C) versus Tempo (h) para os Pontos INT 2 e EXT 2, verão (A) e inverno
(B)
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
74
8 10 12 14 16 18 20 22
16
20
24
28
32
36
40
44
48
22
Ponto EXT 3
PET (
0
C)
Tempo (horas)
PET(
o
C) - VERÃO
Térreo: Setor Circulante
Ponto INT 3
Limites de Conforto
(A)
8 10 12 14 16 18 20 22
16
20
24
28
32
36
40
44
48
22
Ponto EXT 3
PET (
0
C)
Tempo (horas)
PET(
o
C) - INVERNO
Térreo: Setor Circulante
Ponto INT 3
Limites de Conforto
(B)
Figura 4.4 – Gráfico PET (°C) versus Tempo (h) para os Pontos INT 3 e EXT 3, verão (A) e inverno
(B)
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
No inverno, as curvas dos pontos internos mantêm pequena amplitude, alcançando, no
entanto, os limites de conforto ou estando muito perto do limite superior. Nos três locais
medidos no interior, os valores máximos atingidos foram 24ºC (Ponto INT 1) e 28ºC (Ponto
INT 2). Apresentaram médias do índice PET entre 23 e 26°C, com desvio padrão máximo de
75
± 1,2. As curvas dos pontos externos têm sua amplitude um pouco reduzida e seus valores
chegam a ultrapassar o limite de conforto inferior, atingindo 15ºC no Ponto EXT 2, devido à
velocidade do ar de 9 m/s, no horário medido.
A análise da condição de conforto térmico utilizando o índice PET (°C), portanto, confirma o
estresse térmico positivo indicado pelas avaliações do microclima e do edifício, além dos
relatos dos usuários. No verão, os valores do índice PET estão significativamente acima do
limite superior de conforto térmico e, no inverno, apenas um ambiente, o hall de entrada do
pavimento superior (INT 2), encontra-se dentro dos limites de conforto. Esse mesmo local, no
verão, apresentou o pior desempenho térmico entre os três pontos internos analisados, isto
pode ser atribuído à excessiva radiação recebida pela envoltória neste período.
4.2 RESULTADOS OBTIDOS A PARTIR DOS DADOS COLETADOS NA ETAPA 2
Para avaliar a aplicabilidade dos índices de conforto PMV e PET (°C) a partir das medições
realizadas nos dias 15 e 16 de junho de 2005, período correspondente à Etapa 2, foram
extraídos 48 conjuntos de dados climáticos (variáveis ambientais) coletados dentro da Sala de
Leitura e 530 conjuntos de dados (variáveis pessoais e subjetivas) retirados dos questionários
aplicados durante as medições. A Tabela 4.3 apresenta os resultados correspondentes às
seguintes variáveis:
76
Horário horários em que as medições foram realizadas
Med
identificação da medição por um número composto por três algarismos, onde
o primeiro indica o dia medido e os outros dois, a posição em relação a todas
as medidas no referido dia. Ex.: 203 – terceira medição realizada no segundo
dia de coleta
Nº número de usuários da Sala de Leitura entrevistados durante a medição;
Espúrios
foram considerados espúrios os questionários que apresentavam votos de
desconforto por calor, no quadro sobre sensação atual, e como preferência
térmica desejavam estar sob as mesmas condições de desconforto. Ex.:
Sensação térmica (S) igual a +1 (calor) e Preferência Térmica também igual a
+1
V velocidade do ar, em m/s, coletada no momento da medição
Var
velocidade relativa do ar, em m/s, calculada a partir da variável ambiental
velocidade do ar (m/s) e do valor da taxa metabólica (W) correspondente à
atividade desenvolvida durante a medição. Pode ser obtida aplicando a
equação (3.1) constante na ISO 7933 (1989)
PMV
voto médio estimado calculado para cada medição a partir de dados das
variáveis ambientais e pessoais, conforme a equação 2.2, constante na ISO
7730 (1994)
PDD
percentagem estimada de pessoas insatisfeitas para cada medição, calculada a
partir do PMV, conforme 2.4, adimensional, constante na ISO 7730 (1994)
S
S: sensação térmica real média, ou seja, média das sensações térmicas
relatadas correspondentes a cada conjunto extraído dos questionários e sem
levar em consideração os questionários considerados espúrios; essa variável é
adimensional
I
I: percentagem de insatisfeitos reais verificada para cada medição, em %,
utilizando a metodologia sugerida por Xavier (1999), ou seja, foram
considerados insatisfeitos todos aqueles que votaram +3,+2,-3, -2, na escala
do PMV, somado a 50% dos que votaram +1 ou -1
UR umidade relativa do ar, em %, coletada no momento da medição
Tg temperatura de globo, em °C, coletada no momento da medição
Tar
temperatura de bulbo seco ou temperatura do ar, em °C, coletada no momento
da medição
Trm
temperatura radiante média, em °C, calculada a partir da equação 3.2 para
cada medição
Top
temperatura operativa interna, em °C, calculada a da média aritmética das
variáveis Tar e a Tg (ISO 7730, 1994)
PET(C°)
Temperatura Fisiológica Equivalente calculada para cada medição a partir de
dados das variáveis ambientais e pessoais, utilizando o aplicativo
computacional RAYMAN (2002)
Quadro 4.1 – Descrição das variáveis obtidas a partir das medições realizadas na
Etapa 2
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
77
Tabela 4.3 - Resultados obtidos a partir das medições realizadas na Etapa 2
Horário
Medição
Nº
Espúrios
V
Var
PMV
PDD
S
I
UR
Tg
Tar
Trm
Top
PET
8:30 201 6 0 0,14 0,2 0,7 15,31 0,2 8,3 75 24,7 26,00 24,68 25,34 25,7
9:00 202 4 0 0,22 0,28 0,7 15,31 0,3 37,5 75 25,2 26,40 25,17 25,78 25,9
9:30 203 5 0 0,16 0,22 0,9 22,10 0,4 20,0 75 25,4 26,60 25,38 25,99 26,4
10:00 204 5 1 0,22 0,28 0,8 18,49 1,0 40,0 74 25,5 26,70 25,47 26,08 26,2
10:30 205 9 0 0,16 0,22 0,9 22,10 0,4 22,2 72 25,7 26,80 25,68 26,24 26,6
11:00 206 12 0 0,16 0,22 1 26,12 0,7 41,7 72 26,0 27,20 25,98 26,59 26,9
11:30 207 9 0 0,16 0,22 1,1 30,51 0,4 22,2 72 26,4 27,60 26,38 26,99 27,4
12:00 208 18 0 0,14 0,20 1,2 35,25 1,1 44,4 71 26,5 27,80 26,48 27,14 27,6
12:30 209 12 0 0,14 0,20 1,2 35,25 0,6 29,2 69 26,8 27,90 26,78 27,34 27,8
13:00 210 14 0 0,14 0,20 1,3 40,27 1,4 64,3 69 27,2 28,10 27,18 27,64 28,1
13:30 211 8 0 0,20 0,26 1,3 40,27 1,1 56,3 69 27,4 28,50 27,37 27,94 28,2
14:00 212 10 0 0,14 0,20 1,3 40,27 1,8 80,0 68 27,3 28,40 27,28 27,84 28,3
14:30 213 11 0 0,14 0,20 1,4 45,51 1,2 50,0 67 27,5 28,60 27,48 28,04 28,5
15:00 214 19 0 0,22 0,28 1,4 45,51 1,5 68,4 68 28,0 28,80 27,98 28,39 28,6
15:30 215 13 0 0,14 0,20 1,5 50,90 1,5 65,4 68 28,0 28,90 27,98 28,44 28,9
16:00 216 9 0 0,16 0,22 1,4 45,51 1,7 72,2 69 27,5 28,70 27,48 28,09 28,5
16:30 217 11 0 0,20 0,26 1,4 45,51 1,5 68,2 68 27,8 28,80 27,78 28,29 28,6
17:00 218 15 0 0,14 0,20 1,1 30,51 1,1 50,0 69 27,5 26,60 27,52 27,06 27,4
17:30 219 14 0 0,16 0,22 1,3 40,27 2,4 92,9 71 27,5 28,40 27,48 27,94 28,4
18:00 220 17 0 0,20 0,26 1,3 40,27 1,4 58,8 71 27,5 28,60 27,47 28,04 28,4
18:30 221 9 1 0,20 0,26 1,3 40,27 1,8 83,3 71 27,3 28,60 27,27 27,93 28,3
19:00 222 9 0 0,25 0,31 1,2 35,25 1,1 55,6 71 27,1 28,40 27,06 27,73 27,9
19:30 223 9 0 0,14 0,20 1,2 35,25 1,3 55,6 72 26,9 28,10 26,88 27,49 28
20:00 224 13 1 0,12 0,18 1,2 35,25 1,7 69,2 73 26,7 26 26,68 27,34 27,9
8:30 301 3 0 0,16 0,22 0,8 18,49 -0,7 33,3 75 25,0 26,2 24,98 25,59 25,9
9:00 302 10 0 0,14 0,20 0,8 18,49 -0,2 30,0 75 25,1 26,2 25,08 25,64 26,1
9:30 303 15 0 0,22 0,28 0,8 18,49 0,7 33,3 73 25,5 26,7 25,47 26,08 26,2
10:00 304 12 0 0,16 0,22 1 26,12 0,6 29,2 70 25,9 27,2 25,88 26,54 26,9
10:30 305 16 0 0,14 0,20 1,1 30,51 1,2 53,1 68 26,2 27,5 26,18 26,84 27,2
11:00 306 5 0 0,20 0,26 0,9 22,10 1,4 60,0 66 26,0 27,4 25,97 26,68 26,8
11:30 307 12 0 0,18 0,24 1 26,12 0,4 37,5 66 26,2 27,4 26,17 26,79 27
12:00 308 12 0 0,14 0,20 1,1 30,51 1,1 50,0 65 26,5 27,6 26,48 27,04 27,6
12:30 309 6 0 0,14 0,20 1,1 30,51 1,3 58,3 65 26,8 27,8 26,78 27,29 27,7
13:00 310 15 0 0,14 0,20 1,3 40,27 1,1 50,0 64 27,2 28,3 27,18 27,74 28,1
13:30 311 6 0 0,16 0,22 1,2 35,25 1,5 75,0 63 27,2 28,3 27,18 27,74 28,1
14:00 312 10 0 0,22 0,28 1,2 35,25 1,4 65,0 63 27,2 28,3 27,17 27,74 27,9
14:30 313 7 0 0,20 0,26 1,2 35,25 0,6 28,6 61 27,5 28,5 27,48 27,99 28,2
15:00 314 15 0 0,14 0,20 1,3 40,27 0,9 43,3 63 27,6 28,6 27,58 28,09 28,5
15:30 315 15 0 0,14 0,20 1,3 40,27 1,1 56,7 61 27,7 28,7 27,68 28,19 28,6
16:00 316 11 0 0,14 0,20 1,3 40,27 1,8 72,7 61 27,6 28,5 27,58 28,04 28,4
16:30 317 11 0 0,14 0,20 1,3 40,27 1,5 68,2 61 27,5 28,5 27,48 27,99 28,3
17:00 318 18 0 0,14 0,20 1,3 40,27 1,3 50,0 65 27,5 28,5 27,48 27,99 28,4
17:30 319 13 0 0,12 0,18 1,3 40,27 1,5 69,2 64 27,5 28,5 27,49 27,99 28,5
18:00 320 12 0 0,22 0,28 1,2 35,25 1,4 62,5 64 27,4 28,5 27,37 27,94 28,1
18:30 321 12 0 0,12 0,18 1,4 45,51 0,9 45,8 66 27,5 28,6 27,48 28,04 28,6
19:00 322 11 0 0,14 0,20 1,3 40,27 1,1 45,5 65 27,4 28,7 27,38 28,04 28,5
19:30 323 12 0 0,18 0,24 1,3 40,27 1,7 62,5 66 27,3 28,5 27,27 27,89 28,2
20:00 324 10 0 0,22 0,28 1,2 35,25 1,6 70,0 65 27,3 28,5 27,27 27,88 28,1
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
Para a caracterização do período medido na Etapa 2, os dados coletados na estação
meteorológica no exterior da edificação foram comparados às Normais Climatológicas para
Salvador (INMET, 1981), como mostra a Tabela 4.4.
78
Tabela 4.4 - Comparação entre dados coletados e Normais Climatológicas
Mêses junho 15 e 16 junho
Período 1931-1981 2005
Temperatura Média (°C) 24,1 25,6
Temperatura Média das Máximas (°C) 28,6 26,6
Temperatura Média das Mínimas (°C) 21,8 24,2
Referencial
Normais
INMET
Dados coletados Etapa 2
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
De maneira geral, as médias obtidas estão ligeiramente mais elevadas do que as Normais
Climatológicas da cidade do Salvador, as quais são baseadas em dados coletados na Estação
Meteorológica de Ondina, inserida em um sitio de entorno menos edificado em relação ao
sítio da BRS. As temperaturas mais elevadas medidas no sítio da BRS revelam o
armazenamento de calor das estruturas construtivas.
4.2.1 Caracterização da Amostra – Variáveis Pessoais
A partir dos 530 conjuntos de dados retirados dos questionários aplicados, foram calculados
os seguintes valores médios: idade – 19 anos, com desvio padrão igual a 4; altura – 1,71m,
com desvio padrão igual a 0,09m e peso – 62kg, com desvio padrão igual a 12kg,
caracterizando melhor o perfil do usuário da BRS, em especial da Sala de Leitura.
Durante os dois dias medidos na Etapa 2, um número maior de pessoas do sexo masculino
freqüentou a Sala de Leitura (58%). Esta situação aconteceu também quando se subdividiu o
dia em três períodos: manhã, tarde e noite (4.5)
Tabela 4.5 - Dados obtidos sobre a variável pessoal sexo
período feminino masculino total período feminino masculino total período feminino masculino total
1 30 38 68 1 39 46 85 manhã 69 84 153
2 43 53 96 2 39 46 85 tarde 82 99 181
3 43 54 97 3 31 68 99 noite 74 122 196
soma 116 145
261
soma 109 160
269
soma 225 305
530
percentual(%) 43 57 100 percentual(%) 41 59 100 percentual(%)
42 58
período 1 = das 8:30 às 12:00 Hs
período 2 = das 12:30 às 16:00 Hs
período 3 = das 16:00 às 20:00 Hs
15/jun 16/jun geral
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
Os valores adotados para as variáveis pessoais – isolamento da vestimenta e taxa metabólica –
79
foram os mesmos adotados para a Etapa 1, já que a amostra pesquisada continua sendo
constituída por usuários da BRS. A Tabela 4.6 apresenta de forma resumida os valores das
variáveis pessoais adotados para cálculo dos índices PMV e PET (°C).
Tabela 4.6 - Variáveis pessoais adotadas
isolamento equivalente ao fardamento 0,5 clo
atividades:escrita e leitura 70 W/m²
idade 19
peso 62
altura 1,71
sexo masculino
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
4.2.2 Caracterização da Amostra – Variáveis Ambientais
Na Tabela 4.7, encontra-se a análise descritiva das variáveis temperatura do ar (Tar, °C),
umidade relativa do ar (UR, %), velocidade relativa do ar (Var, m/s), temperatura radiante
média (Trm, °C) e temperatura operativa interna (Top, °C). Pôde-se observar que todas as
variáveis estudadas possuem pouca dispersão em torno da média, sendo a variável Var a que
apresenta maior dispersão entre elas, com coeficiente de variação de 13,04%.
Tabela 4.7 - Medidas descritivas das variáveis ambientais
Variáveis Media
Mediana
Desvio
padrão
Mínimo
Máximo Coeficiente de
variação (%)
Tar (ºC)
27,88 28,30 0,88 26,00 28,90 3,16
UR (%)
68,21 68,00 4,20 61,00 75,00 6,16
Var (m/s)
0,23 0,22 0,03 0,18 0,31 13,04
Trm (ºC)
26,81 27,18 0,88 24,68 27,98 3,28
Top (ºC)
27,36 27,74 0,84 25,34 28,44 3,07
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
4.2.3 Pré-Requisitos para a Aplicação do PMV
De acordo com a ISO (7730), recomenda-se usar o índice PMV, quando o mesmo apresenta
valores entre -2 e +2 e quando os seis parâmetros necessários para calculá-lo estão dentro dos
intervalos pela referida norma. Esses intervalos estão apresentados na Tabela 4.8 e, de acordo
com os resultados obtidos na Etapa 2 (Tabela 4.4), pôde-se concluir que as condições de
aplicação do PMV são atendidas, estando o valor máximo encontrado para a pressão de vapor
(Pa) acima do limite superior estabelecido em cerca de 2,88%.
80
Tabela 4.8 - Condições para aplicação do PMV e características da amostra
Condições para aplicação do PMV Características da amostra pesquisada
O valor do PMV calculado deve situar-se entre -2 e +2 +0,7 a +1,5
O isolamento da vestimenta deve situar-se entre 0 e 2 clo 0,5 clo
A taxa metabólica deve situar-se entre 46 e 232 W/m² 70W/m²
A velocidade relativa do ar deve situar-se entre 0 e 1 m/s 0,18 e 0,31 m/s
A pressão parcial do vapor deve situar-se entre 0 a 2700Pa 2370 a 2780 Pa
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
Apesar de a amostra apresentar resultados que atendem aos pré-requisitos de aplicação do
PMV, a partir da regressão linear entre as térmicas relatadas (S) e os valores calculados para o
PMV, observa-se que o PMV explica apenas 50,82 % das sensações térmicas relatadas (R² =
0,5082), como mostra a Figura 4.5.
y = 1,9972x - 1,2287
R
2
= 0,5082
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
0 0,5 1 1,5 2
PMV
S
PMV X S
Linear (PMV X S)
Figura 4.5 - Correlação entre sensações térmicas relatadas (S) e PMV
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
A baixa correlação entre S e PMV pode ser atribuída a um conjunto de fatores, como o fato de
os experimentos para determinação do PMV terem sidos realizados em câmaras climatizadas,
o uso de valores tabelados para taxa metabólica e isolamento térmico das vestimentas
(HUMPHREYS, 1992) e ainda a não inclusão de variáveis como hábitos, costumes,
aclimatação, dentre outras, no cálculo do PMV (XAVIER, 1999).
81
4.2.4 Análise das Sensações Térmicas Relatadas (S) em Função das Variáveis
Ambientais
A 4.9 de correlações entre variáveis ambientais e sensações térmicas relatadas (S) pelos
alunos demonstra que (S) apresentou correlação positiva com todas as variáveis apresentadas,
sendo a maior correlação com a variável ambiental Top (°C) e a menor com a variável
ambiental Var (m/s), exibindo um coeficiente de determinação (R²) igual a 0,5693 e a 0,0004,
respectivamente.
Tabela 4.9 - Coeficientes de determinação entre variáveis ambientais e sensações térmicas relatadas
(S)
Tar
(
°c
)
UR(%)
Tg
(
°C
)
Top
(
°C
)
Trm
(
°C
)
Var(m/s)
S
Tar
(
°c
)
1
0,4754
0,7941
0,8691
0,7896
0,0039
0,4255
UR(%)
0,4754
1
0,4671
0,558
0,4702
0,0153
0,2012
Tg
(
°C
)
0,7941
0,4671
1
0,9689
0,9999
0,0039
0,5507
Top
(
°C
)
0,8691
0,558
0,9689
1
0,9665
0,0014
0,5693
Trm
(
°C
)
0,7896
0,4702
0,9999
0,9665
1
0,0047
0,5488
Var(m/s)
0,0039
0,0153
0,0039
0,0014
0,0047
1
0,0004
S
0,4255
0,2012
0,5507
0,5693
0,5488
0,0004
1
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
Entre as variáveis ambientais Tar (°C) e Tg (°C), foi constatada uma grande correlação
positiva (R²=0,7941) e, como Top (°C) e Trm (°C) foram calculadas a partir de Tg (°C), uma
forte correlação positiva entre as mesmas já era também esperada. Portanto, a proposição de
um modelo de regressão onde (S) (variável dependente) seria explicada a partir dos valores
atribuídos às variáveis ambientais (variáveis independentes) deverá conter uma das variáveis
já citadas – Tar (°C), Tg (°C), Top (°C) ou Trm (°C) –, devido à forte correlação entre as
mesmas.
Através da análise das sensações térmicas relatadas (S) em função das variáveis ambientais
obtidas, observou-se que o modelo linear estimado que melhor descreve as sensações
relatadas é dado pela Equação 4.1, apresentando um coeficiente de determinação R²=0,5802.
TopS
×
+
−
=
51179,091162,12
[4.1]
Observou-se também que a UR (%) apresentou um p-valor igual a 0,3436 e Var (m/s) um p-
82
valor igual a 0,7315, ou seja apresentaram uma correlação linear pouco significativa já que o
p-valor é maior que 0,0001, adotando um nível de significância de 0,05. Outra observação é
que a UR (%) e a Var (m/s) são fatores não significativos para descrever (S) mediante a
presença da variável temperatura operativa interna (Top, C°).
Comparando o coeficiente de determinação (R² = 0,5082) obtido a partir da regressão linear
entre as sensações térmicas relatadas (S) e os valores calculados para o PMV (Figura 4.5),
com coeficiente referente à Equação 4.1 (R² = 0,5802), observa-se que 58% destas sensações
são explicadas através da Equação 4.1, enquanto que o modelo do PMV, mais distante da
realidade local, explica apenas 50%.
Como não é objetivo desta pesquisa buscar um modelo analítico para explicar as sensações
térmicas relatadas, e sim testar aplicabilidade de modelos existentes de índices de conforto
térmico, a validação da Equação 4.1 ou a realização de outras regressões são desnecessárias.
4.2.5 Percentual Real de Insatisfeitos (I)
Durante aplicação dos questionários, ficou constatado que os usuários da Sala de Leitura, em
sua maioria, tinham dificuldades em mensurar o quanto estavam desconfortáveis quando sua
sensação estava próxima da condição de conforto. Isto quer dizer que os usuários que
votavam (+1) ou (-1) tinham dúvida se estavam com um pouco de calor ou sob condições de
conforto.
Somada à situação citada acima, a escala de preferências térmicas sugerida pelo PMV não
inclui os votos -0,5 e +0,5 (intervalo correspondente aos limites de conforto do PMV), o que
de certa forma restringe a possibilidade de resposta do entrevistado.
Diante do contexto apresentado, optou-se por adotar a metodologia sugerida por Xavier
(1999) para identificação do percentual real de insatisfeitos (I). A partir das sensações
térmicas relatadas, foram consideradas pessoas insatisfeitas devido ao estresse térmico
positivo (calor) aquelas que votaram em muito quente (+3), quente (+2) e 50% dos votos para
levemente quente (+1); e pessoas insatisfeitas devido ao estresse térmico negativo (frio) as
que votaram em muito frio (-3), frio (-2), e 50% dos votos para levemente frio (-1).
Os percentuais reais de insatisfeitos (I) foram calculados para cada medição e plotados
juntamente com os resultados obtidos para (S) (Figura 4.6). Em seguida, testaram-se vários
83
tipos de regressão, sendo a polinomial de ordem 2 (Equação 4.2) a que apresentou melhor
coeficiente de determinação (R² = 0,8758).
122,2535,10409,10
2
++= XXI
[
4.2]
Substituindo na equação gerada a partir da regressão polinomial o valor de x por -0,5 e +0,5
(intervalo de conforto estabelecido pelo PMV), identificaram-se percentuais reais de
insatisfeitos (I) de 25% e 33%, respectivamente, valores bem diferentes do percentual teórico
de insatisfeitos (PDD) para o mesmo intervalo que é em torno de 10% (Figura 4.7).
y = 10,409x
2
+ 10,35x +
25,122
R
2
= 0,8758
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
-2,0 0,0 2,0 4,0
S
I(%)
I X S
Polinômio (I X S)
Figura 4.6 - Percentual real de insatisfeitos (I) em função das sensações térmicas relatadas (S)
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
1
10
100
-2,5 -2 -1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2
PVM
PDD
84
Figura 4.7 - PDD em função do PMV
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
4.3 PARÂMETROS DE CONFORTO TÉRMICO
De acordo com a análise das sensações térmicas relatadas (S) em função das variáveis
ambientais, apresentadas na 4.9, observou-se que a velocidade do ar (V, m/s) e a umidade
relativa do ar (UR, %) não estão associadas às sensações térmicas relatadas (S), como pode
ser deduzido a partir dos ínfimos coeficientes de determinação encontrados. Isto pode ser
atribuído às pequenas amplitudes existente nas observações, onde V variou entre 0,12 e 0,25
m/s e UR entre 61 e 75%.
A questão das pequenas amplitudes existentes nos valores observados para as variáveis
citadas acima, somada aos valores estabelecidos para as variáveis isolamento da vestimenta
(0,5 clo) e atividade desempenhada (70W), de acordo com a amostra pesquisada, fazem com
que os parâmetros de conforto térmico que serão propostos por esta pesquisa sejam mais bem
adequados à situação descrita a seguir:
• População: estudantes jovens, com costumes semelhantes, pertencentes à região da cidade
de Salvador-BA;
• Vestimenta: correspondente a 0,5 clo;
• Atividades desempenhadas: escolares, equivalente a 70W;
• Variáveis ambientais: edificações sem condicionamento ou circulação mecânica de ar, com
ventilação natural com pequena amplitude e observações próximas de zero; umidade relativa
do ar média em torno de 75% e com pequena amplitude.
O método estatístico adotado para a proposição dos parâmetros de conforto térmico foi a
regressão não linear probit, que foi descrita anteriormente na metodologia e é freqüentemente
adotada em pesquisas semelhantes a esta (ARAÚJO,1996; XAVIER, 1999).
Assim, como em Xavier (1999), foram consideradas pessoas com calor as que votaram em:
muito quente (+3), quente (+2) e 50% das que votaram levemente quente (+1); pessoas com
85
ausência de frio as votaram: muito quente (+3), quente (+2), levemente quente (+1),
confortáveis e 50% das que votaram levemente frio (-1).
Como os percentuais reais de insatisfeitos (I) no intervalo de conforto proposto pelo PMV (-
0,5 a +0,5) na amostra pesquisada foram respectivamente de 25% e 33%, de acordo com a
Equação 4.2, buscou-se, sempre que possível, identificar os parâmetros de conforto para essas
percentagens.
Para o percentual real de 33% de insatisfeitos (I), conseguiu-se estabelecer parâmetros de
desconforto por calor (limite superior de conforto) para as variáveis ambientais Tar e Trm.
Entretanto, para o percentual real de 25% de insatisfeitos (I), não são aplicáveis parâmetros de
desconforto por frio, já que, em 93,75% das medições, 100% dos alunos estavam sob
condições de ausência de frio (Tabela 4.10), ou seja, sob condições de conforto ou
desconforto por estresse térmico positivo (calor).
Os resultados citados acima confirmam os depoimentos informais durante a Etapa 1 desta
pesquisa quanto ao desempenho térmico da Sala de Leitura da BRS – estresse térmico
positivo na maior parte do ano –, mas ainda não revelam o quanto as condições térmicas da
Sala de Leitura se afastam das condições de conforto adequadas à amostra pesquisada.
86
Tabela 4.10 - Dados utilizados para análise probit
Horário Medição
Nº de
alunos
Pessoas
com calor
Pessoas com
calor (%)
Pessoas com
ausência de frio
Pessoas com
ausência de frio (%)
8:30 201 6 0,5 8,33 6 100,00
9:00 202 4 1 25,00 3,5 87,50
9:30 203 5 1 20,00 5 100,00
10:00 204 5 2 40,00 5 100,00
10:30 205 9 2 22,22 9 100,00
11:00 206 12 4,5 37,50 11,5 95,83
11:30 207 9 2 22,22 9 100,00
12:00 208 18 8 44,44 18 100,00
12:30 209 12 3,5 29,17 12 100,00
13:00 210 14 9 64,29 14 100,00
13:30 211 8 4,5 56,25 8 100,00
14:00 212 10 8 80,00 10 100,00
14:30 213 11 5,5 50,00 11 100,00
15:00 214 19 13 68,42 19 100,00
15:30 215 13 8,5 65,38 13 100,00
16:00 216 9 6,5 72,22 9 100,00
16:30 217 11 7,5 68,18 11 100,00
17:00 218 15 7,5 50,00 15 100,00
17:30 219 14 13 92,86 14 100,00
18:00 220 17 10 58,82 17 100,00
18:30 221 9 7,5 83,33 9 100,00
19:00 222 9 5 55,56 9 100,00
19:30 223 9 5 55,56 9 100,00
20:00 224 13 9 69,23 13 100,00
8:30 301 3 0 0,00 2 66,67
9:00 302 10 1 10,00 8 80,00
9:30 303 15 5 33,33 15 100,00
10:00 304 12 3,5 29,17 12 100,00
10:30 305 16 8,5 53,13 16 100,00
11:00 306 5 3 60,00 5 100,00
11:30 307 12 3,5 29,17 11 91,67
12:00 308 12 6 50,00 12 100,00
12:30 309 6 3,5 58,33 6 100,00
13:00 310 15 7,5 50,00 15 100,00
13:30 311 6 4,5 75,00 6 100,00
14:00 312 10 6,5 65,00 10 100,00
14:30 313 7 2 28,57 7 100,00
15:00 314 15 6,5 43,33 15 100,00
15:30 315 15 8,5 56,67 15 100,00
16:00 316 11 8 72,73 11 100,00
16:30 317 11 7,5 68,18 11 100,00
17:00 318 18 9 50,00 18 100,00
17:30 319 13 9 69,23 13 100,00
18:00 320 12 7,5 62,50 12 100,00
18:30 321 12 5,5 45,83 12 100,00
19:00 322 11 5 45,45 11 100,00
19:30 323 12 7,5 62,50 12 100,00
20:00 324 10 7 70,00 10 100,00
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
A seguir, serão apresentados os resultados referentes às curvas limites de conforto térmico
obtidas para cada variável ambiental.
Tomando-se como exemplo o gráfico percentual de pessoas versus temperatura do ar (Figura
4.8), para a temperatura do ar equivalente a 26,5°C, observa-se que ocorre a percentagem
máxima de votos dos alunos para a sensação confortável igual a 68%, com 26% sob
condições de desconforto por calor e 6% sob condições de desconforto por frio.
87
Figura 4.8 – Gráfico das curvas limites de conforto térmico em função da Temperatura do ar
(Tar, °C)
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
Com o objetivo de conhecer o valor da temperatura do ar para o qual 33% das pessoas estão
insatisfeitas, valor este que corresponde a um dos parâmetros de conforto térmico
determinado anteriormente, traçou-se uma linha horizontal interceptando a curva de
desconforto por calor (Figura 4.8) para o percentual indicado, encontrando-se no intercepto a
temperatura do ar igual a 26,9°C. Este valor será utilizado para gerar novos limites superiores
para os índices de conforto térmico aqui estudados.
Com base na Figura 4.9, para 33% de insatisfeitos (I), Trm foi de 25,8°C. Comparando-se
essa temperatura com o limite de 26,9°C obtido para Tar, percebe-se que são valores muito
próximos, o que indica que não existia fonte significativa de calor radiante atuando sobre os
alunos. Assim, a temperatura do ar passa a ser um fator bastante influente nas sensações
térmicas experimentadas e relatadas pelos mesmos.
88
Figura 4.9 – Gráfico das curvas limites de conforto em função da temperatura radiante média (Trm,
°C)
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
Em relação à UR, não foi possível estabelecer um parâmetro para o percentual de 33% através
da análise probit, tendo em vista não ter ocorrido uma interseção entre a linha horizontal na
freqüência de 33% e a curva de desconforto por calor (Figura 4.10). Este fato pode ser
atribuído às pequenas variações nos valores observados para a UR durante as medições da
Etapa 2. A UR variou entre 61 a 75%, com média igual a 68 ± 9%.
89
Figura 4.10 – Gráfico das curvas limites de conforto em função da umidade relativa do ar (UR, %)
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
De maneira similar ao ocorrido com a UR, não foi possível estabelecer um parâmetro com um
percentual de 33% de insatisfeitos para a velocidade do ar (Figura 4.11). A velocidade do ar
manteve-se muito baixa em todo o período medido, variando entre 0,12 a 0,25m/s, com média
igual a 0,17 ± 0,03 m/s.
Figura 4.11 – Gráfico das curvas limites de conforto em função da velocidade do ar (V, m/s)
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
90
Como o objetivo desta pesquisa foi testar a aplicabilidade dos índices PMV e PET (°C) na
avaliação do desempenho térmico da Sala de Leitura da BRS, foi preciso propor parâmetros
de conforto para todas as variáveis ambientais necessárias – temperatura do ar (Tar, °C),
umidade relativa do ar (UR, %), velocidade do ar (V, m/s), temperatura radiante média
(Trm,°C) – para o cálculo desses índices, o que implicou em adotar procedimentos específicos
para variáveis ambientais onde não se conseguiu estabelecer um parâmetro para 33% de
insatisfeitos. Portanto, para a umidade relativa e a velocidade do ar, a média das observações
foi considerada como parâmetros de conforto.
A seguir, serão apresentados (4.11) os parâmetros de desconforto por calor, propostos de
acordo com as características da amostra pesquisada.
Tabela 4.11 - Parâmetros de desconforto por calor
Temperatura do ar (Tar,°C) 26,9
Temperatura radiante média (Trm,°C) 25,8
Umidade relativa do ar (UR, %) 68
Velocidade do ar (V, m/s) 0,17
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
4.4 ANÁLISE DA APLICABILIDADE DOS ÍNDICES DE CONFORTO TÉRMICO PMV E
PET (°C)
A comparação dos resultados obtidos para o PMV e o PET (°C) mostrou uma forte correlação
linear positiva (r = 0,71291) e significativa (p-valor < 0,0001) entre esses índices, adotando
um nível de significância de 0,05, comum em experimentos na área de engenharia. Tal
correlação permitiu que os parâmetros de conforto térmico encontrados fossem também
utilizados para calcular um novo limite superior para o índice PET (°C).
Com os parâmetros de desconforto por calor estabelecido para cada variável ambiental e os
parâmetros adotados na Etapa 2 para vestimenta e atividade desempenhada, foram calculados
os novos limites superiores de conforto para os índices PMV e PET (°C), utilizando o
software RAYMAN, como mostra a Tabela 4.12. Em seguida, analisou-se a aplicabilidade
desses índices na avaliação do desempenho térmico da Sala de Leitura da BRS.
91
Tabela 4.12 - Novos limites superiores de conforto térmico para os índices PMV e PET (°C)
Dados PMV PET (°C)
Tar (°C) 26,9
Trm (°C) 25,8
UR (%) 68
V(m/s) 0,17
Vestimenta (clo) 0,5
Atividade (W) 70
0,9 26,6
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
Utilizando os limites originais de conforto estabelecidos pelo índice PMV – de (-0,5) a (+0,5)
–, o desempenho térmico da Sala de Leitura resultaria em condições de desconforto por calor
em todo o período medido, com amplitude em relação ao limite superior em cerca de +1,0.
Com o novo limite superior adequado às condições climáticas e culturais da amostra
pesquisada e igual a 0,9, a mesma sala estaria fora da faixa de conforto apenas a partir das
10:00h da manhã durante os dois dias medidos na Etapa 2 (Figuras 4.12 e 4.13). Portanto
apresenta condições de conforto dentro da nova faixa de conforto térmico estabelecida para o
PMV (-0,5 a 0,9) e períodos de desconforto, com valores mais próximos ao limite superior
ajustado, reduzindo a amplitude máxima em cerca de +1,0 para +0,6.
.
Figura 4.12 - Desempenho térmico da BRS (15/06/05) com o limite superior do PMV ajustado
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
8 10 12 14 16 18 20
-3
-2
-1
0
1
2
3
PMV
PMV
Tempo (horas)
Limite superior ajustado
Limites de conforto originais
8 10 12 14 16 18 20
-3
-2
-1
0
1
2
3
PMV
PMV
Tempo (horas)
Limite superior ajustado
Limites de conforto originais
92
Figura 4.13 - Desempenho térmico da BRS (16/06/05) com o limite superior do PMV ajustado
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
Quanto à aplicabilidade do índice de conforto PMV, pôde-se concluir que seu limite superior
de conforto está subestimado para a amostra pesquisada, ou seja, os estudantes que
freqüentam a Sala de Leitura da BRS estão adaptados às condições térmicas locais mais
elevadas do que as previstas por esse índice originalmente.
De maneira semelhante, ao analisar o gráfico horário medido versus PET (°C) (Figura 4.14 e
4.15), pôde-se concluir que, com o limite superior de conforto ajustado para a sensação
térmica equivalente a 26,6°C, durante os dois dias medidos na Etapa 2, a situação de
desconforto por calor se dá, aproximadamente, a partir das 10:30h no primeiro dia e a partir
das 10:0 0h no segundo dia.
Figura 4.14 - Desempenho térmico da BRS (15/06/05) com o limite superior do PET (°C)
8 10 12 14 16 18 20
20
22
24
26
28
30
PET
PET(C)
Tempo (horas)
Limite superior ajustado
Limites de conforto originais
8 10 12 14 16 18 20
20
22
24
26
28
30
PET
PET(C)
Tempo (horas)
Limite superior ajustado
Limites de conforto originais
8 10 12 14 1 6 18 20
-3
-2
-1
0
1
2
3
PM V
PMV
Tempo (horas)
Lim ite s u perio r aju stado
Lim ites d e confo rto orig in ais
8 10 12 14 1 6 18 20
-3
-2
-1
0
1
2
3
PM V
PMV
Tempo (horas)
Lim ite s u perio r aju stado
Lim ites d e confo rto orig in ais
93
ajustado
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
Figura 4.15 - Desempenho térmico da BRS (16/06/05) com o limite superior do PET (°C) ajustado
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
Quanto à aplicabilidade do índice de conforto térmico PET (°C), este também tem seu limite
superior original (24°C) subestimado para a amostra pesquisada. Os valores encontrados para
esse índice estão também mais próximos da faixa de conforto com amplitude máxima
reduzida de 5,0°C para 2,0°C (PET).
Com os novos limites superiores sugeridos para os índices estudados, foi possível também
reavaliar o desempenho térmico de outros cômodos da Biblioteca Raul Seixas do CEFET-BA,
observados na Etapa 1 durante o inverno, os quais possuem situação climática semelhante à
da Sala de Leitura analisada: sem mecanismos artificiais de climatização, ventilação natural
praticamente nula e freqüentados por amostras de uma mesma população, estudantes do
CEFET-BA.
8 10 12 14 16 18 20
20
22
24
26
28
30
PET
PET(C)
Tempo (horas)
Limite superior ajustado
Limites de conforto originais
8 10 12 14 16 18 20
20
22
24
26
28
30
PET
PET(C)
Tempo (horas)
Limite superior ajustado
Limites de conforto originais
94
Tabela 4.13 - Períodos de desconforto por calor, considerando os limites original e ajustado do PET (°C)
Ambiente Ponto Inverno Amplitude Inverno Amplitude
Hall de entrada INT 1 * *
Setor Circulante INT 2 todo período 4 9:00 às 16:00 2
Setor Circulante INT 3 todo período 2 *
Período de desconforto (calor)
Limite superior ajustado (26,6°C)
*todo o período medido dentro da faixa de conforto
Período de desconforto (calor)
Limite superior original (24°C )
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
Analisando os gráficos PET (°C) versus Tempo (h) para os Pontos medidos na Etapa 1 e
considerando 26,6°C o limite superior de conforto mais adequado à amostra pesquisada,
pôde-se concluir que o desempenho térmico dos ambientes estudados nesta etapa apresentou
maiores períodos de conforto do que os previstos na análise inicial, a qual considerava o
limite superior de conforto igual a 24°C (Tabela 4.13).
95
5 CONCLUSÃO
A Qualidade Ambiental Urbana (QAU) é uma aspiração da população citadina que advém de
uma insatisfação relativa à situação presente e de uma demanda saudável por condições de
vida sempre melhores. O conforto ambiental é um aspecto que precisa ser visto como inerente
e integrado à QAU, porque promover a QAU resultará, direta ou indiretamente, em promover
as condições de conforto ambiental na cidade, e vice-versa.
Dentro do conforto ambiental, o conforto térmico é um aspecto específico e importante,
relacionado com a saúde, o bem-estar, a produtividade e o uso racional dos recursos naturais e
energéticos. Portanto produzir cidades de qualidade passa por produzir “cidades apropriadas
ao clima”, e exige a produção de edificações igualmente apropriadas.
A produção de edificações adequadas ao clima, ou seja, bioclimáticas, significa produzir
ambientes térmicos confortáveis na maior parte do tempo, o que implica na escolha de escalas
de conforto térmico adequados à realidade climática e cultural local para balizar as diretrizes
dos projetos.
Neste sentido, esta pesquisa, através de estudos realizados em campo, desenvolveu
procedimentos metodológicos para testar a aplicabilidade dos índices de conforto térmico
PET (°C) e PMV, gerados em países de clima temperado, na avaliação do desempenho de
uma edificação em clima quente-úmido.
De maneira generalizada, os procedimentos metodológicos constituíram-se em comparar
sensações térmicas relatadas (S), através da aplicação de questionários a um grupo de
estudantes, com as respostas obtidas analiticamente através de modelos matemáticos
sugeridos pelos índices de conforto térmico estudados. Ao longo do desenvolvimento desta
pesquisa, alguns fatores destacaram-se como mais importantes, os quais serão abordados a
seguir.
A escala de conforto apresentada pelo índice PET (°C) é de fácil entendimento, revelando a
sensação térmica em °C, e é mais exeqüível para diagnosticar o desempenho térmico de
edificações, porém foi necessário referendar a aplicabilidade deste índice através de
depoimentos de usuários, o que implicou na utilização da escala de conforto apresentada pelo
96
PMV para coletar as sensações térmicas relatadas.
Vale ressaltar que os sete pontos da escala do PMV não traduzem perfeitamente as sensações
térmicas relatadas, sendo este fato evidenciado, principalmente, quando o entrevistado está se
sentindo um pouco desconfortável, o que equivaleria aos limites de conforto sugeridos pelo
PMV (-0,5 ou +0,5), porém estes estão ausentes na escala de coleta de dados. Após esta
constatação, foi adotado um procedimento de tratamento de dados sugerido por Xavier
(1999), segundo o qual, a partir das sensações térmicas relatadas, são consideradas pessoas
insatisfeitas devido ao estresse térmico positivo (calor) aquelas que votaram em muito quente
(+3), quente (+2) e 50% dos votos para levemente quente (+1); e pessoas insatisfeitas devido
ao estresse térmico negativo (frio) as que votaram em muito frio (-3), frio (-2), e 50% dos
votos para levemente frio (-1).
Outro fator importante de ser mencionado são os percentuais reais de insatisfeitos (I) da
amostra pesquisada para os limites de conforto -0,5 e +0,5 (PMV); esses percentuais diferem
do percentual de insatisfeitos (PDD) de 10% sugerido pelo PMV. Para o limite inferior, não
foi possível estabelecer um percentual real de insatisfeitos (I), porque não houve relatos
significativos de desconforto por frio e, para o limite superior, o percentual real de insatisfeito
(I) foi de 33%, bem acima do sugerido pelo índice citado.
Quanto à expressão formulada a partir das variáveis ambientais coletadas e das sensações
térmicas relatadas (S) pelos alunos que freqüentavam a BRS, verificou-se que o modelo
construído explicaria melhor as sensações térmicas relatadas do que os modelos do PMV e
PET (°C), porém não foi possível entender o efeito das variáveis velocidade do ar e umidade
relativa do ar, já que foram consideradas pouco influentes na análise de regressão múltipla.
Esta pouca influência pode ser atribuída às pequenas amplitudes destas variáveis durante o
período medido, o que, de certa forma, restringe a utilização dos resultados desta pesquisa à
avaliação de ambientes semelhantes ao estudado, ou seja, com ventilação natural praticamente
nula e umidade relativa do ar alta com pequena amplitude diária.
Os diferentes percentuais reais de insatisfeitos encontrados para os limites de conforto térmico
sugeridos pelo PMV e o fato de a expressão formulada encontrada representar melhor as
sensações térmicas relatadas comprovaram a necessidade da adequação da escala sugerida
pelo PMV aos locais de clima quente-úmido.
A partir dos parâmetros de conforto encontrados para as variáveis ambientais e
97
posteriormente com a determinação de novos limites superiores de conforto térmico tanto
para o PMV quanto para o PET (°C), pôde-se concluir que estão subestimados, ou seja, os
estudantes que freqüentam a Sala de Leitura da BRS estão adaptados às condições térmicas
locais mais elevadas do que as previstas por estes índices originalmente.
A partir desses limites sugeridos, constatou-se que a BRS apresenta condições de desconforto
térmico durante um período menor do que o previsto a partir dos limites originais do PMV e
PET (°C). Além disso, os valores encontrados para esses índices estão mais próximos das
respectivas faixas de conforto, reduzindo as amplitudes em cerca de +1,0 para +0,6 (PMV) e
de 5,0°C para 2,0°C (PET).
Esta nova avaliação do desempenho térmico da BRS, adequada à realidade local, mostra que
possivelmente intervenções em sua arquitetura, utilizando mecanismos passivos (sem usar
energia convencional), melhorariam o ambiente térmico da mesma, devendo-se recorrer ao
uso de mecanismos artificiais de climatização durante um período menor do dia.
Portanto, a subestimação das temperaturas de conforto em clima quente-úmido contraria os
princípios do desenvolvimento sustentável na edificação, principalmente no que concerne à
eficiência energética, podendo este estudo balizar novas pesquisas de campo, avaliações de
edificações quanto ao seu desempenho térmico e projetos bioclimáticos.
5.1 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Alguns trabalhos podem ser sugeridos para ampliar ou complementar esta pesquisa, tais
como:
• Estudos aplicando os mesmos procedimentos metodológicos desta pesquisa durante o verão
da cidade do Salvador, visando a comparar com os limites de conforto térmico obtidos
durante o inverno;
• Estudos aplicando os procedimentos metodológicos desta pesquisa durante o verão da
cidade do Salvador, escolhendo-se uma amostra com faixa etária e costumes diferentes dos
pesquisados e visando avaliar a aplicabilidade dos índices de conforto térmico PET (°C) e
PMV;
98
• Estudos para testar a aplicabilidade dos índices PET (°C) e PMV em ambientes com
ventilação natural significante.
99
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104
APÊNDICE A – Medições em 11 de fevereiro de 2004
INT 1 - VERÃO
Local: Biblioteca Raul Seixas - CEFET-BA -
(Sala Computadores pav.1)
Hora
Tg
(°C)
Tar
(°C)
UR
(%)
Rad. Global (W/m²) V (m/s)
Trm
(°C)
10:17 29,3 29,8 72 24 0 29,3
11:04 29,7 30,5 69 28 0 29,7
11:34 30 30,7 68 27 0 30,0
12:03 30 30,9 68 20 0 30,0
12:44 30,2 31 67 19 0 30,2
13:07 30,2 31,1 66 15 0 30,2
13:33 30,7 31,4 66 17 0 30,7
14:04 31 31,6 66 18 0 31,0
14:42 31,1 31,8 66 17 0 31,1
15:17 31,2 31,9 65 19 0 31,2
15:39 31,4 32 65 17 0 31,4
16:10 31,3 32 66 15 0 31,3
16:40 31,2 32,1 65 10 0 31,2
17:34 31 31,9 66 9 0 31,0
18:07 30,8 31,8 66 7 0 30,8
18:42 30,8 31,8 67 6 0 30,8
19:12 30,8 31,9 67 7 0 30,8
19:31 30,7 31,8 67 6 0 30,7
20:01 30,7 31,8 67 6 0 30,7
20:33 30,6 31,5 67 6 0 30,6
MEDIÇÕES UTILIZANDO ESTAÇÃO SMETEK-SYSTEM
Data: 11.02.2004
Equipe responsável: Luzia Mota, Telma Cortes, Marlene Socorro, Jeferson
Dantas e Débora Santa Fé
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
105
EXT 1 - VERÃO
Local: Biblioteca Raul Seixas - CEFET-BA -
(FACHADA 75° SO)
Hora
Tg
(°C)
Tar
(°C)
UR
(%)
Rad. Global
(W/m²)
V
(m/s)
Trm
(°C)
10:53 34,6 30,6 73 335 0,5 34,8
11:33 39 31,4 65 658 1,5 40,4
12:17 43,5 33,1 62 852 1,6 45,5
12:37 44,6 34 58 1058 2,1 47,3
13:09 45 34,3 60 1001 1,6 47,1
13:44 48 35,3 57 816 1,9 50,9
14:19 44,6 34,1 60 800 0,8 45,6
14:40 42 33,7 61 809 1,6 43,6
15:08 44,2 34,3 60 689 1 45,4
15:36 36,2 32,5 63 600 0,5 36,4
16:03 38 32,4 65 304 0,8 38,5
16:33 37,5 32,4 64 187 0,5 37,8
17:00 36 31,3 69 189 0,8 36,5
17:30 35,6 31,2 68 107 0,5 35,9
18:04 28,2 29,1 74 2 0,5 28,1
18:35 27,9 28,6 78 0 0,2 27,9
19:00 27,8 28,6 79 0 0,2 27,8
19:26 27,3 28,2 80 0 0,5 27,2
20:00 27,6 28,4 80 0 0,5 27,6
20:30 27,2 28,1 80 0 0,8 27,1
Data: 11.02.2004
Equipe responsável: Luzia Mota, Telma Cortes, Marlene Socorro,
Jeferson Dantas e Débora Santa Fé
MEDIÇÕES UTILIZANDO ESTAÇÃO SMETEK-SYSTEM
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
106
APÊNDICE B – Medições em 12 de fevereiro de 2004
INT 2 - VERÃO
Local: Biblioteca Raul Seixas - CEFET-BA -
(SALA DE PERIÓDICOS PAV. 1)
Data: 12.02.2004
Hora
Tg
(°C)
Tar
(°C)
UR
(%)
Rad. Global
(W/m²)
V
(m/s)
Trm
(°C)
09:36 29,1 30,10 64 14 0 29,1
10:13 29,3 30,3 65 16 0 29,3
10:38 29,2 30,1 65 15 0 29,2
11:14 29,5 30,3 64 17 0 29,5
11:37 29,7 30,5 65 24 0 29,7
12:24 29,5 30,4 65 14 0 29,5
13:09 29,5 30,3 65 19 0 29,5
14:00 29,6 30,4 65 16 0 29,6
14:39 29,7 30,4 62 14 0 29,7
15:39 29,2 30 65 13 0 29,2
16:10 29,4 30,2 65 11 0 29,4
16:44 29,4 30,1 66 9 0 29,4
17:25 28,8 29,6 68 7 0 28,8
18:11 28,3 29,2 71 4 0 28,3
19:03 28,1 28,9 70 4 0 28,1
20:09 27,9 28,8 69 4 0 27,9
20:28 27,9 28,8 69 4 0 27,9
Equipe responsável: Luzia Mota, Telma Cortes, Marlene Socorro, Jeferson Dantas e
Débora Santa Fé
MEDIÇÕES UTILIZANDO ESTAÇÃO SMETEK-SYSTEM
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
107
EXT 2 - VERÃO
Local: Biblioteca Raul Seixas - CEFET-BA - (FACHADA 75°NE)
Data: 12.02.2004
Hora
Tg
(°C)
Tar
(°C)
UR
(%)
Rad. Global
(W/m²)
V
(m/s)
Trm
(°C)
09:26 37,1 30,7 67 903 1,3 38,1
10:04 37,5 30,9 65 545 2,1 39,2
10:34 38,1 30,6 65 1048 1,6 39,5
11:07 39,1 31,5 62 805 3,2 42,0
11:36 38,5 31,9 62 1072 2,7 40,6
12:06 37,6 30,9 64 512 4,6 41,3
12:37 35,5 30,4 68 891 1,6 36,5
13:14 36,5 30,1 67 243 1,3 37,5
13:50 32,6 30,2 66 125 2,9 33,4
14:20 30,4 29,8 64 72 2,9 30,6
14:52 30 29,4 67 93 2,1 30,2
15:24 29,7 29,2 69 59 1,0 29,8
16:00 29,5 29,2 71 63 1,9 29,6
16:33 28,6 28,6 72 35 1,0 28,6
17:10 27,8 28,1 75 28 1,6 27,7
17:40 27,4 27,7 79 22 0,8 27,4
18:25 26,4 27,2 83 0 1,9 26,2
19:06 26,4 27,1 83 0 1,0 26,3
19:33 26,3 27,2 83 0 2,1 26,1
20:06 26,5 27 80 0 2,4 26,4
20:48 27 26 81 0 1,9 27,2
MEDIÇÕES UTILIZANDO ESTAÇÃO SMETEK-SYSTEM
Equipe responsável: Luzia Mota, Telma Cortes, Marlene Socorro,
Jeferson Dantas e Débora Santa Fé
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
108
APÊNDICE C – Medições em 13 de fevereiro de 2004
INT 3 - VERÃO
Local: Biblioteca Raul Seixas - CEFET-BA -
(Setor Circulante - Térreo)
Data: 13.02.2004
Hora
Tg
(°C)
Tar
(°C)
UR
(%)
Rad. Global
(W/m²)
V
(m/s)
Trm
(°C)
10:22 29,0 29,70 63 8 0 29,0
11:10 29 30,2 63 7 0 29,0
12:34 28,8 29,7 61 6 0 28,8
13:19 28,7 29,6 58 6 0 28,7
13:58 28,6 29,6 60 6 0 28,6
14:47 28,6 29,3 62 6 0 28,6
16:27 27,9 28,8 62 5 0 27,9
Equipe responsável: Luzia Mota, Telma Cortes, Marlene Socorro, Jeferson
Dantas e Débora Santa Fé
MEDIÇÕES UTILIZANDO ESTAÇÃO SMETEK-SYSTEM
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
EXT 3 - VERÃO
Data: 13.02.2004
Hora
Tg
(°C)
Tar
(°C)
UR
(%)
Rad. Global
(W/m²)
V
(m/s)
Trm
(°C)
10:31 39,6 31,4 60 938 2,9 42,5
11:18 37,2 31,3 62 979 2,1 38,7
11:48 36,8 30,8 61 1011 2,4 38,5
12:32 36,2 30,6 62 47 3,8 38,8
13:22 35,1 30,5 58 43 2,1 36,3
14:02 30,1 30 60 51 2,0 30,1
14:43 29,8 29,7 64 32 0,5 29,8
15:24 28,8 29 63 21 1,6 28,8
16:08 28,2 28,5 66 17 0,2 28,2
16:38 27,9 28,1 69 16 1,6 27,9
Equipe responsável: Luzia Mota, Telma Cortes, Marlene Socorro,
Jeferson Dantas e Débora Santa Fé
MEDIÇÕES UTILIZANDO ESTAÇÃO SMETEK-SYSTEM
Local: Biblioteca Raul Seixas - CEFET-BA - (FACHADA 15° SE)
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
109
APÊNDICE D - Medições em 20 de julho de 2004
INT 1 - INVERNO
Local: Biblioteca Raul Seixas - CEFET-BA -
(Sala Computadores pav. 1)
Data: 20.07.04
Hora
Tg
(°C)
Tar
(°C)
UR
(%)
Rad. Global
(W/m²)
V
(m/s)
Trm
(°C)
10:35 23,1 23 95 5 0 23,1
11:05 23,4 23,4 91 5 0 23,4
11:35 23,6 23,5 92 4 0 23,6
12:05 24 23,8 90 8 0 24,0
12:35 24,8 24,6 89 6 0 24,8
13:05 25 24,9 86 9 0 25,0
13:35 25,1 25,1 86 6 0 25,1
14:05 25,5 25,3 86 3 0 25,5
14:35 25,4 25,5 85 7 0 25,4
15:05 25,3 26,6 83 7 0 25,3
15:35 25,2 25,7 82 6 0 25,2
16:03 25,1 25,6 78 2 0 25,1
16:28 25,6 25,6 79 2 0 25,6
17:00 25,6 26 80 0 0 25,6
17:40 25,6 26,2 80 0 0 25,6
18:04 25,7 26,2 80 0 0 25,7
18:45 25,7 26,4 80 0 0 25,7
19:21 25,6 26,4 80 0 0 25,6
19:56 25,6 26,4 78 0 0 25,6
20:21 25,6 26,3 78 0 0 25,6
MEDIÇÕES UTILIZANDO ESTAÇÃO SMETEK-SYSTEM
Equipe responsável: Luzia Mota, Telma Cortes, Marlene Socorro, Jeferson
Dantas e Débora Santa Fé
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
110
EXT 1 - INVERNO
Local: Biblioteca Raul Seixas - CEFET-BA - (FACHADA 75° SO)
MEDIÇÕES UTILIZANDO ESTAÇÃO SMETEK-SYSTEM
Hora
Tg
(°C)
Tar
(°C)
UR
(%)
Rad. Global
(W/m²)
V
(m/s)
Trm
(°C)
10:20 23 23,6 85 47 0,2 23,0
10:51 24,3 23,7 83 105 0,24 24,3
11:28 25,3 24,4 82 141 0,3 25,3
11:54 27,2 25 79 206 0,38 27,3
12:24 29 25,6 77 489 1,15 29,5
12:54 29,1 27,1 70 227 0,48 29,2
13:26 24,8 24,9 80 177 0,36 24,8
13:58 25,6 25,1 80 90 0,26 25,6
14:30 27,3 25,9 75 203 0,38 27,4
15:04 27,1 26,3 72 133 0,28 27,1
15:45 25 25,6 75 67 0,2 25,0
16:20 24,1 25 76 35 0,16 24,1
16:55 23,8 24 78 18 0,16 23,8
17:30 22,6 24,2 80 134 0,12 22,6
18:00 22,4 24,1 80 136 0,14 22,4
18:41 22,3 24 80 3 0,14 22,3
19:19 22,4 24,1 80 3 0,16 22,4
19:47 22,1 23,9 80 2 0,18 22,1
20:10 22,1 23,9 80 3 0,12 22,1
Equipe responsável: Luzia Mota, Telma Cortes, Marlene Socorro,
Jeferson Dantas e Débora Santa Fé
Data: 20.07.2004
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
111
APÊNDICE E - Medições em 21 de julho de 2004
INT 2 - INVERNO
Local: Biblioteca Raul Seixas - CEFET-BA -
(Sala de periódicos pav. 1)
Hora
Tg
(°C)
Tar
(°C)
UR
(%)
Rad. Global
(W/m²)
V
(m/s)
Trm
(°C)
09:00 24,6 24,7 77 21 0 24,6
09:30 25 25,6 74 8 0 25,0
10:00 25,5 25,6 72 16 0 25,5
10:34 26,4 26,3 71 11 0 26,4
11:01 25,2 25,9 71 7 0 25,2
11:30 24,8 25,8 74 6 0 24,8
12:05 25,3 26 75 8 0 25,3
12:32 25 25,7 78 4 0 25,0
13:01 24,1 25,2 80 6 0 24,1
13:43 24 25 80 6 0 24,0
14:13 24,6 25,3 80 5 0 24,6
14:40 24,3 25 79 4 0 24,3
15:10 24,5 25,3 76 5 0 24,5
15:40 24,5 25,3 74 1 0 24,5
16:10 24,3 25,3 75 2 0 24,3
16:40 24,4 25,2 73 0 0 24,4
17:10 24,7 23,7 77 0 0 24,7
17:40 24,2 24,1 78 0 0 24,2
18:10 23,6 24,5 80 0 0 23,6
18:43 23,2 24,2 78 0 0 23,2
19:25 23 23,7 78 0 0 23,0
20:00 23 23,9 80 0 0 23,0
20:21 22,6 23,5 80 0 0 22,6
Data: 21.07.04
Equipe responsável: Luzia Mota, Telma Cortes, Marlene Socorro, Jeferson
Dantas e Débora Santa Fé
MEDIÇÕES UTILIZANDO ESTAÇÃO SMETEK-SYSTEM
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
112
EXT 2 - INVERNO
MEDIÇÕES UTILIZANDO ESTAÇÃO SMETEK-SYSTEM
Hora
Tg
(°C)
Tar
(°C)
UR
(%)
Rad. Global
(W/m²)
V
(m/s)
Trm
(°C)
08:38 31,1 26,4 77 93 2 32,2
09:12 35,8 27,5 74 198 2,1 37,9
10:12 33,7 26 77 780 1,9 35,5
10:38 28,9 25,7 79 719 2,9 30,0
11:10 30,6 26,8 74 378 0,8 31,0
11:32 22,7 26,7 88 129 2,1 21,7
12:02 28,9 26,1 83 211 0,8 29,2
12:30 29,4 25,3 94 315 0,5 29,6
13:06 27,7 22,7 100 125 1,9 28,8
14:12 24,6 23,8 100 121 2,1 24,8
14:42 23,4 23 99 106 2,1 23,5
15:20 24,4 24 89 43 0,24 24,4
15:50 24,6 24 86 66 2,1 24,8
16:36 23,3 23,1 89 30 4,3 23,4
17:11 21,3 21,8 100 6 2,1 21,2
17:50 20,9 21,7 100 0 9 20,0
18:20 20,3 21,4 100 0 4,3 19,7
19:10 19,7 20,4 100 2 0,2 19,7
19:45 20,7 22 93 0 0,2 20,7
20:14 19,9 20,9 100 0 2,7 19,6
Data: 21.07.04
Equipe responsável: Luzia Mota, Telma Cortes, Marlene Socorro,
Jeferson Dantas e Débora Santa Fé
Local: Biblioteca Raul Seixas - CEFET-BA - FACHADA 75° NE
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
113
APÊNDICE F – Medições em 22 de julho de 2004
INT 3 - INVERNO
MEDIÇÕES UTILIZANDO ESTAÇÃO SMETEK-SYSTEM
Hora
Tg
(°C)
Tar
(°C)
UR
(%)
Rad. Global
(W/m²)
V
(m/s)
Trm
(°C)
09:00 22,7 23,5 78 1 0 22,7
09:31 22,9 23,7 76 0 0 22,9
09:57 23 23,8 75 1 0 23,0
10:35 23,1 24 75 2 0 23,1
11:06 23,2 24,1 76 0 0 23,2
11:37 23,3 24,2 75 1 0 23,3
12:04 23,8 24,6 74 1 0 23,8
12:35 24 24,9 72 0 0 24,0
13:02 24,1 25 71 0 0 24,1
13:32 23,9 24,9 71 1 0 23,9
13:58 24,1 25,1 70 0 0 24,1
14:38 23,9 24,9 69 1 0 23,9
15:07 23,7 24,7 71 0 0 23,7
15:59 23,2 24,1 70 0 0 23,2
17:06 22,9 23,7 76 0 0 22,9
17:26 22,9 23,8 74 0 0 22,9
18:39 22,9 23,7 71 0 0 22,9
19:09 22,9 23,7 71 0 0 22,9
19:57 22,9 23,8 72 0 0 22,9
20:25 22,9 23,8 69 0 0 22,9
Data: 22.07.04
Equipe responsável: Luzia Mota, Telma Cortes, Marlene Socorro, Jeferson Dantas e
Débora Santa Fé
Local: Biblioteca Raul Seixas - CEFET-BA -
(SETOR CIRCULANTE - TÉRREO)
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
114
EXT 3 - INVERNO
Hora
Tg
(°C)
Tar
(°C)
UR (%)
Rad. Global
(W/m²)
V
(m/s)
Trm
(°C)
08:56 22 22 92 76 0,2 22,0
09:29 23,1 22,8 86 38 0,24 23,1
09:55 23,9 23 89 43 0,5 24,0
10:25 23,7 23,3 85 71 1,6 23,8
11:04 22,9 23,7 86 127 0,32 22,9
11:34 23,3 23,7 87 107 0,37 23,3
12:00 27,3 24,4 87 100 0,7 27,5
12:30 24,8 24,3 80 77 0,7 24,8
13:05 24,3 24,1 83 74 1,5 24,3
13:30 24,4 24 82 37 0,7 24,4
14:00 25,7 24,3 80 47 2,6 26,1
14:32 23,5 25 78 37 0,33 23,4
15:00 20,3 23,3 83 34 0,94 20,0
15:29 20,5 23,5 73 38 0,5 20,3
16:07 20,7 23,7 78 38 1,63 20,1
17:42 17 21,6 89 4 1 16,4
18:40 20,3 17,7 80 7 1,6 27,6
Local: Biblioteca Raul Seixas - CEFET-BA - (FACHADA 15° SE)
Data: 22.07.04
Equipe responsável: Luzia Mota, Telma Cortes, Marlene Socorro, Jeferson
Dantas e Débora Santa Fé
MEDIÇÕES UTILIZANDO ESTAÇÃO SMETEK-SYSTEM
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
115
APÊNDICE G - Medições em 15 de junho de 2005
Hora
Tg
(°C)
Tar
(°C)
UR
(%)
Rad. Global
(W/m²)
V
(m/s)
Trm
(°C)
08:00 18,0 24,9 89 7 0,50 17,6
08:30 18,6 25,3 87 26 0,80 18,0
09:00 18,7 25,6 86 47 1,30 17,6
09:30 20,1 26,4 82 42 0,50 19,7
10:00 20,1 26,4 83 56 0,80 19,5
10:30 20,1 26,7 78 37 1,00 19,3
11:00 20,7 26,8 80 109 1,90 19,3
11:30 19,9 26,7 81 70 1,30 18,8
12:00 20,2 26,9 77 25 1,30 19,2
12:30 20,5 26,8 77 71 1,60 19,3
13:00 19,9 26,6 79 39 1,30 18,9
13:30 20 26,6 80 39 0,20 19,8
14:00 19,5 26,4 77 25 1,00 18,7
14:30 19,4 26,6 81 23 1,30 18,3
15:00 19,5 26,4 83 56 0,50 19,1
15:30 19,3 26,2 85 23 0,80 18,6
16:00 17,1 25,5 90 4 0,80 16,3
16:30 18,2 25,8 87 12 0,20 18,0
17:00 17 25,5 91 0 0,00 17,0
17:30 16,8 25 94 0 1,30 15,5
18:00 16,8 24,8 94 0 0,80 16,0
18:30 17 24,7 94 0 0,80 16,3
19:00 17,3 24,8 96 0 1,60 15,9
19:30 17,1 24,6 95 0 0,80 16,4
20:00 16,9 24,4 100 0 1,00 16,0
MEDIÇÕES UTILIZANDO ESTAÇÃO SMETEK-SYSTEM
Equipe responsável: Luzia Mota, Telma Cortes, Marlene Socorro, Jeferson
Dantas e Débora Santa Fé
Local: Biblioteca Raul Seixas - CEFET-BA - (Sala de Leitura)
EXT 4 - INVERNO
Data:15.06.05
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
116
APÊNDICE H - Medições em 16 de junho de 2005
Hora
Tg
(°C)
Tar
(°C)
UR
(%)
Rad. Global
(W/m²)
V
(m/s)
Trm
(°C)
Top
(°C)
Var
(m/s)
08:00 24,7 26 76 9 0,22 24,7 25,33 0,28
08:30 25,0 26,2 75 6 0,16 25,0 25,59 0,22
09:00 25,1 26,2 75 12 0,14 25,1 25,64 0,20
09:30 25,5 26,7 73 10 0,22 25,5 26,08 0,28
10:00 25,9 27,2 70 9 0,16 25,9 26,54 0,22
10:30 26,2 27,5 68 10 0,14 26,2 26,84 0,20
11:00 26,0 27,4 66 9 0,20 26,0 26,68 0,26
11:30 26,2 27,4 66 9 0,18 26,2 26,79 0,24
12:00 26,5 27,6 65 8 0,14 26,5 27,04 0,20
12:30 26,8 27,8 65 10 0,14 26,8 27,29 0,20
13:00 27,2 28,3 64 10 0,14 27,2 27,74 0,20
13:30 27,2 28,3 63 10 0,16 27,2 27,74 0,22
14:00 27,2 28,3 63 9 0,22 27,2 27,74 0,28
14:30 27,5 28,5 61 9 0,20 27,5 27,99 0,26
15:00 27,6 28,6 63 10 0,14 27,6 28,09 0,20
15:30 27,7 28,7 61 9 0,14 27,7 28,19 0,20
16:00 27,6 28,5 61 8 0,14 27,6 28,04 0,20
16:30 27,5 28,5 61 8 0,14 27,5 27,99 0,20
17:00 27,5 28,5 65 6 0,14 27,5 27,99 0,20
17:30 27,5 28,5 64 6 0,12 27,5 27,99 0,18
18:00 27,4 28,5 64 6 0,22 27,4 27,94 0,28
18:30 27,5 28,6 66 6 0,12 27,5 28,04 0,18
19:00 27,4 28,7 65 5 0,14 27,4 28,04 0,20
19:30 27,3 28,5 66 5 0,18 27,3 27,89 0,24
20:00 27,3 28,5 65 5 0,22 27,3 27,88 0,28
INT 4 - INVERNO
Local: Biblioteca Raul Seixas - CEFET-BA -
(Sala de Leitura)
MEDIÇÕES UTILIZANDO ESTAÇÃO SMETEK-SYSTEM
Equipe responsável: Luzia Mota, Telma Cortes, Marlene Socorro, Jeferson
Dantas e Débora Santa Fé
Data:16.06.05
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
117
Hora
Tg
(°C)
Tar
(°C)
UR
(%)
Rad. Global
(W/m²)
V
(m/s)
Trm
(°C)
08:00 17,8 24,8 83 20 0,8 17,1
08:30 18,7 25,0 86 14 0,5 18,3
09:00 15,8 23,9 90 54 1 14,8
09:30 17,4 25,2 77 41 0,8 16,7
10:00 18,4 25,5 76 31 0,8 17,7
10:30 19,2 25,9 74 34 1,3 18,2
11:00 19,5 26,1 72 35 1 18,7
11:30 19,5 26,1 72 36 1,9 18,0
12:00 19,6 26,2 72 33 0,8 19,0
12:30 19,7 26,1 70 47 0,8 19,1
13:00 19,5 26,2 71 38 1,3 18,5
13:30 19,6 26,2 70 34 0,5 19,2
14:00 19,2 26,0 69 27 1 18,4
14:30 18,7 25,8 71 23 0,2 18,5
15:00 18,5 25,7 73 19 0,2 18,3
15:30 18,5 25,5 72 16 0,8 17,8
16:00 18,2 25,3 72 13 1,3 17,1
16:30 18,1 25,1 78 15 1 17,3
17:00 17,5 24,9 80 0 0,5 17,1
17:30 17,1 24,6 82 0 0 17,1
18:00 16,7 24,5 83 0 0 16,7
18:30 17,2 24,5 83 0 0,8 16,5
19:00 17,1 24,5 84 0 0,2 16,9
19:30 17,1 24,6 83 0 0 17,1
20:00 17,1 24,5 82 0 0,2 16,9
EXT 4 - INVERNO
Local: Biblioteca Raul Seixas - CEFET-BA - (Sala de Leitura)
Equipe responsável: Luzia Mota, Telma Cortes, Marlene Socorro,
Jeferson Dantas e Débora Santa Fé
Data:16.06.05
MEDIÇÕES UTILIZANDO ESTAÇÃO SMETEK-SYSTEM
Fonte: Dados da pesquisa da autora, 2007
118
APÊNDICE I - Modelo de questionário aplicado na etapa 2
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
MESTRADO EM ENGENHARIA AMBIENTAL URBANA / LACAM
QUESTIONÁRIO
Pequisa
: APLICABILIDADE DOS ÍNDICES DE CONFORTO
PET(C°) E PMV NO ESTUDO DO DESEMPENHO TÉRMICO
1- Qual atividade estava realizando meia hora antes de estar aqui?____________________________
Mestranda: Débora Santa Fé
2- Há quanto tempo está aqui?
minutos
Data: _____ /_____/_____ Hora: _____:_____
3- Como está se sentindo agora?
4- Como gostaria de estar se sentindo agora?
Local:
BIBLIOTECA CEFET_BA
Ambiente: __________________
com muito calor bem mais quente
Entrevistador: _________________ Coordenador:______________________ com calor mais quente
com um pouquinho de calor um pouquinho mais quente
DADOS SOBRE O ENTREVISTADO
bem, nem com calor nem com frio nem mais quente, nem mais frio
Sexo (F/M) Idade(anos) com um pouquinho de frio um pouquinho mais frio
Altura (m)
Atividade (W)
com frio
mais frio
Peso (Kg)
Vestimentas (clo)
com muito frio
bem mais frio
Vestimentas (clo)
Sintomas:_______________________________
sapato / tênis bermuda
sandália / chinelo calça de tecido fino
5- Como você se classificaria ?
friorento(a) calorento(a) normal
botina calça jeans
meia soquete calça de moleton
6- Quais notas você daria de 0- 10 a este recinto ?
meia 3/4 até o joelho macacão
meia calça macac. por cima da roupa
a- Que nota daria ao Conforto Térmico (sensação térmica)?
cueca vestido curto sem manga
b- Que nota daria ao
Conforto Acústico
(nível de ruído)?
calcinha vestido curto manga curta
c- Que nota daria ao
Conforto Lumínico
(Iluminação)?
soutien vestido até joelho man. curta
ceroulas vestido comprido man. curta
Observações
camiseta regata vestido comprido man. Longa
camiseta manga curta vestido tipo jardineira
camiseta man longa saia curta de tecido fino
camisão manga curta saia curta de tecido grosso
camisão manga longa
saia longa tecido fino
camisa manga curta saia longa tecido grosso
camisa manga longa colete sem mangas fino
mini blusa colete sem mangas grosso
blusa gola redonda suéter manga longa fino
moleton manga longa jaquetão leve
shorts Jaquetão grosso
Total da combinação
clo
* Consultar tabela E.1 da ISO 7730:1994
BIBLIOGRAFIA
questionário mar 2006
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.
Ergonomics
of the thermal evironment – Assessment of the influence of the thermal
environment using subjective judgement scales, ISO 10551. Genebra,
1995.
XAVIER, Antônio A. de Paula. Condições de conforto térmico para
estudantes de 2° grau na região de Florianópolis. 1999. 209 f.
Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Faculdade de Engenharia
Civil, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.
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