Conforto térmico – parte 3

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6. Geometria Solar

6.1 Radiação solar: um dos mais importantes contribuintes para o ganho térmico em edifícios. O calor por radiação pode ser dividido em 5 partes principais: radiação solar direta, radiação solar difusa, radiação solar refletida pelo solo e pelo entorno, radiação térmica emitida pelo solo aquecido e pelo céu e radiação térmica emitida pelo edifício.

A radiação solar de onda curta que entra por uma abertura no edifício incide nos corpos, que se aquecem e emitem radiação de onda longa. O vidro, sendo praticamente opaco à radiação de onda longa, não permite que o calor encontre passagem para o exterior, superaquecendo o ambiente interno. Este fenômeno é conhecido como efeito estufa e é o maior transformador da radiação solar em calor no interior de uma edificação.

a. Radiação solar direta: é um fator que influencia na temperatura do ar, nas diferentes estações do ano. A resolução adequada da cobertura, do ponto de vista térmico, é fundamental não só para o conforto térmico, mas também para a minimização do consumo de energia.

Para diminuir o grau da radiação solar é preciso seguir exemplos como os que ocorrem na arquitetura vernácula. Conforme figura.

Clima quente e quente úmido: Uma boa solução, então seria reduzir ao mínimo a exposição solar da cobertura, diminuindo, proporcionalmente a transmissão de calor do exterior para o interior.

6.2 Movimentos da Terra

• Rotação: rotação ao redor de um eixo N-S que origina o dia e a noite.
• Translação ao redor do Sol: determina as 4 estações do ano

6.3 Azimute e Altura Solar: determinam a localização do sol na abóboda celeste.

• Azimute (A) é o ângulo que a projeção do sol faz com a direção Norte
• Altura solar (H): é o ângulo que o sol faz com o plano horizontal

 

6.4 Orientação Solar

• De maneira geral, para quem vive no hemisfério sul (ao sul da linha do equador), caso de quase todo o Brasil, pode-se dizer que a orientação norte (quando as janelas são voltadas para o norte) é a que atende de maneira mais satisfatória as principais demandas da maioria dos usuários, a saber: um nível mínimo de insolação diária, Sol quando se precisa de calor (inverno), e sombra quando não se quer calor (verão).
• No inverno, as fachadas voltadas para o norte recebem insolação quase que o dia todo, pois o Sol forma um ângulo pequeno em relação à superfície da Terra em seu percurso. No verão, como o ângulo que o Sol forma com a superfície da Terra em seu percurso é bem maior, a tendência é a de que passe sobre as coberturas do edifícios. Desta forma, um pequeno beiral nas coberturas sobre as fachadas voltadas para o norte já proporcionaria sombra.
• As orientações leste e oeste têm características similares em termos de insolação, embora em momentos diferentes do dia. As fachadas voltadas para o leste recebem Sol pela manhã. Nas fachadas voltadas para o oeste ocorre o contrário, recebem Sol pela tarde. Em geral, ambientes voltados para o oeste tendem a ser mais quentes do que os voltados para leste, apesar de receberem o mesmo número de horas de Sol, porque recebem Sol no período do dia em que a inércia térmica proveniente da noite anterior já foi vencida.

 

• Solstício:

a. De inverno: se o ponto geográfico do observador situar-se em hemisfério oposto ao sol.

b. De verão: se o ponto geográfico do observador situar-se no mesmo hemisfério do sol.

6.5 Diagrama Solar

a. Zênite: interseção da vertical superior do lugar com a esfera celeste.

b. Nadir: interseção inferior da vertical do lugar com a esfera celeste. Ponto diretamente oposto ao zênite.

 

6.6 Máscara de sombra: máscara de sombra representa graficamente, nos diagramas solares, obstáculos que impedem a visão da abóbada celeste por parte de um observador.

6.7 Proteção solar

6.7.1 Traçado de máscara: ferramenta utilizada no projeto de proteções solares.

6.7.2 Brise Soleil: adaptação para o clima quente das ideias de Le Corbusier, que enaltecia a abertura dos edifícios para o exterior, proporcionando-lhes a penetração do ar, da luz e da natureza.

• São uteis principalmente no inverno, quando o sol está baixo no horizonte, penetrando profundamente nas dependências. No verão o sol passa no zênite, tornando-se incômodo apenas no final da tarde.
• O brise-soleil fixo não exige cuidados especiais, pode ser parte integrante da estrutura e portanto é mais econômico.
• É totalmente dispensável na face SUL, parcialmente dispensável na face LESTE e indispensável na NORTE durante o inverno e na OESTE em qualquer estação.

a. Brise horizontal: impede a entrada de raios solares através da abertura a partir do ângulo de altitude solar. Indicados para face norte, com o sol próximo a vertical (sol alto).

b. Brise vertical: impede a entrada de raios solares através da abertura a partir do ângulo de azimute solar. Indicado para fachadas oeste.

c. Brise misto: combina brise horizontal e vertical.

d. Brise móvel: é teoricamente a melhor solução para fachada OESTE, porém com a falta de manutenção transforma-se em inconveniente. É também indicado para fachadas NORTE e NORDESTE.

 6.7.3 Cobogó: Indicado para fachada Norte.

6.7.4 Prateleiras de luz: é aconselhável principalmente para a orientação norte, pois permite sombrear completamente a abertura enquanto favorece a entrada de luz para o interior.