Categorização e Desconforto térmico local

A norma ISO 7730 (2005), em sua última versão, passou a trabalhar com diferentes categorias de ambientes e tipos de espaço, cada qual com seus requisitos de conforto térmico. As categorias de ambientes térmicos devem ser escolhidas uma entre A, B e C (ver tabela 02). E todos os critérios devem ser satisfeitos simultaneamente para cada categoria.

A tabela 2 indica a máxima porcentagem de insatisfeitos de PPD e PD para cada um dos 4 tipos de desconforto local, onde PD é a porcentagem estimada de pessoas insatisfeitas por desconforto térmico local e DR significa draught.

Tabela 2: Categorias de ambientes térmicos. Fonte: ISO 7730(2005).

Categoria

Estado térmico do corpo como

um todo Desconforto local

PPD (%) PMV DR (%) Diferença de temperatura vertical PD* (%) Piso frio ou quente Assimetria radiante A <6 -0,2 <PMV <+0,2 <10 <3 <10 <5 B <10 -0,5 <PMV <+0,5 <20 <5 <10 <5 C <15 -0,7 <PMV <+0,7 <30 <10 <15 <10 *PD: Porcentagem de pessoas insatisfeitas devido ao desconforto térmico local. 2.3.3.1. Desconforto térmico local

A insatisfação também pode ter sua causa na sensação de desconforto térmico devido o resfriamento ou aquecimento indesejado para todo o corpo (PPD) ou para uma parte definida dele (PD), o que chamamos de desconforto térmico local.

Os mais comuns fatores de desconforto local são: a assimetria da temperatura radiante (superfícies frias ou quentes), draught (definido como um resfriamento local do

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corpo causada pelo movimento do ar), a diferença da temperatura vertical do ar, e pisos frios ou quentes.

2.3.3.2. Draught (DR)

Draught é o fluxo de ar que provoca a sensação de desconforto pelo frio em

parte do corpo (correntes de ar). É o desconforto térmico local mais comum. Para calcular a porcentagem de pessoas insatisfeitas devido a esse fenômeno deve-se utilizar a equação:

𝐷𝑅 = (34 − 𝑡_𝑎) (𝑣 − 0,05)0,62 _{(0,37 . 𝑣. 𝑇}

𝑢 + 3,14) (eq.19)

Onde:

DR: porcentagem de insatisfeitos devido ao Draught; 𝑡𝑎: temperatura do ar, (°C);

𝑣: velocidade média do ar, (m/s);

𝑇_𝑢: valor da intensidade da turbulência, (%).

𝑇_𝑢 =𝑆𝑣 .100

𝑣 (eq.20)

Onde:

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Na figura 06 encontra-se o gráfico que indica a velocidade do ar média permissível em função da temperatura do ar e da intensidade de turbulência (ver figura 07).

Figura 6: Velocidade do ar média permissível em função da temperatura do ar e da intensidade da turbulência.

Fonte: ASHRAE 55, 2004.

2.3.3.3. Diferença de temperatura do ar no sentido vertical

A diferença de temperatura do ar no sentido vertical é a diferença de temperaturas entre a cabeça e o tornozelo. Nesse caso, pessoas são mais tolerantes ao desconforto térmico quando a cabeça estiver mais fria.

Além da diferença de temperatura do ar no sentido vertical, o contato com pisos de superfícies frias ou quentes geram outros fatores que levam ao desconforto localizado. Na norma ISO 7730 (2005) são apresentadas tabelas indicando a diferença vertical de temperatura do ar permissível entre a cabeça e os tornozelos segundo as três

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categorias de conforto e o intervalo de temperatura permissível do piso (ver tabelas 03 e 04).

Tabela 3: Diferença vertical de temperatura do ar permissível entre a cabeça e os tornozelos. Fonte: ISO 7730 (2005).

Categoria Diferença vertical de temperatura do ar °C

A <2

B <3

C <4

Nota: Diferença vertical de temperatura do ar a 1,1m e 0,1m do chão.

Tabela 4: Intervalo de temperatura do piso permissível. Fonte: ISO 7730 (2005).

Categoria Intervalo de temperatura superficial do piso °C

A 19 a 29

B 19 a 29

C 17 a 31

2.3.3.4. Assimetria da temperatura radiante

A assimetria da temperatura radiante pode ser devido a janelas frias, superfícies não isoladas, máquinas, etc. (ver figura 07). É basicamente um desconforto causado por superfícies quentes ou frias.

Figura 7: Assimetria da temperatura radiante. Fonte: Grossmann; Silva; Toledo (2011).

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O cálculo para a assimetria da temperatura radiante depende da superfície que está emitindo a radiação e do tipo de energia radiante que é emitida (aquecimento ou resfriamento).

Assim, temos para o cálculo da porcentagem de desconforto segundo a tabela 2 considerando a assimetria da temperatura radiante vinda de diversas fontes:

∆𝑡𝑝𝑟 =Assimetria da temepratura radiante

Para teto quente: 𝑃𝐷 = _{1+exp (2,84−0,174 . ∆𝑡}100

𝑝𝑟)− 5,5 (eq. 21) ∆𝑡𝑝𝑟<23°C

Para paredes frias: 𝑃𝐷 = _{1+exp (6,61−0,345 . ∆𝑡}100

𝑝𝑟) (eq. 22) ∆𝑡_𝑝𝑟<15°C

Para teto frio:

𝑃𝐷 = _{1+exp (9,93−0,50 . ∆𝑡}100

𝑝𝑟) (eq. 23) ∆𝑡𝑝𝑟<15°C

Para parede quente: 𝑃𝐷 = _{1+exp (3,72−0,052 . ∆𝑡}100

𝑝𝑟)− 3,5 (eq. 24) ∆𝑡_𝑝𝑟< 35°C

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Considerando as equações eq. 21, eq. 22, eq. 23 e eq. 24, também consta na norma ISO 7730 (2005) o gráfico do PPD (ver figura 08) para cada diferente fonte (assimétrica) de temperatura radiante. É possível notar nesse gráfico, por exemplo, que no caso em que a temperatura radiante é proveniente de paredes frias ("cool wall"), uma pequena diferença no ∆𝑡_𝑝𝑟 poderá causar uma grande diferença no PPD, enquanto para paredes quentes ("warm wall") é necessário uma variação maior do ∆𝑡𝑝𝑟 para que

haja uma diferença significativa no valor do PPD.

A norma ISO 7730 (2005) dividiu a assimetria da temperatura radiante em três categorias considerando cada diferente fonte que a gera conforme a tabela 05.

Figura 8: PPD devido a cada uma das assimetrias da temperatura radiante. Fonte: ISO 7730, 2005.

Onde:

35 ∆𝑡𝑝𝑟: assimetria da temperatura radiante (°C)

1: Teto quente 2: Parede fria 3: Teto frio

4: Parede quente

Tabela 5: Assimetria da temperatura radiante divido em categorias. Fonte: ISO 7730, 2005.

Categoria Assimetria da temperatura radiante (°C)

Teto aquecido Parede fresca Teto fresco Parede aquecida

A <5 <10 <14 <23

B <5 <10 <14 <23

C <7 <13 <18 <35

É importante ressaltar que pessoas sensíveis ao desconforto local devido ao

draught também o são aos outros fatores, por isso o PPD, o DR (draught) e as

porcentagens restantes de insatisfeitos causados pelos demais tipos de desconforto local não devem ser somados.

2.3.3.5. Condições para o conforto no inverno e no verão

A norma ISO 7730 (2005) apresenta combinações de algumas variáveis ambientais e pessoais para o período de inverno e de verão, representando o conforto térmico para atividade com taxa metabólica de 1,2 met.

Os critérios de projeto especificados na tabela 06 levam em consideração alguns aspectos específicos para cada espaço (neste trabalho serão apresentados apenas os critérios para restaurantes), citados a seguir. Para o ambiente térmico, os critérios para a temperatura operativa são baseados em níveis típicos de atividade, para a roupa de 0,5 clo durante o verão e 1,0 clo durante o inverno.

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O critério para a velocidade média do ar é aplicado para uma intensidade de turbulência de aproximadamente 40% (ventilação mista). Os critérios de projeto são válidos para as condições de ocupação como mostradas na tabela 06, mas também podem ser aplicados a outros tipos de espaços, utilizados de maneira semelhante.

Tabela 6: Critérios de projeto para restaurantes. Fonte: ISO 7730, 2005. Tipo de construção / Espaço Atividade (met) Categoria Temperatura operativa (°C) Máxima velocidade média do ar (m/s)

Verão Inverno Verão Inverno

Restaurante 1,2 A 24,5 ± 1,0 22,0 ± 1,0 0,12 0,10 B 24,5 ± 1,5 22,0 ± 2,0 0,19 0,16 C 24,5 ± 2,5 22,0 ± 3,0 0,24 0,21