Descrição dos protótipos

O desenvolvimento do estudo sobre a eficiência de diferentes tipos de sistemas de sombreamento, mais especificamente de diferentes tipologias de brise-soleil, foi baseado em medições em protótipos localizados no terreno da Faculdade de Engenharia Civil da UNICAMP. Foram construídos seis protótipos para um grupo de pesquisa. Desta forma, foi avaliado o desempenho das diferentes tipologias de brise- soleil em relação a um protótipo de referência (sem proteção), para duas orientações

distintas (norte e oeste27) durante uma semana em períodos próximos aos solstícios e

equinócios28, no decorrer de um ano, sob condições climáticas reais.

Fig. 4.38. Vista geral dos seis protótipos no terreno da FEC (fase de finalização).

O projeto do protótipo foi proposto com base nas dimensões, materiais construtivos e detalhamentos semelhantes aos protótipos desenvolvidos na USP de São Carlos, pois a meta do grupo era coletar dados experimentais em São Carlos e Campinas para efetuar comparações acerca dos diferentes climas das cidades. Dessa forma, ambos os conjuntos em ensaios na UNICAMP e na EESC/USP foram

27 _{As orientações norte e oeste são as mais expostas a radiação solar incidente, dentre as superfícies verticais. A primeira recebe o}

maior número de horas de insolação, e a segunda embora seja simétrica à exposição leste, recebe o sol da tarde quando as temperaturas do ar externo estão mais elevadas do que as registradas nos horários da manhã.

construídos em condições idênticas. Entretanto, optou-se por trabalhar numa universidade o ensaio de coberturas (superfície horizontal), e na outra os ensaios das aberturas com vidro e/ou sistemas de sombreamento (superfície vertical).

Assim, foram realizadas adaptações no projeto dos protótipos visando obter a melhor situação de coleta de dados para o plano vertical que contém os sistemas de abertura em estudo: as dimensões da abertura foram definidas com base em padrões de janela disponíveis no mercado, para permitir futuras comparações; o ganho de calor pela cobertura deveria ser minimizado com a utilização um sistema composto por laje, ático ventilado, e filme de alumínio polido tipo “foil” junto ao caibramento da cobertura de telha fibro-vegetal; e também, todas as faces do protótipo pintadas de branco para aumentar a reflexão da radiação solar. Optou-se por pintar todas as faces do ambiente interno de branco, procurando criar condições semelhantes à maioria das edificações existentes, prevendo a realização de um teste futuro envolvendo medições com diferentes colorações do ambiente interno, registrando possíveis diferenças nas temperaturas e nas condições de luminosidade.

Para facilitar a troca das fachadas em ensaio, o painel equivalente era removível, sendo confeccionado em moldura de madeira, e travado em sua posição com auxílio de pequenos fechos metálicos.

Foram inseridos nas fachadas sistemas para a sustentação de cada elemento de sombreamento em estudo: um requadro para acomodar as nove peças do elemento vazado, barras de metalon para apoiar o brise-soleil horizontal e “mão francesa” para fixar a tipologia vertical. Esses suportes foram distanciados da alvenaria em 5 cm e poucos pontos de apoio, evitando o contato do brise-soleil com a parede para reduzir a transferência de calor por condução e permitir a circulação de ar. Como os ensaios de cada pesquisador se intercalaram durante o ano, os elementos de sombreamento deveriam ser removíveis.

De acordo com o desenvolvimento do trabalho do grupo de pesquisa, foram construídos seis (6) protótipos, sendo um para referência e controle, e os cinco

restantes para ensaio dos elementos construtivos. Foi elaborado um cronograma para organizar as seqüências de medições de cada pesquisador, prevendo uma semana de testes para cada orientação.

Descrição

O protótipo experimental foi construído sobre uma base de radier de concreto desempenado (3,20 x 3,70m), com piso interno em concreto com revestimento em argamassa de cimento desempenada. Possui paredes de tijolos de barro maciço sem revestimento (½ tijolo / 10,0 cm espessura), assentados com argamassa comum de cimento e pintados na cor branca (interna e externamente). Dimensões externas de

2,20 x 2,70 m e internas de 2,00 x 2,50 m, com uma área útil de 5,00 m2_{, pé direito de}

2,40m, e volume interno de 12,00 m3.

Fig. 4.39. Vista de dois protótipos em finalização. Fig. 4.40. Vista dos protótipos finalizados.

Na face superior, uma laje pré-moldada (cerâmica e concreto) também pintada de branco, com ático ventilado por aberturas em trama de tijolos de barro nos oitões das faces leste/oeste. A cobertura é de telha fibrovegetal, pintada externamente de branco, e junto ao caibramento de sustentação, um filme de alumínio polido (isolante térmico tipo “foil”), reduzindo a influência da superfície mais exposta à radiação solar

Fig. 4.41. Cobertura, planta e cortes dos protótipos.

nos resultados das medições. As portas e janelas são de madeira (cedro), e para a superfície transparente foi adotado como referência o vidro incolor de 4mm.

As duas aberturas para análise estão voltadas para as faces norte e oeste (orientações mais problemáticas), com dimensões de 1,20 x 1,00m, e peitoril de 1,10m.

A fachada maior está orientada a Norte/Sul (2,70m) e a menor a Leste/Oeste (2,20 m).

Quando uma das fachadas estava sendo avaliada a outra teve sua abertura

vedada por um painel com resistência térmica equivalente29 à parede de tijolos, estando

ambas totalmente seladas para evitar a interferência da ventilação. Para facilitar o manuseio e troca de vidros e painéis equivalentes, optou-se por colocar o vidro numa moldura de madeira sobre batente, com alças e fechos de travamento, ficando a área

envidraçada efetiva com as dimensões de 0,86 x 1,06 m, e área de 0,91 m2.

As superfícies envidraçadas não possuem aberturas para ventilação, sendo o interior dos protótipos um ambiente fechado. A intenção era de restringir as variáveis envolvidas, pois a ventilação poderia interferir na temperatura interna, trazendo o calor dissipado pelos dispositivos.

Um protótipo foi destinado para referência e controle, estando totalmente exposto à radiação solar, nas mesmas orientações, porém sem os dispositivos de proteção solar.

Nos demais protótipos foram instalados sobre a superfície transparente os seguintes dispositivos de sombreamento: brise-soleil horizontal (madeira e concreto), brise-soleil vertical (madeira e concreto), e elemento vazado (concreto).

Os protótipos estão distanciados de forma que não haja sombreamento das paredes ou sombras de vento, a fim de garantir condições homogêneas de implantação para todos.

Fig. 4.43. Face Norte Fig. 4.44. Face Leste