Os solstícios de inverno e de verão também são importantes, porque mostram os extremos do percurso solar (FROTA; SCHIFFER, 2001). A projeção estereográfica apresentada a seguir mostrará a posição e o espectro solar em relação a esses solstícios. Uma projeção estereográfica é uma projeção, em um plano bidimensional, da superfície de uma esfera.
FIGURA 25 – PROJEÇÃO ESTEREOGRÁFICA
FONTE: <http://www.scielo.br/img/revistas/rbef/v40n1//1806-1117-rbef-40-01-e1501-gf03.jpg>.
Acesso em: 20 fev. 2020.
Conseguimos entender, de forma mais clara, o percurso que o sol faz no céu em relação a um ponto fixo na superfície da Terra. Os pontos dos solstícios de verão e de inverno são aqueles em que o sol está nos seus percursos mais extremos, enquanto o espaço entre os dois pontos representa as mudanças pelas quais esse percurso passa. Isso significa que, em todos os dias do ano, o sol faz um percurso ligeiramente diferente, iluminando sempre pontos diversos.
UNIDADE 2 — CONFORTO TÉRMICO
Note que consideramos, para termos de estudo, que o sol está girando em relação a esse ponto fixo, quando, na verdade, é o oposto que está ocorrendo, ou seja, é a Terra, e esse ponto que está girando em torno do Sol.
ATENCAO
A posição e o percurso do sol são muito importantes para nossos projetos, pois interferem diretamente nas quantidades de luz e de calor incidentes em uma edificação. Por isso, é preciso saber o que fazer em cada caso, seja por excesso de luz do sol ou de calor, seja pela falta desse recurso.
Antes de estudarmos essas soluções, no entanto, estudaremos, mais profundamente, o posicionamento solar, e como podemos saber como a luz e o calor chegam até a edificação.
3 CARTA SOLAR
Para ajudar a conhecer a trajetória do Sol, há o que é chamado de carta solar. A carta solar é uma representação gráfica do percurso feito pelo sol nas diferentes épocas do ano e em diferentes horários do dia. Nessa carta, é possível saber onde haverá a incidência de sol a qualquer momento. Cada cidade tem a sua carta solar, já que ela é construída a partir de um dado específico, a latitude da cidade. A partir disso, os ângulos de incidência solar vão sendo alterados. Para nossos estudos, usaremos a carta solar de São Paulo.
TÓPICO 4 — GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO/CARTA SOLAR
FIGURA 26 – CARTA SOLAR - SÃO PAULO
FONTE: O autor
A carta solar mostra dados muito importantes para o projeto de arquitetura, permitindo, ao arquiteto, posicionar, de forma correta, as janelas e, principalmente, as proteções que devem ser usadas contra o excesso de luz solar, como coberturas e brise-soleil. Com uma carta solar, é possível saber a quantidade de raios solares que entra pela abertura na parede (seja uma janela ou seja uma porta), em cada dia do ano e em cada hora do dia.
A leitura da carta solar é simples. O instrumento fornece algumas informações relativas às várias posições possíveis para o Sol, em função do dia e do horário. Através dessas informações, podemos descobrir a “penetração solar”, ou seja, as “manchas” que a luz do sol cria dentro dos ambientes.
UNIDADE 2 — CONFORTO TÉRMICO
Vamos entender como ler essa carta? O exposto a seguir mostrará as primeiras informações que precisamos conhecer. Em vermelho, está marcado o solstício de inverno. É possível ver que esse é o dia com a menor quantidade de luz solar do ano. Em azul, está marcado o solstício de verão, o dia com a maior quantidade de sol no ano.
FIGURA 27 – LEITURA DA CARTA SOLAR
FONTE: O autor
As linhas horizontais, que se localizam entre esses dois extremos, representam os outros dias do ano, ou seja, representam o percurso do sol entre essas duas datas. Isso significa que é possível conhecer o caminho do sol em qualquer data do ano. É possível, inclusive, ver algumas datas nessas linhas. Essas datas indicam as médias, que são as mais utilizadas para nossos estudos.
Nas linhas verticais, estão representadas todas as horas do dia em que o sol está aparente. É possível ver, por exemplo, que, no solstício de inverno, o sol nasce depois das 6h30 e brilha até um pouco depois das 17h, ou seja, os dias são mais curtos, enquanto que, no solstício de verão, o sol nasce, aproximadamente, às 5h30, e se põe após às 18h30, ou seja, os dias mais longos do ano.
Ainda, no círculo que forma a carta solar, também é possível ver as marcações relativas aos ângulos que uma edificação e suas paredes podem ter
TÓPICO 4 — GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO/CARTA SOLAR
em relação ao Norte. Essa, aliás, é uma das informações mais importantes, pois essa localização em relação ao Norte faz uma grande diferença, tanto no projeto arquitetônico, como no projeto de interiores.
Finalmente, na parte que está abaixo do eixo Leste/Oeste, temos as marcações, que vão de 0° até a 90°, e que indicam a altura do sol em determinados horários. A marcação está com 90° de altura, ou seja, o sol está a pino, enquanto a marcação mais próxima do limite da carta solar está em 0°, ou seja, o raio solar está paralelo à superfície da Terra.
Agora que você já sabe tudo o que está indicado na carta solar, vamos começar a entender como utilizá-la, o que você acha? Vamos lá!
A primeira coisa a fazer é escolher um dia e um horário para que possa descobrir a incidência dos raios solares. Vamos adotar o dia 8 de março, às 9h30, como a nossa data de estudo. Como poderá ser visto a seguir, a partir da marcação do dia, que está destacado em amarelo, e do horário, que está destacado em azul, teremos um ponto.
FIGURA 28 – ESCOLHA DA DATA E HORA
UNIDADE 2 — CONFORTO TÉRMICO
A seguir, haverá uma linha verde traçada a partir do ponto central da carta solar, considerando esse ponto que acabou de ser definido. Essa linha verde indica a direção de onde vem o raio solar, na data e dia escolhidos. O nome dessa linha é “Azimute”, que é uma medida angular em relação a um ponto definido, como o Norte. De acordo com o exposto, podemos observar que o Azimute é de 70°.
FIGURA 29 – INDICAÇÃO DA DIREÇÃO DO RAIO SOLAR
FONTE: O autor
Com essas informações, precisamos apenas definir qual a altura desse raio solar. Lembre-se de que a carta solar é uma planificação de um sistema tridimensional. Para descobrir a altura do raio, é preciso utilizar as marcações que estão abaixo do eixo Leste/Oeste e que, na verdade, representam o ângulo de incidência solar, ou seja, a altura do raio de Sol.
TÓPICO 4 — GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO/CARTA SOLAR
FIGURA 30 – INDICAÇÃO DA ALTURA DO RAIO SOLAR
FONTE: O autor
Podemos observar o círculo indicado em vermelho, que mostra a altura do raio solar. Esse raio está com 50° de altura. Entretanto, afinal, o que todas essas informações significam? Vamos entender.
UNIDADE 2 — CONFORTO TÉRMICO
FIGURA 31 – INCIDÊNCIA SOLAR
FONTE: O autor
Agora ficou mais fácil de entender, não é mesmo?! O desenho está representando um raio solar, que incide sobre um ponto. Esse raio está seguindo o que descobrimos com a ajuda da carta solar. Horizontalmente, esse raio está a 70° em relação ao Norte, e a 50° em relação à superfície. Então, essa é a posição do raio no dia 8 de março, às 9h30 da manhã.
Vamos, agora, entender como aplicar esse conhecimento nos nossos projetos de interiores. Esse aprendizado será útil para entender a penetração solar em um cômodo, ou seja, qual a “mancha” que a luz solar deixará no espaço.
Vamos entender como isso funciona usando a mesma data e horário que já vimos.
O que você acha? Vamos começar visualizando uma janela em uma planta baixa.
No exposto, veremos a planta de um cômodo que tem 5,00m de largura e uma janela que tem 2,50m.
TÓPICO 4 — GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO/CARTA SOLAR
FIGURA 32 – PLANTA BAIXA
FONTE: O autor
Na planta, vamos inserir o Azimute do raio solar, ou seja, vamos indicar a posição do raio solar, conforme descobrimos na carta solar, 70° em relação ao Norte.
FIGURA 33 – INDICAÇÃO DO AZIMUTE
FONTE: O autor
UNIDADE 2 — CONFORTO TÉRMICO
Nosso próximo passo é indicar, dentro do cômodo, a área que os raios solares devem atingir no piso.
FIGURA 34 – PENETRAÇÃO SOLAR HORIZONTAL
FONTE: O autor
Agora que já descobrimos como será a mancha solar no sentido horizontal, precisamos utilizar a altura solar, que também foi descoberta na carta solar. Como estamos falando de uma medida vertical, precisamos trabalhar com esse dado em um corte.
FIGURA 35 – CORTE COM INDICAÇÃO DA ALTURA SOLAR
FONTE: O autor
TÓPICO 4 — GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO/CARTA SOLAR
De forma semelhante ao que fizemos com o Azimute, é preciso indicar a penetração da altura do Sol.
FIGURA 36 – CORTE COM A PENETRAÇÃO SOLAR VERTICAL
FONTE: O autor
É preciso, agora, juntar as duas informações que acabamos de levantar, ou seja, a penetração solar em planta e em corte, para conseguir entender a mancha que a luz do sol faz no ambiente. A incidência solar é o cruzamento dessas informações. A seguir, a incidência solar será indicada em amarelo.
FIGURA 37 – INCIDÊNCIA SOLAR
UNIDADE 2 — CONFORTO TÉRMICO
O exposto, então, junta as informações que obtivemos com a ajuda da carta solar. Podemos, então, ver, em destaque, a marcação da incidência solar no piso.
Para quê você, como designer de interiores, precisa dessa informação?
Exatamente! Como você sabe, a luz do sol pode “queimar” ou desbotar os materiais, além de causar ressecamento e deterioração do mobiliário. É importante que você saiba da penetração solar, em um cômodo, para conseguir resolver esse problema, evitando a colocação de mobiliário nesse espaço ou escolhendo peças que não tenham esse tipo de problema. Além disso, caso seja necessário que uma peça seja colocada nesse lugar, esse tipo de informação lhe ajuda a pensar em algum tipo de proteção, como toldos, cortinas etc.
Como você percebeu, a edificação com a qual trabalhamos está em uma posição perpendicular ao Norte, o que facilita esse entendimento. Sabemos que a fachada Norte terá insolação, praticamente, o dia todo, enquanto a fachada Leste pegará o sol da manhã e, a fachada Oeste, pegará o sol da tarde. Já a fachada Sul pegará muito pouco sol, em horários restritos.
Estudaremos uma outra orientação solar para que esse conceito fique mais claro e para que você consiga tomar as decisões corretas nos seus projetos. O exposto a seguir mostrará uma edificação com uma posição inclinada em relação ao Norte. Poderemos saber em quais dias e horários teremos a incidência de sol na fachada (e nas portas e janelas que estiverem aqui).
No solstício de inverno, no dia 22 de junho, por exemplo, essa fachada terá insolação do nascer do sol até, aproximadamente, às 13h30. Já no dia 21 de março (que tem a mesma insolação do dia 24 de setembro), haverá insolação do nascer do sol até um pouco antes das 13h.
TÓPICO 4 — GEOMETRIA DA INSOLAÇÃO/CARTA SOLAR
FIGURA 38 – HORÁRIOS DE INCIDÊNCIA SOLAR EM UMA FACHADA
FONTE: O autor
Conseguimos ver a posição da edificação em relação ao Norte. Com a sobreposição da carta solar em uma das fachadas, é possível notar, em azul, as horas de sol que incidirão sobre essa fachada. No caso, por exemplo, no verão, o sol atingirá essa fachada desde o nascer até, aproximadamente, o meio-dia. No período do inverno, o sol atingirá a fachada até, aproximadamente, às 13h30.
Para verificar o que acontece nas outras fachadas, é preciso que a carta solar seja transferida para cada uma, fazendo um estudo mais completo da insolação.
RESUMO DO TÓPICO 4
Neste tópico, você aprendeu que:
• Existe uma geometria da insolação.
• Podemos conhecer o percurso do sol pelo céu.
• Temos uma carta solar.
• É possível descobrir a incidência solar.
• Temos como entender a penetração solar através das aberturas da edificação.
• É possível calcular a penetração solar através das aberturas da edificação.
1 No Hemisfério Sul, qual das faces de uma edificação tem baixa incidência solar?
a) Norte.
b) Sul.
c) Leste.
d) Oeste.
e) Todas as faces têm alta insolação.
2 Quais são os dias que indicam os extremos do percurso que o sol percorre, ou seja, a posição mais alta ou mais baixa em relação ao plano terrestre?
a) Equinócios.
b) Réveillon.
c) Solstícios.
d) Natal.
e) Invernada.
AUTOATIVIDADE
UNIDADE 2
1 INTRODUÇÃO
A ventilação proporciona a troca de ar dentro do ambiente. Essa troca ajuda na dissipação do calor, além de colaborar para diminuir a concentração de vapores, fumaça e poluentes. Podemos perceber a importância dessa ferramenta nos nossos projetos, não é?!
2 VENTILAÇÃO
A ventilação pode ser entendida como o processo no qual o ar, dentro de um local fechado ou em uma área fechada, é substituído por ar limpo. Esse processo tem uma grande série de usos e de benefícios. A ventilação faz a limpeza do ar, eliminando gases ou partículas que podem fazer mal aos usuários, e ajuda, de forma simples e natural, no controle da temperatura e da umidade nos ambientes. Podemos classificar a ventilação em ventilação natural, quando é feita pela própria força do vento, e ventilação forçada, quando é feito o uso de aparelhos para a circulação do ar.
Uma boa ventilação, muitas vezes, depende de um bom projeto de arquitetura. Uma das formas mais eficientes de ventilação natural é chamada de ventilação cruzada, e depende da localização das janelas na edificação. De acordo com Frota e Schiffer (2001, p. 124), “as aberturas para ventilação deverão estar dimensionadas e posicionadas para proporcionar um fluxo de ar adequado ao recinto”.
FIGURA 39 – VENTILAÇÃO CRUZADA
TÓPICO 5 —
VENTILAÇÃO/CONVECÇÃO
UNIDADE 2 — CONFORTO TÉRMICO
É possível entender como esse processo funciona, com o vento entrando pelas janelas de uma das laterais da edificação e saindo pelas outras. Esse processo é mais complicado quando falamos em apartamentos que, muitas vezes, possuem todas as janelas em apenas uma lateral. Como o vento não possui um caminho de saída ou um percurso, muitas vezes, ele fica, até mesmo, impedido de entrar, ou seja, mesmo que o dia esteja com muita brisa, quase não entrará vento no imóvel. Portanto, além da disposição das janelas, é preciso um estudo detalhado da direção dos ventos, para orientar sua colocação em posições que permitam a circulação.
A ventilação natural também acontece em edificações com mais de um andar, desde que a escada ou a circulação vertical esteja aberta, permitindo que o vento siga seu percurso.
Os tipos de janela usados também colaboram com a ventilação, isto é, janelas que têm uma abertura total permitem a passagem de uma quantidade maior de ar e de vento, consequentemente.
Contudo, em nossos projetos de interiores, o que podemos fazer para colaborar com essa ventilação cruzada? Podemos, por exemplo, evitar a colocação de bloqueios, como móveis altos ou paredes, que dividem os ambientes no percurso que o vento faz, naturalmente, por esses espaços. Também devemos evitar a colocação de peças de decoração que possam ser derrubadas no percurso.
Observe que o uso de divisórias com elementos vasados, ou cobogós, também permite a passagem do vento e da luz pelos ambientes, dando uma maior amplidão visual ao espaço.
FIGURA 40 – DIVISÓRIA COM ELEMENTOS VAZADOS
FONTE: <https://bit.ly/3ipxBzq>. Acesso em: 29 jan. 2020.