Necessidade de sombreamento

O estudo dos elementos de proteção solar na fase inicial do projeto pode contribuir para o controle eficaz da quantidade de radiação solar no edifício. Para isso é preciso identificar os limites de temperatura nas quais a incidência solar é indesejável, através da definição de zonas de conforto térmico específicas para cada cidade, que é dada em função da adoção de um índice de conforto adaptativo. Este índice é capaz de representar a adaptação natural das pessoas a diferentes tipos de clima e a variação anual da temperatura de um clima. No entanto, Pereira e de Assis (2010) afirmam que ainda não existe um consenso sobre qual índice usar, uma vez que existem vários modelos desenvolvidos no mundo, mas nenhum modelo desenvolvido para o Brasil.

Pereira e de Assis (2010) discutiram a aplicação de índices adaptativos em diferentes condições climáticas do país, com o objetivo de identificar um modelo que possa servir como critério de escolha de soluções projetuais nas etapas iniciais de projeto. Os autores compararam os modelos desenvolvidos por Humphreys em 1978, Aluciems em 1981, De Dear e Brager em 2002 e Nicol e Humphreys também em 2002, com os índices de conforto térmico definidos para algumas cidades do Brasil. Para Fortaleza, os modelos foram comparados para o ano inteiro, com os limites da zona de conforto térmico definida por Araújo (2001)3. De acordo com Araújo (2001), a zona de conforto para este tipo de clima se encontra dentro dos limites de 25,1ºC a 28,1ºC de temperatura de bulbo seco e de 69% a 92% de umidade relativa. Dentre os modelos analisados, observou-se que a zona de conforto do modelo desenvolvido por Humphreys foi a que apresentou maior aproximação com a zona de conforto definida por Araújo (2001). Contudo, o índice que demonstrou melhor compatibilidade quando utilizado no projeto de dispositivos de proteção solar foi o de Auliciems.

3_{Araujo (2001), na sua pesquisa, encontrou índices de conforto térmico para cidade de Natal. Foram} avaliados 933(novecentos e trinta e três) alunos em escolas de nível médio, técnicas e universidades, realizando atividade sedentária e em salas de aula naturalmente ventiladas. De acordo com a autora, os índices encontrados podem ser expandidos para outras cidades de clima tropical úmido do litoral nordestino.

Araújo (2001) comparou o índice de conforto térmico encontrado na sua pesquisa com outros índices mais utilizados no Brasil, quais sejam: índice de temperatura efetiva, zona de conforto de Olgyay, zona de conforto de Givoni, modelo de Fanger e o índice da temperatura efetiva padrão. Constatou-se, à exceção do índice de temperatura efetiva, a inadequação de todos os índices para o caso estudado.

Pereira e Souza (2008) discutiram uma metodologia para definição de critérios para o uso de dispositivos de proteção solar para as cidades brasileiras, que posteriormente foi incorporada no Regulamento Técnico da Qualidade – RTQ para o Nível de Eficiência Energética de Edificações Residenciais. A pesquisa considerou as seguintes variáveis: latitude local, incidência da radiação solar nas fachadas, uso da edificação, aclimatação da população e área das aberturas, para definir os limites mostrados nas equações abaixo que representam as áreas na carta solar onde a admissão de sol pelas aberturas deve ser eliminada e onde é desejável. As equações abaixo estão relacionadas com edificações de uso comercial ou de serviço público.

- Indesejabilidade da incidência da radiação solar

• Aberturas inferiores a 25% da área do piso: Tar>Tn+2°C e Ig>500 W (eq. 1)

• Aberturas superiores a 25 % da área do piso: Tar>Tn+2°C e Ig>600W (eq. 2)

Onde:

Tar é a temperatura do ar média mensal horária, Tn é a temperatura neutra (ºC)

Ig é a radiação solar global incidente sobre a fachada (W/m2). - Desejabilidade da incidência da radiação solar

Nas duas situações do tamanho das aberturas, não deverá haver qualquer proteção solar quando a temperatura for inferior à temperatura neutra menos 4°C (Tn

- 4ºC).

A metodologia apresentada é estruturada nas seguintes etapas: (1) tratamento dos dados das Normais Climatológicas para a obtenção dos valores horários da temperatura; (2) cálculo da temperatura neutra4mensal; (3) classificação das temperaturas horárias em relação as equações apresentadas anteriormente; (4)

4_{Temperatura neutra é aquela na qual uma população aclimatada, em atividade sedentária, se sente} confortável. Ela fornece variações acima das quais a insolação deve ser bloqueada ou permitida.

transposição da classificação da temperatura obtida para a carta solar; (5) marcação das manchas de radiação solar incidente de 500 e 600W por fachada na carta solar.

As temperaturas horárias (Tj) e a temperatura neutra (Tn) serão calculadas

através das equações abaixo:

Tj= Tmax– (Tmax–Tmin) x Fj(º C) (eq. 3)

onde:

Tj= Valor horário da temperatura do ar (º C);

Tmax= Temperatura média máxima para cada mês (º C); T min= Temperatura média mínima para cada mês (º C); Fj= Coeficiente de ajuste da curva horária de temperatura do ar.

Tn= 0,31Te+ 17,6ºC (eq. 4)

Sendo:

Tn = a temperatura neutra

Te = a temperatura média mensal do ar, em ºC, extraída das Normais Climatológicas ou de arquivos de dados TRY -test reference Year.

Esta avaliação com a marcação das manchas de radiação é importante porque mostra que mesmo que as temperaturas externas não sejam tão elevadas, a incidência de níveis de radiação acima de 500W ou 600W representará para a abertura um excesso de carga térmica, levando consequentemente a um aumento da temperatura do ar interno.

Esta metodologia foi utilizada por Pereira e de Assis (2010) e por Souza et al. (2010) para definir o período do ano onde a incidência da radiação solar é considerada desejável e indesejável.

Outros métodos foram utilizados em diferentes pesquisas para definição do período de necessidade de sombreamento. Leite (2003) e Silva (2007) utilizaram o método proposto por Koenisgsberger et al. em 1977 e Evans em 1991, que sugerem a utilização de diagramas de isopletas de temperatura para identificar o período de calor excessivo a partir da observação variação da temperatura anual e diária. No estudo de Leite, considerou-se a faixa de conforto proposta por Araújo (2001). Já Fernandes (2007), baseou-se no método de Olgyay e Olgyay (1957).