4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.3 ANÁLISE DE INTERVENÇÃO DE CRITÉRIOS PESSOAIS E AMBIENTAIS
4.3.1 Vestimenta
O isolamento térmico da vestimenta representa a resistência térmica à troca de calor sensível apresentada por uma vestimenta, expressa em unidades de clo ou resistência térmica (m².K/W). Está relacionada com a transferência de calor do corpo como um todo e, portanto, inclui as partes não cobertas como as mãos e a cabeça (NBR 16401-2, 2017).
De acordo com a norma NBR 16401-2, foram determinados os níveis de isolamento da vestimenta dos pesquisados, na Tabela 7 apresenta os valores médios, mínimos e máximos para cada período de pesquisa.
Tabela 7 Valores médio, máximo e mínimo de isolamento de vestimenta por período de pesquisa.
Período Valor médio (clo) Valor máximo (clo) Valor mínimo (clo)
Quente 0,63 0,82 0,53
Frio 0,95 1,14 0,8
Fonte: da autora
. A Figura 25 apresenta a frequência de ocorrência dos níveis de isolamento da vestimenta pelos indivíduos entrevistados classificados por período da pesquisa.
Figura 25 Isolamento da vestimenta no período quente e no frio.
Fonte: da autora
Para o período de calor, quando houve 100% de aceitabilidade ao ambiente térmico, 71% dos investigados vestiam roupas equivalentes o intervalo de 0,5 clo e 0,65 clo, sendo que destes pesquisados, 59% indicaram estar neutros no voto de sensação térmica. Neste período nenhum indivíduo apresentava nível de vestimenta acima de 0,82 clo.
As Figuras 26 e 27 está a distribuição dos votos de aceitabilidade no ambiente térmico analisado relacionados com as temperaturas externas predominantes para cada dia de estudo e as temperaturas do ar interna. No período de calor (Figura 21) onde tiveram 4% dos indivíduos que consideraram o ambiente térmico inaceitável nota-se que estes apresentaram índices de isolamento da vestimenta entre 0,5<clo<0,8 em temperaturas de 22 a 23ºC. Outros 14% dos entrevistados usavam roupas com níveis de isolamento entre 0,8<clo<0,95 em uma temperatura externa predominante de 20ºC e temperatura do ar interna entre 23 a 25ºC. Ou seja, um alto índice de vestimenta para um período de calor, porém estes consideraram o ambiente termicamente aceitável.
No período de frio (Figura 27) da pesquisa observa-se uma grande parcela dos indivíduos que considera o ambiente termicamente aceitável, mesmo que o ambiente não atenda aos intervalos de aceitabilidade estabelecidos pela NBR 16401-2. Neste período da pesquisa, aproximadamente 61% dos indivíduos pesquisados estão nesta situação. O alto índice de isolamento da vestimenta pode justificar isso, já que 53% de todas as pessoas que consideram o ambiente termicamente aceitável apresentaram índice de isolamento da vestimenta entre 0,8<clo<0,95, e outros 47% vestiam-se com isolamento entre 0,95<clo<1,15. Por outro lado, os 7% dos pesquisados que consideraram o ambiente termicamente inaceitável apresentavam
níveis de vestimenta entre 0,8<clo<1,15, isto é, níveis de isolamento de vestimenta altos para as temperaturas registradas nos períodos da pesquisa explicando os votos de não-aceitabilidade.
Figura 26 Votos de aceitabilidade ao ambiente térmico classificados por isolamento da vestimenta no período quente da pesquisa.
Figura 27 Votos de aceitabilidade ao ambiente térmico classificados por isolamento da vestimenta no período frio da pesquisa.
A Figura 28 mostra os votos de sensação térmica relacionados com o isolamento da vestimenta dos indivíduos nos períodos pesquisados sendo de calor e frio. Notou-se que 37% dos pesquisados que votaram na sensação térmica como neutros apresentavam níveis de isolamento de vestimenta entre 0,8<clo<0,95. Observa-
valores baixos e outro voto no período quente onde o indivíduo estava sentindo com calor e usava níveis de vestimenta com valores elevados.
Figura 28 Votos de sensação térmica classificados por nível de isolamento da vestimenta nos períodos de calor e frio da pesquisa.
Fonte: da autora
De acordo com as Figuras 26 e 27 podemos perceber a grande influência da temperatura predominante externa em relação ao isolamento da vestimenta dos indivíduos. Isto deve-se a memória do clima dos dias anteriores na escolha da vestimenta. Sendo assim conclui-se a sobreposição dos fatores que influenciam nas sensações humanas dificultando o tratamento de forma isolada da intervenção dos parâmetros pessoais e ambientais na sensação térmica (PIRES, 2015).
4.3.2 Umidade relativa
A umidade relativa média externa foi de 86,40% para todos os dias pesquisados, sendo uma média de 91,42% para o período quente e 91,38% para o período de frio. A umidade relativa média interna dos dias pesquisados foi de 71,06%, sendo a média do período quente de 76,12% e no período frio de 66,00%. Essas médias foram calculadas a partir dos valores de
umidade relativa externa e interna obtidos pela Estação Meteorológica da Planta Piloto Bioclimática. A umidade relativa pode ter grande influência nos votos de sensação térmica e isto pode ser observado na Figura 24 com os votos de sensação térmica classificados por faixa de umidade nos períodos de calor e frio da pesquisa. Observa-se uma alta umidade relativa entre 75<UR<85 no período de calor.
A Figura 29 estão os votos de sensação térmica classificados por faixa de umidade nos períodos de calor e frio da pesquisa. Nota-se que faixas de umidade relativa menores encontram-se no período de frio, entre 55 a 65 %, e umidade relativa com valores mais elevados no período quente, entre 75 a 85 %.
Figura 29 Votos de sensação térmica classificados por faixa de umidade nos períodos de calor e frio da pesquisa.
Fonte: da autora
A Figura 30 apresenta a distribuição de votos de aceitabilidade dos dois períodos classificados por intervalo de umidade relativa interna. Nota-se dos 17 votos de aceitabilidade fora dos limites norma 53% são de intervalos de umidade relativa entre 55%<UR<65%, 35% entre 47%<UR<75% e nenhum voto acima de 75% de umidade relativa interna. Os 49 votos dentro dos 90% de aceitabilidade da norma, tem em sua grande maioria intervalos de umidade entre 75%<UR<85%, com temperaturas internas acima de 20ºC.
Figura 30 Votos de aceitabilidade ao ambiente térmico classificados por intervalo de umidade relativa interna no período quente e frio da pesquisa.
A Figura 31 mostra os votos de não aceitabilidade ao ambiente térmico classificados por intervalos de umidade relativa interna. Nota-se que o voto de não aceitabilidade em azul está fora dos limites de aceitabilidade da norma e apresenta valores de umidade relativamente baixos entre 55%<UR<65%, e os votos em vermelho, tanto para temperaturas interna de aproximadamente 18ºC ou 22ºC, com intervalos de umidades entre 65%<UR<75%.
A umidade relativa do ar tem relação com a temperatura do ar. Nota-se que, com visto anteriormente, a temperatura do ar tem grande influência nos votos de sensação térmica, consequentemente a umidade relativa do ar também interferirá na sensação térmica dos ocupantes. Visto que este parâmetro é o principal índice de conforto térmico pelo método adaptativo conforme as normas ASHRAE Standard 55 (2013) e EN 15251 (2007) (PIRES, 2015).
Figura 31 Votos de não aceitabilidade ao ambiente térmico classificados por intervalo de umidade relativa interna no período quente e frio da pesquisa.
4.3.3 Temperatura neutra
A temperatura de neutralidade térmica é definida como a média entre as temperaturas do ar sob as quais a maioria das pessoas não sente nem calor nem frio. Ou seja, relaciona-se a um valor exato de temperatura interna, correspondente aos votos médios de sensação térmica equivalente a neutro e que a neutralidade é obtida igualando a equação linear a zero (y=0) (DE DEAR et al 1997 e PIRES, 2015). A regressão linear foi realizada utilizando os votos médios de sensação térmica e as temperaturas do ar interna registradas mostrada na Figura 32. Para definir a temperatura neutra foi igualado a equação encontrada a zero, ou seja, VST (Votos médios de sensação térmica) igual a zero, mostrada na Tabela 8.
Figura 32 Distribuição dos votos médios de sensação térmica em relação a temperatura do ar interna com a linha de temperatura neutra.
Fonte: da autora
Tabela 8 Temperatura neutra em relação a temperatura do ar interna.
Temperatura neutra
21,55 ºC
Equação da temp. neutra VST= 0,0797*Tar 1,714 Fonte: da autora
Os períodos quente e frio da pesquisa apresentam um características climáticas específicas, relacionando a temperatura externa e a interna. Visto isso viu-se necessário determinar a temperatura neutra para cada período.
A Figura 33 está a regressão linear com a distribuição dos votos médios de sensação térmica em relação a temperatura do ar interna no período de frio e na Tabela 9 mostra-se a temperatura neutra em relação a temperatura do ar interna.
Figura 33 Distribuição dos votos médios de sensação térmica em relação a temperatura do ar interna com a linha de temperatura neutra no período de frio.
Fonte: da autora
Tabela 9 Temperatura neutra em relação a temperatura do ar interna no período de frio.
Temperatura neutra
18,68 ºC
Equação da temp. neutra VST= 0,2803*Tar 5,238 Fonte: da autora
A Figura 34 mostra a regressão linear com a distribuição dos votos médios de sensação térmica em relação a temperatura interna do ar no período quente. Na Tabela 10 está apresentado a equação da temperatura neutra, e igualando a equação a zero, encontrou-se a temperatura neutra.
Figura 34 Distribuição dos votos médios de sensação térmica em relação a temperatura do ar interna com a linha de temperatura neutra no período quente.
Fonte: da autora
Tabela 10 Temperatura neutra em relação a temperatura do ar interna no período quente.
Temperatura neutra
24,69 ºC
Equação da temp. neutra VST= -0,0669*Tar + 1,6518 Fonte: da autora
Observa-se que a regressão linear não representa o melhor ajuste entre pontos medidos e curva teórica para este tipo de análise que envolve inúmeras variáveis, como diferentes personalidades e cultura dos pesquisados. É possível concluir que a quantidade de dados teve uma maior influência neste modelo de análise.
4.3.4 Temperatura externa
Outra variável de grande importância para a análise do conforto térmico é a temperatura externa, pois essa tem grande influência na temperatura de interna de conforto. A fim de encontrar a temperatura interna de conforto, foram realizadas duas regressões lineares entre os votos de sensação térmica e a temperatura exterior predominante. Na Figura 35 mostra a regressão linear entre a temperatura interna de conforto (temperatura interna média) e a temperatura externa predominante a partir dos votos de sensação térmica médios resultantes em neutro.
Figura 35 Linha de regressão linear dos votos médios neutros em função da temperatura externa predominante e a temperatura do ar interna.
Fonte: da autora
Esta relação demonstrou um coeficiente de determinação R²= 0,8714 e a Equação 14 mostra a equação de conforto em relação a temperatura externa (Te).
(14) A Figura 36 mostra mesma regressão linear a partir dos votos de sensação térmica
apresentou um coeficiente de determinação R²= 0,7739 e uma equação de conforto indicada na equação 15.
Figura 36
Fonte: da autora
A Figura 37 apresenta as linhas de temperatura de conforto em função da temperatura exterior predominante e a temperatura interna do ar. A Figura 37 apresenta as linhas de conforto a partir das duas abordagens: relações estabelecidas a partir dos votos de sensação térmica Figura 36 também mostra as linhas de temperatura de conforto, das Equações 4 e 7 do referencial teórico das normas ASHRAE Standard 55 (2013) e a EN 15251 (2007).
Figura 37 Linhas de temperatura de conforto em função da temperatura do ar interna e temperatura exterior predominante para o presente estudo e pelas normas ASHRAE e EN 15251.
Fonte: da autora
Nota-se os votos deste trabalho originaram linhas de conforto térmico mais íngremes, diferenciando das equações de conforto térmico das normas já apresentadas. Isto deve-se a grande amplitude térmica sazonal da cidade de Araranguá como também cidades vizinhas do estado de Santa Catarina, apresentando verões quentes e invernos frios, fazendo com que os indivíduos apresentem uma maior adaptabilidade ao ambiente térmico. Nesta pesquisa os indivíduos estavam em conforto (sensação térmica neutra) em uma faixa de temperatura entre
correspondente ficou entre 14,2ºC a 22,5ºC. Enquanto para a norma americana ASHRAE Standard 55 (2013), as mesmas condições indicariam um intervalo de temperatura de conforto entre 22,7ºC e 26ºC.
5 CONCLUSÃO
Este trabalho teve como objetivo analisar a comportamento do modelo adaptativo de conforto térmico da planta piloto bioclimática localizada no Centro de Ciências, Tecnologia e Saúde da Universidade Federal de Santa Catarina em Araranguá-SC. Foram realizados análises da percepção do ambiente térmico aplicando o questionário desenvolvido pelo LabEEE que resultaram um total de 77 votos relacionados a variáveis ambientais e humanas no período quente e frio.
O ambiente térmico interno da edificação estudada foi avaliado como aceitável pela grande maioria dos usuários, tendo 95% de aceitabilidade e 5% não aceitabilidade. É importante observar que 61% dos votos dos entrevistados que consideraram o ambiente térmico aceitável estavam fora dos limites das normas, sendo esses no período frio. A análise dos níveis de isolamento da vestimenta mostrou que estas pessoas apresentavam valores superiores a aplicabilidade do modelo na NBR 16401-2 (2017) de 1 clo, pois 50% das pessoas no período frio apresentaram índices entre 0,95 clo à 1,15 clo. No período de calor 4% dos pesquisados consideram o ambiente térmico inaceitável sendo que 40% dos usuários neste período apresentaram índices de isolamento entre 0,8 clo à 0,95 clo.
Sobre a sensação e preferência térmica 47% das pessoas avaliaram o ambiente térmico neutro e gostaria de manter as condições térmicas presenciadas durante os estudos de campo. Observou-se grande influência da temperatura do ar interna e externa, como também da umidade relativa do ar. Na análise de isolamento da vestimenta notou-se uma influência nos votos de sensação térmica, pois foi observa
Na análise da temperatura neutra a partir das temperaturas do ar interna verificou-se que existe relação com as temperaturas externas por se tratar de um ambiente naturalmente ventilado. Analisando a regressão linear observou-se a dificuldade no ajuste da melhor reta, por se tratar de uma edificação com indivíduos com culturas diferentes, causando votos de sensação térmica distintos, e pela pouca quantidade de votos obtidas. Sendo assim, percebe-se a grande dificuldade na análise de conforto térmico pelo método adaptativo na Planta Piloto Bioclimática, sendo mais indicado um estudo mais complexo na análise do clima e cultura de cada usuário da edificação.
5.1 LIMITAÇÕES DO TRABALHO
As principais limitações encontradas neste trabalho foi a pequena quantidade de votos por conta dos poucos dias de aplicação do questionário. Isto influenciou na análise dos votos, tendo maior influência na temperatura neutra devido a regressão linear. Outra limitação foi nos períodos considerados quente e frio, pois as aplicações dos questionários foram iniciadas
não foram registradas temperaturas tão baixas como nos anos anteriores, não foi possível a realização do experimento no período com temperaturas mais baixas. Isto é, não teve grande variação de temperaturas entre os períodos considerados neste trabalho.
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ANEXO A Questionário de avaliação 1ª ETAPA
Data: Hora:
1. Dados pessoais:
Sexo: Feminino Masculino Idade: Peso: Altura: 2. Qual tipo de atividade você exerce neste ambiente, por quanto tempo diário?
3. Qual roupa está usando agora? Utilize a relação abaixo, assinalando cada item de roupa que compõe sua vestimenta:
Camisa de manga curta Vestido longo Meia calça Camisa de manga longa Vestido curto Meias esportivas
Blusa moleton Bermuda Meia de lã
Jaqueta/ suéter fino Calça moleton Botas
Jaqueta/suéter grosso Calça jeans Tênis/Sapato
Saia Calça social Sapatilhas/ sapato
aberto
4. Indique o local aproximado no qual você geralmente trabalha:
5. Você utiliza algum tipo de controle ou ajuste do conforto térmico deste ambiente no seu dia a dia?
Sim Não
Se sim qual?
2ª ETAPA:
6. Qual é a sensação térmica neste momento? (Assinale a alternativa mais apropriada) Voto 1 Voto
2 Voto 3 Voto 4 Voto 5 Voto 6 Voto 7 Com muito calor
Com calor
Levemente com calor Neutro
Levemente com frio Com frio
Com muito frio
7. Como você gostaria de estar se sentindo neste momento? (Assinale a alternativa mais apropriada)
Voto 1 Voto
2 Voto 3 Voto 4 Voto 5 Voto 6 Voto 7 Com muito calor
Com calor
Levemente com calor Neutro
Levemente com frio Com frio
Com muito frio
8. Para você, este ambiente térmico é: Voto 1 Voto 2 Voto 3 Voto 4 Voto 5 Voto 6 Voto 7 Aceitável Inaceitável
9. Como está sua transpiração neste momento? Voto 1 Voto
2 Voto 3 Voto 4 Voto 5 Voto 6 Voto 7 Não está suando
Suando pouco
Suando moderadamente Suando muito
10. A situação exposta na questão anterior lhe causa desconforto ou incômodo? Voto 1 Voto 2 Voto 3 Voto 4 Voto 5 Voto 6 Voto 7
Sim Não
11. Como você se sente com relação ao movimento do ar neste momento? Voto 1 Voto 2 Voto 3 Voto 4 Voto 5 Voto 6 Voto 7 In sa ti sf at ór i o Pouco movimento de ar Muito movimento de ar