SEMCAC
Seminário de Conforto no Ambiente Construído e Mudanças Climáticas:Clima urbano na dinâmica das cidades PALMAS | 02 de junho de 2017
ANÁLISE DAS CONDIÇÕES DE CONFORTO TÉRMICO DO REFEITÓRIO DO CENTRO UNIVERSITÁRIO LUTERANO DE PALMAS-TO
MACENA, T.F.S1 ; OLIVEIRA, A.O.1; T FREITAS, T.P.F2
(1) Graduandas em Arquiteta e Urbanismo do Centro Universitário Luterano de Palmas, thaissa_macena@hotmail.com, annandaomi@gmail.com.
(2) Professor do curso de Arquitetura e Urbanismo do Centro Universitário Luterano de Palmas (CEULP/Ulbra), thyagophellip@ceulp.edu.br
RESUMO
O conforto térmico é condição essencial para a saúde, segurança e produtividade dos trabalhadores. Neste estudo, avaliaram-se as condições de conforto térmico do refeitório do Centro Universitário Luterano de Palmas (CEULP). Para isso, mensurou-se o Índice de Bulbo Úmido Termômetro de Globo (IBUTG) para avaliação da sobrecarga térmica. Além disso, foi aplicado um questionário com o intuito de identificar as variáveis subjetivas apontadas pelos usuários. Como resultados, o cálculo do PMV e PPD foi intermediado pelas análises dos resultados, sendo constatadas significativas variações entre ambos os índices, justificadas principalmente pelas diferenças de idade e vestimenta, e pela ausência de aberturas efetivas suficientes para melhor circulação do ar no ambiente. Com isso, sugere-se que seja implantado um sistema de ventilação central, climatização e proteção solar no ambiente, para contribuição do conforto dos alunos e trabalhadores que utilizam deste espaço. Entende-se que a divulgação destes resultados deverá contribuir para fomentar ações de mudanças arquitetônicas no ambiente.
Palavras-chave: Conforto térmico, PMV, PPD, CEULP.
ABSTRACT
Thermal comfort is an essential condition for the health, safety and productivity of workers. In this study, the thermal comfort conditions of the Luterano de Palmas University Center (CEULP) were evaluated. For this, the Globe Thermometer Globe Index (IBUTG) was measured to evaluate the thermal overload. In addition, a questionnaire was applied in order to identify the subjective variables pointed out by users. As a result, the PMV and PPD calculation was intermediated by the analysis of the results. Significant variations
1. INTRODUÇÃO
O conforto térmico pode ser definido como a sensação de bem-estar experimentada por uma pessoa. Pode ser influenciado por fatores físicos, que originam as trocas de calor do corpo; fatores fisiológicos, que referem-se as alterações na resposta fisiológica do organismo, resultantes da exposição contínua a determinada condição térmica e fatores psicológicos, onde se relacionam às diferenças na percepção e na resposta a estímulos sensoriais, frutos da experiência passada e da expectativa do indivíduo (RUAS, 1999).
Além dos fatores elencados, a concepção do espaço é uma importante questão quando se busca a melhoria do nível de conforto ambiental proporcionado por ambiente. Dessa forma, existe uma procura latente por soluções projetuais eficazes que garantam boas condições de habitabilidade e permanência nos edifícios (ARANTES, 2013). A arquitetura possui entre suas funções, oferecer condições térmicas compatíveis ao conforto térmico humano no interior dos edifícios, sejam quais forem as condições climáticas externas (FROTA;SCHIFFER, 2001).
Dessa forma, a arquitetura deve servir ao homem (usuário dos espaços) no que abrange ao conforto térmico, pois melhores condições de vida e de saúde são alcançados pelo organismo quando este trabalha sem à fadiga ou estresse gerado pelas condições térmico e dificuldades de usabilidade do espaço.
É importante ressaltar que neste trabalho serão tratadas as condições ambientais do refeitório do Centro Universitário Luterano de Palmas - TO (CEULP), detectando as situações que provocam o desconforto térmico no local e a proposição de mudanças nesse espaço, com vistas a garantir a habitabilidade e permanência dos transeuntes no local. 2. OBJETIVO
Analisar o conforto térmico do refeitório do CEULP/ULBRA, com a finalidade de detectar as condições ambientais e arquitetônicas do local e propor diretrizes arquitetônicas.
3. MÉTODO
O refeitório do CEULP localiza-se no térreo de um edifício de 02 pavimentos, sendo detentor de mesas, cadeiras, armários, freezers e balcão em seu espaço interno. Possui quatro acessos para entrada de pedestre, sendo estes compostos por portas de vidro de quatro folhas com duas fixas e 2 móveis. É composto de esquadrias em vidro em todas as suas fachadas. Essas recebem durante um período específico do ano, a incidência de raios solares, conforme figura 1,2 e 3.
Figura 1: Edifício em que se localiza o refeitório (o refeitório está no pavimento
térreo) – Fachada Leste e Sul.
Figura 2: Edifício em que se localiza o refeitório (o refeitório está no pavimento
térreo) – Fachada Norte e Leste.
Fonte: Autores (2016) Fonte: Autores (2016)
Figura 3: Croqui Refeitório
Fonte: Autores (2016)
O método de avaliação foi realizado a partir do Roteiro para o Trabalho de Conforto Térmico (RTCC) desenvolvido pelo LabEEE – Laboratório de Eficiência Energética em Edificações da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), para a aplicação ao software de cálculo de PMV e PPD.
O RTCC estabelece que o trabalho referente às medições e avaliações de conforto térmico de um ambiente interno deve conter, no mínimo, as medidas de todas as variáveis ambientais, ou seja, temperatura do ar, temperatura média radiante, velocidade e umidade do ar. Tais medidas devem ser obtidas, pelo menos, em dois períodos do dia, pela manhã (no mínimo 1 hora e 20 minutos) e à tarde (no mínimo 1 hora e 20 minutos). Além disto, o ambiente a ser escolhido deve conter no mínimo 05 pessoas em seu interior,
noite, das 19:30h às 21:30h, a segunda foi realizada no dia 20/10/2016, pela manhã, das 8:00h às 10:00h, e a última foi realizada no dia 27/10/2016, à tarde, das 12:00h às 14:00h. 3.1 DETERMINAÇÃO DOS ÍNDICES PMV E PPD
Segundo a ISO 7730/94, o índice PMV (Voto Médio Preditivo) indica a sensação térmica dos usuários representada pela escala de sensação térmica. Esses índices são importantes para a análise do conforto térmico, pois conforme a norma, um recinto é considerado termicamente confortável quando o PPD (Porcentagem de Pessoas Insatisfeitas) de análise de pessoas insatisfeitas não ultrapassa os 10% dos envolvidos, conforme figura 4.
Figura 4: Escala de sensação térmica
Fonte: ISO 7730/94
Na figura 4, a escala de sensação térmica apresenta uma linha graduada que varia de -3 a +3, e permite uma avaliação termo-ambiental com temperaturas reduzidas ou elevadas. De acordo com a ISO 7730/94, o conforto térmico se enquadra no intervalo numérico de - 0,5 e +0,5 para ambientes frios e quentes, respectivamente, sendo que os valores estimados que se apresentarem maiores que os identificados na figura caracterizam o desconforto térmico por calor ou frio.
Além das análises do PMV e PPV, as variáveis ambientais (Temperatura do ar, Temperatura média radiante, Umidade do ar, Temperatura do globo), foram medidas com Termômetro de Globo (Medidor de Stress Térmico) da marca Instrutemp ITWTG 2000, conforme figura 5. Por esse instrumento, foram aferidos dados de temperatura de bulbo úmido, temperatura de globo, temperatura de bulbo seco, umidade relativa do ar e temperatura de globo, que foram comparados com os dados meteorológicos do dia obtidos pelo INMET.
Os dados coletados foram confrontados com os obtidos a partir do questionário aplicado as pessoas presentes no local, com o objetivo de calcular o PMV (Voto Médio Previsível) e PPD (Porcentagem de Pessoas Insatisfeitas), com vistas a analisar os valores desses dois indicadores de conforto térmico.
4. ANÁLISE DE RESULTADOS
As medições realizadas nos dias 18, 20 e 27 de outubro de 2016 e possibilitaram inferir resultados a partir do confronto com os dados do INMET, dos dados térmicos e das entrevistas das condições ambientais do local pesquisado. Observou-se que nas três medições, os valores aferidos foram superiores a 24ºC e o índice máximo foi de 35ºC.
Tabela 1: Dados de Temperatura e Umidade no dia 18 de outubro de 2016. INFORMAÇÕES
Turno Noturno Horário de
Início (h) 19:30 Temperatura Máxima e Mínima do dia (°C) 35ºC Máx. 26ºC Mín. Quantidade de pessoas no Local 15 pessoas Horário de Término (h) 21:30 Umidade Máxima e Mínima do dia (°C) 84% Máx. 34,7% Mín. DADOS COLETADOS
Inicial 15min 30min 45min 1h. 1:15h. 1:30h. 1:45h. 2:00h. Temperatura do ar (°C) 31,6º C 32,4ºC 32,5ºC 32,2ºC 31,6 ºC 31,9 ºC 32,4 ºC 32,5 ºC 32,8 ºC Temperatura média radiante (°C) 24,9 ºC 27,1 ºC 27,2 ºC 27,1 ºC 26,6 ºC 27 ºC 27,4 ºC 27,8 ºC 27,6 ºC Umidade do ar (%) 45,5 % 54,9% 54,8% 55,7% 57,8% 56,5 % 56,6% 56,9% 57,1% Temp. Globo (°C) 32,2 ºC 32,6 ºC 32,4 ºC 32,4 ºC 31,3 ºC 32,2 ºC 32,6% 32,6 ºC 32,5ºC Fonte: Autores (2017)
De acordo com a tabela 1, a partir dos dados coletados no período noturno foi possível perceber o aumento das temperaturas a cada 15 minutos, alcançando uma diferença de 1,2ºC para a temperatura do ar; 2,7ºC para a temperatura média radiante; 0,3 ºC para a temperatura do globo e uma variação 11,6% na umidade do ar. Assim, percebe-se que apesar dos dados serem obtidos em um período onde a sensação térmica deveria ser mais agradável, ocorreu à situação contrária, as temperaturas foram altas, apresentando um desconforto térmico elevado, apesar de apresentar uma quantidade de pessoas pequena.
Tabela 2: Dados de temperatura e umidade no dia 20 de outubro de 2016
INFORMAÇÕES
Turno MATUTINO Horário de
Início 8:00 Temperatura Máxima e Mínima do dia 35ºC Máx. 23ºC Mín. Quantidade de pessoas no Local 13 PESSOAS Horário de Término 10:00 Umidade Máxima e Mínima do dia 94,2% Máx. 47% Mín. DADOS COLETADOS
Inicial 15min 30min 45min 1h. 1:15h. 1:30h. 1:45h. 2:00h
. Temperatur a do ar (°C) 29,3 ºC 30,3ºC 31,2ºC 31,2ºC 31,6º C 31,7 ºC 31,7 ºC 31,8ºC 32,2ºC Temperatur
Conforme os dados obtidos nas duas horas de análise no turno matutino no ambiente analisado, pode-se perceber pela tabela 02 que as temperaturas aumentaram a cada 15 minutos com uma diferença de 2,9ºC para a temperatura do ar; 1,3 ºC para a temperatura média radiante; 2,7 ºC para a temperatura do globo e uma variação 10,6% na umidade do ar. Esta situação confirma as altas temperaturas no local, que devido apresentar uma quantidade de pessoas superior ao mínimo (05 pessoas), há um desconforto térmico latente.
Tabela 3: Dados de temperatura e umidade no dia 27 de outubro de 2016 INFORMAÇÕES
Turno VESPERTINO Horário de Início 12:00
Temperatura Máxima e Mínima do dia 35ºC Máx. 25ºC Mín. Quantidade de
pessoas no Local 43 PESSOAS
Horário de Término 14:00 Umidade Máxima e Mínima do dia 88,7% Máx. 41,6% Mín. DADOS COLETADOS
Inicial 15min 30min 45min 1h. 1:15h. 1:30h. 1:45h. 2:00h.
Temperatura do ar (°C) 35 ºC 34,6ºC 33,1ºC 33,1ºC 32,8ºC 32,9ºC 32,9 ºC 32,8ºC 32,9ºC Temperatura média radiante (°C) 29 ºC 28,3ºC 27,2ºC 27,3ºC 27,3ºC 27,4ºC 27,5 ºC 27,7ºC 27,9ºC Umidade do ar (%) 38,8% 48,8% 50% 51,8% 52,7% 53,1 % 53,3% 53,5% 53,7% Temp. Globo (°C) 35,5ºC 34,3ºC 32,9ºC 32,9ºC 32,7ºC 32,9ºC 32,9% 33,1ºC 33,2ºC Fonte: Autores (2017)
No que tange os dados no turno vespertino, conforme tabela 3, pode-se detectar que as temperaturas diminuíram a cada 15 minutos, alcançando uma diferença de 2,1ºC para a temperatura do ar; 1,1 ºC para a temperatura média radiante; 2,3 ºC para a temperatura do globo e uma variação 14,9% na umidade do ar. Dessa forma, concluiu-se que que apesar das diminuições de temperatura, o ambiente apresentou um desconforto térmico elevado, influenciado também pela quantidade considerável de pessoas presentes do local.
4.2 Resultados dos índices PMV e PPD
Após avaliação dos dados declarados, observou-se que todos os resultados, apresentaram valores iguais ou superiores à +0,5 ºC, conforme a escala de sensação térmica. Essas informações permitem concluir que, conforme a escala de sensação térmica da ISO 7730/94, tanto o ambiente quanto a percepção das pessoas estava acima do valor de +0,5. Nota-se também que o ambiente proporciona sensação ligeiramente quente a muito quente, com valores que atingem até o limite de +3,0, representado na figura 10 abaixo.
Figura 10: Índice de PMV e PPD
Fonte: Autores (2017)
5. CONCLUSÕES
Mediante as informações e valores obtidos a partir das medições, ficou caracterizado que as condições termo-ambientais são insalubres, pois nos três turnos os valores do IBUTG ultrapassaram os 30°C estabelecidos como limite. Mediante a inferência da ISO 7730/94, verifica-se que o local está inadequado, pois os valores se enquadrarem em patamar de PMV≥ +0,5.
A partir da aplicação do questionário e dos dados calculados do PPD, reforça-se que o recinto é considerado termicamente desconfortável por apresentar durante todas as medições, valores de PPD superiores ao valor de 10%.
Desta forma, se faz necessário estabelecer um ponto de atenuação médio, que leve em consideração as percepções subjetivas individuais para que todos que trabalham e frequentam o local possam se sentir confortável termicamente.
Como forma de atenuar as condições termo-ambientais, aconselha-se que seja introduzido um sistema de ventilação cruzada, por meio da inserção de elementos de ventilação em pontos estratégicos, como aberturas em maiores alturas para saída do ar quente, além da climatização com ar condicionado ou a instalação de ventiladores quando as estratégias passivas não forem suficientes para atenuar o desconforto térmico.
É necessário ainda avaliação e desenvolvimento de estudos de dimensionando dos sistemas ativos de ventilação, vislumbrando melhorias significativas de conforto térmico. Além disso, sugere-se que sejam aplicadas nas portas de vidro películas com máximo 50% de visibilidade, como forma de diminuir as trocas de calor no interior do refeitório e utilização de brises móveis em todas as janelas.
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