UMA METODOLOGIA DE AVALIAÇÃO DA NECESSIDADE DE PROTEÇÃO SOLAR PARA EDIFICAÇÕES DA CIDADE DE LONDRINA PR

UMA METODOLOGIA DE AVALIAÇÃO DA NECESSIDADE DE

PROTEÇÃO SOLAR PARA EDIFICAÇÕES DA CIDADE DE

LONDRINA – PR

Prof. Ms. Camila Gregório Atem;(1) Prof. Dr. Admir Basso (2)

(1) UNIP – Bauru; UNIFIL- Centro Universitário Filadélfia- Londrina, cgatem@yahoo.com.br

(2) USP – Escola de Engenharia de São Carlos - Depto Arquitetura, admbasso@sc.usp.br

RESUMO

Este trabalho desenvolve uma metodologia para avaliação da necessidade de proteção solar para diferentes fachadas e estações do ano para edificações da cidade de Londrina, baseando-se em instrumentos conhecidos dos arquitetos. Procurou-se através da análise das tabelas de Mahoney, juntamente ao Projeto de Norma de Conforto Térmico, avaliar uma situação geral, ou seja, que respostas estes instrumentos - o primeiro consagrado, e o segundo, uma tentativa inovadora no âmbito da construção brasileira de normalizar edifícios quanto ao desempenho térmico - oferecem no tocante à proteção solar na cidade. Como complementação, ou melhor, com o intuito de obter resultados mais precisos, adotou-se o programa computacional Arquitrop 3.0 (BASSO & RORIZ, 1989), onde foi simulado um ambiente padrão, com e sem proteção solar, visando conhecer os fluxos de calor que adentram o ambiente nas duas situações, para o clima de Londrina. Os resultados foram cruzados com os obtidos pelos instrumentos iniciais e chegou-se à proteção ideal para cada fachada e época do ano. Esta metodologia tem por objetivo avaliar situações de projeto, dando subsídios para a melhoria do comportamento térmico dos edifícios, evitando ganhos térmicos devido à radiação solar direta.

Palavras-chave: proteção solar, metodologia, conforto térmico

1.

INTRODUÇÃO

A necessidade de proteção solar nas aberturas transparentes de edificações localizadas em climas tropicais e subtropicais é de consenso de muitos profissionais. Porém quando se fala em quando e onde se proteger, logo surgem fórmulas pré-estabelecidas como pro exemplo: fachada leste e oeste deve-se projetar proteção solar vertical, fachada norte, proteção horizontal e fachada sul, não há necessidade de proteção. Essas afirmações vêm se disseminando nos cursos de arquitetura de diversas partes do país e mesmo entre os arquitetos mais experientes, sem haver uma discussão e verificação mais apurada das condições climáticas de cada local. Também é consenso que dependendo do local, mais precisamente da latitude, e da época do ano, os caminhos aparentes do Sol na abóbada celeste se modificam. Portanto, pode-se a partir daí, questionar as afirmações generalistas sobre o assunto.

2.

A CIDADE DE LONDRINA

Para se estudar qualquer elemento de projeto que vise aumentar o conforto de uma edificação, como é o caso dos dispositivos de sombreamento, deve-se primeiramente conhecer o clima no qual este edifício está inserido. É necessário antes de tudo entrar em contato com os elementos climáticos presentes neste clima, entender de que forma eles interagem e de que forma eles interferem na vida do ser humano, para, a partir daí, prever elementos construtivos que incrementem o conforto nos edifícios.

A cidade de Londrina, localizada no norte do Paraná, é a segunda cidade em população do estado. O Município tem extensão territorial de 2119 quilômetros quadrados, correspondendo a 1% da área total do Estado. Localiza-se na região Norte do Estado do Paraná, entre as latitudes 23º08’47” e 23º 55’46”

I CONFERÊNCIA LATINO-AMERICANA DE CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL X ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO 18-21 julho 2004, São Paulo. ISBN 85-89478-08-4.

e as longitudes de 50º52’26” e 51º19’11”. O clima da região é do tipo subtropical úmido, com chuvas em todas as estações, podendo ocorrer secas no período do inverno (BARBOSA, 1997). A precipitação anual é de 1600mm.

O regime térmico, segundo Barbosa (1997), no período de novembro a março, é influenciado pelas correntes quentes ou inter-tropicais, que geram temperaturas acima de 22ºC. No período frio, o regime térmico é influenciado pelas correntes frias extra-tropicais do Sul, que geram temperaturas mais baixas, ocasionando até geadas entre maio e setembro.

Conforme Corrêa (1982) apud Barbosa (1997), com base nas médias climatológicas do período de 1958 a 1980, a temperatura média anual em Londrina é de 20,7ºC. O mês mais quente do período é fevereiro, com temperatura média de 23, 9ºC, e os meses de junho e julho são os mais frios, com temperaturas médias de 16,6ºC e 16,8ºC. A cidade localiza-se muito próximo ao Trópico de Capricórnio, apresentando assim temperaturas bastante elevadas no verão e uma alta incidência solar. Abaixo seguem as normais climatológicas da cidade do ano 1996, identificado por Barbosa (1999) como ano climático de referência do período de 1986 a 1996.

Tabela 1 – Normais climatológicas do ano de 1996, identificado como ano climático de referência para o período de 1986 a 1996, da região de Londrina. (BARBOSA et al, 1999).

Mês Media Max. Média Min. Max. Abs. Min Abs. Umi. Rel. % Vento Dir. Vento M/s Precip. (mm) Insol. Jan 29,9 20,3 33,4 17,7 78 NE/NW 2,1 211,1 196,4 Fev 29,6 20,2 32,4 17,3 81 NE/E 2 200,1 168,5 Mar 29,2 19 34 14,1 79 E 1,8 214,8 182,8 Abr 28,5 17,1 34,3 8,1 72 E 2,3 53 231,8 Mai 25,2 13,8 29,6 10,3 73 SE 1,6 32,2 230,7 Jun 22,9 11,6 29,1 2,8 71 SW 1,9 13,5 200,4 Jul 23,5 10,3 29 4,2 62 E 2,2 8,1 264,8 Ago 27,2 13,2 33 7,5 56 E 2,4 29,7 241,5 Set 26 14,3 33,3 8,1 66 E 2,7 174,3 201 Out 28 16,7 33 13 71 E 2,7 176,3 189,3 Nov 29 18,4 32,2 14,3 68 E 3 248,9 228,6 Dez 29,3 20 32,8 17,5 79 NE 2,1 296,3 193,5 Ano 27,4 16,2 -- -- 71,3 - - 1658,3 2529,3

A partir dos dados acima, fez-se uma análise do clima de Londrina, visando recomendações de projeto para a cidade, com enfoque preciso nas aberturas e na proteção solar das mesmas. Isto ocorreu através da aplicação do método de Mahoney que identifica grupos de problemas climáticos e transforma-os em diretrizes de projeto. Também utilizou-se como parâmetro o Projeto de Norma para Desempenho Térmico para Edificações, que vêm sendo usado no Brasil. Estas duas ferramentas têm como objetivo mostrar os problemas encontrados no clima que podem ser fatores de desconforto em uma edificação, ou seja, o excesso de insolação, falta de umidade, ausência de ventilação, entre outros. Ao mesmo tempo estes instrumentos oferecem alternativas para que os problemas encontrados sejam resolvidos no projeto arquitetônico

.

3.

APLICAÇÃO DOS MÉTODOS

3.1. Método de Mahoney e diretrizes do Projeto de Norma

Para esta fase de análise utilizou-se das tabelas de Mahoney que fazem parte de um método simplificado de análise climática que vem sendo usado durante quase 30 anos em muitos países como uma importante ferramenta de auxílio ao projeto.

Utilizou-se também, para auxiliar a análise do clima, o Projeto de Norma para Desempenho Térmico para Edificações, que já vem sendo usado no Brasil como parâmetro para incrementar o conforto das construções de interesse social. A cidade de Londrina, segundo o Projeto de Norma, está localizada na Zona Bioclimática número 03, e têm diretrizes bioclimáticas dos tipos BCJ , letras que designam estratégias de condicionamento passivo - B) Aquecimento solar da edificação, C) Vedações internas pesadas (inércia térmica),

J) Ventilação cruzada.

As conclusões dos dois métodos quanto ao projeto a ser desenvolvido em Londrina são as seguintes:

Tabela 2 – Comparação entre os métodos

Mahoney Projeto de Norma

Traçado Edificações sobre o eixo Leste – Oeste ---

Ventilação Indispensável na maior parte dos meses (orientação Leste)

Ventilação cruzada

Aberturas Vãos médios (25 a 40% da fachada) Vãos médios (15 a 25% da área do piso)

Paredes Paredes pesadas interiores e exteriores Externas- Leves e refletoras Internas – Pesadas

Cobertura Coberturas isoladas levas Leves e isolada

Proteção solar

Exclusão dos raios solares (não diz em que época)

Permitir sol no inverno (não diz nada sobre os outros meses)

Estratégias para Inverno

--- Penetração de sol

Ainda tratando das zonas de conforto e as recomendações para projeto, Barbosa (1999) fez uma simulação para a cidade de Londrina através do programa Analysis 1.5, desenvolvido pelo Núcleo de Pesquisas em Construção e Laboratório de meios Porosos e Propriedades Termofísicas dos Materiais da Universidade Federal de Santa Catarina, e conclui:

“Percebe-se que o clima de Londrina é confortável em 50% das horas do ano e que os projetistas de

edifícios na região devem adotar em seus projetos massa térmica, que são paredes e coberturas pesadas, e dispositivos de ventilação natural. E se o projeto for muito bem resolvido com recursos naturais de forma adequada ao clima, a climatização artificial não é necessária”.(BARBOSA, 1999,

p. 22).

Estas conclusões foram tiradas a partir da simulação do clima da cidade de Londrina para o ano de 1996, ano climático de referência, para o período de 1986 a 1996, e se diferem no que concerne à massa das paredes e cobertura, já que pelo Projeto de Norma elas devem ser leves.

3.2. Conclusões Preliminares

Observando os dados coletados verifica-se que o clima de Londrina proporciona, durante o dia, conforto em 50% dos meses e desconforto devido ao calor nos 50% restante do tempo. Enquanto que à noite, 50% dos meses são considerados confortáveis e 50%, considerados frios.

O que se conclui a partir dos resultados, principalmente pelas tabelas de Mahoney, no tocante à proteção solar é que se deve excluir o Sol o ano todo (não há especificações maiores, pois para Mahoney, como Londrina não tem dias considerados frios, não há inverno). O Projeto de Norma afirma que deve haver entrada de Sol para aquecimento dos ambientes. Neste quesito o Projeto mostra-se um pouco superficial, tratando somente do período frio, sem falar de sombreamento. Observando as conclusões da simulação feita por Barbosa, teremos 5% de necessidade de aquecimento solar passivo durante o inverno.

Portanto, ponderando estas diferenças, conclui-se que deve haver exclusão dos raios solares das edificações de Londrina na maior parte do tempo. Nos meses de inverno é conveniente que o Sol penetre na edificação para aquecê-la, compreendendo aí o período de aquecimento passivo. No item subseqüente deste artigo verificar-se-á a real necessidade de proteção, mês a mês, fachada a fachada.

A necessidade de ventilação para o resfriamento dos ambientes, é salientada por ambos os métodos adotados, este ponto é importante em se tratando de proteção solar, que pode impedir ou não que esta ocorra.

Quanto à umidade, oito meses do ano são considerados úmidos com valores de UR maiores que 70% de Janeiro a Junho e Outubro e Dezembro, somente nos meses de Julho, Agosto, Setembro e Novembro a umidade fica entre 50 e 70%, sendo o mês mais seco agosto e o mais úmido fevereiro. Isto explica a necessidade de ventilação apontada anteriormente.

As recomendações são de movimento indispensável de ar em seis meses do ano (Janeiro a Abril, Outubro e Dezembro), portanto as aberturas devem estar desobstruídas e é recomendável que estejam em ambos os lados da edificação, permitindo, assim, circulação de ar adequada. É preferível que as aberturas de entrada de ar estejam voltadas para leste/nordeste, já que os ventos predominantes aí se encontram. Ventos frios vêm de sudoeste e sudeste, onde deve haver proteção nos meses frios. Em outros dois meses o movimento de ar é conveniente, Maio e Junho, totalizando oito meses por ano, onde é interessante que haja o movimento de ar. Portanto a proteção solar escolhida a ser utilizada deve respeitar esta diretriz.

4.

NECESSIDADE DE PROTEÇÃO SOLAR PARA A CIDADE DE LONDRINA

Para se analisar as necessidades de sombreamento sobre cada uma das fachadas na cidade de Londrina, optou-se por fazer simulações em computador a fim de ter subsídios sobre a influência do sombreamento sobre fechamentos transparentes na cidade.

As simulações foram feitas através do programa Arquitrop 3.0 (BASSO & RORIZ, 1995). O banco de dados do clima da cidade de Londrina, utilizado nesta simulação foi desenvolvido pela prof. Miriam Jerônimo Barbosa (Universidade Estadual de Londrina) em 1999, com dados fornecidos pelo Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR).

Procurou-se, com as simulações, verificar o comportamento térmico de um ambiente modelo, cujas dimensões são: 4mX4m e 2,5m de pé direito, este ambiente localiza-se no 3º pavimento de um edifício de cinco andares (com isso procurou-se isolar as influências do piso e do teto para que não influenciassem na simulação, que visa somente observar os fechamentos transparentes). Há somente uma fachada exposta, cujo fechamento é inteiramente em vidro, para que não haja influência, na simulação, dos fechamentos opacos. O vidro utilizado é o vidro comum de 3 mm de espessura. Foram suprimidos ventilação, pessoas e equipamentos, também para tentar isolar a variável da janela, evitando as influências dos mesmos, para que não alterassem os fluxos de calor e as temperaturas ambientais, submetidas somente às variações de entrada de radiação solar.

Foram feitas simulações em um mesmo ambiente com dois tipos de fechamentos: na primeira, denominada Ambiente-SP, o vidro não tem proteção alguma, na segunda denominada Ambiente-CP, o vidro é protegida por um toldo1 externo de cor média, e para fins de comparação se utilizou de uma persiana externa também de cor média na terceira situação 2.

Tomou-se como referência para as simulações principais os solstícios e equinócios, fazendo, ao final um resumo dos resultados para todo o ano. Diferentes orientações foram simuladas (Norte, Sul, Leste e Oeste), para a superfície envidraçada, verificando também a influência deste tipo de modificação sobre o clima interno do ambiente.

1 _{O programa oferece outros tipo de proteção como treliça de madeira, esteira, veneziana de madeira, persiana e}

veneziana laminada, o toldo porém é o dispositivo que apresenta maior proteção se comparada às outras. O objetivo desta escolha era caracterizar a situação oposta ao vidro totalmente exposto.

2 _{Esta simulação (persiana) foi feita somente nos primeiros testes, a título de comparação, como seus resultados}

O objetivo das simulações é dar subsídios sobre o comportamento dos fechamentos transparentes, com e sem proteção solar, para diferentes orientações na cidade de Londrina, analisando principalmente a quantidade de calor que o ambiente ganha através da abertura, ou seja, os fluxos térmicos calculados através do vidro. Assim poder-se-á definir como avaliar aberturas com proteções solares distintas, uma vez que o programa não fornece subsídios para se avaliar quebra-sóis com angulações e posicionamentos diferentes3.

Seguem abaixo resumos dos fluxos térmicos calculados pelo programa para a superfície envidraçada. Constam somente os ganhos de calor, no período onde há radiação solar (direta e difusa). Junto a isso são apresentados gráficos de incidência solar direta4 que ilustra hora a hora como o Sol entra no ambiente.

4.1.

Tabela 3 - Fluxos térmicos calculados através do vidro (W)

ORIENTAÇÃO SEM PROTEÇÃO SOLAR COM PROTEÇÃO SOLAR DIMINUIÇÃO DO FLUXO TÉRMICO(%)

Norte 3637 2304 36,65

Leste 11205 3176 71,66

Sul 3685 2311 37,29

Oeste 11252 3172 71,81

Baseando-se nos dados fornecidos pelo programa, sobre os equinócio de outono, pode-se concluir: • Neste mês as temperaturas externas calculadas são elevadas, saindo da zona de conforto,

principalmente à tarde, o que já denota a necessidade de proteção nas fachadas Leste, Oeste e Norte. O que pode ser confirmado através dos gráficos de incidência que mostram uma grande penetração dos raios solares no ambiente nas fachadas Leste e Oeste. Já na fachada Norte a penetração é menor, se concentrando próximo à janela.

• Em todas as fachadas há diminuição do fluxo térmico quando se insere a proteção solar, especialmente em Leste e Oeste, cuja diminuição chega a 71%.

3 _{O programa analisa a proteção da janela através de um fator solar, em toda a superfície envidraçada, portanto}

elementos sombreadores que protejam parte da janela não podem ser simulados.

4 _{Os gráficos foram confeccionados através do programa Luz do Sol- Radiação Solar e Iluminação Natural -}

versão 1.1 (1995), do prof. Maurício Roriz, Universidade Federal de São Carlos. Figura 1 e 2 – Planta e Corte do ambiente simulado

• Verificaram-se as maiores temperaturas ambientais, quando não há proteção, nos ambientes voltados para Leste e Oeste, onde há picos de temperaturas5. Vê-se uma diminuição sensível da temperatura nestes ambientes com a inserção da proteção, chegando a temperaturas mais toleráveis . Portanto estas fachadas devem ser protegidas, especialmente a Oeste.

• Na fachada Norte a proteção solar torna-se necessária, pois a incidência do Sol sobre esta fachada, nesta época do ano, é de 12 horas, desde o nascer ao pôr do Sol. O problema térmico se agrava após o meio dia, onde as temperaturas externas ultrapassam o limite de conforto. A colocação de proteção solar nesta fachada pode também diminuir o desconforto devido à incidência direta da radiação no corpo e nos objetos.

• Na fachada sul não é necessária proteção solar, já que o Sol não incide sobre está fachada esta época do ano. (a fachada sul recebe insolação somente até o dia 9 de março, somente uma pequena parte da manhã e no final da tarde).

4.2. Solstício de inverno (22 de junho)

Tabela 4 - Fluxos térmicos calculados através do vidro (W) ORIENTAÇÃO TRANSPARENTE S/ PROTEÇÃO TRANSPARENTE C/ PROTEÇÃO DIMINUIÇÃO DO FLUXO TÉRMICO (%) Norte 16198 3958 75,56 Leste 11778 3442 70,78 Sul 4013 2550 36,46 Oeste 11831 3444 70,89

Estes picos são muito elevados e isto se deve aos fatos da superfície envidraçada ser toda a vedação e de não haver influência de ventilação no ambiente o que provoca o efeito estufa e eleva a temperatura ambiental a extremos

Analisando-se os dados do programa pode-se concluir:

• As temperaturas a esta época do ano estão mais baixas, principalmente a noite e no início da manhã, isso denota necessidade de aquecimento do ambiente, pelo menos na parte da manhã, e em casos extremos o dia todo.

• Os fluxos térmicos sobre o vidro são bastante altos em todas as fachadas, excetuando a fachada sul que não recebe radiação direta. Há nas outras fachadas uma diminuição do fluxo térmico em torno de 70%, quando se insere a proteção solar. No caso do mês de junho isso é prejudicial, já que se necessita de aquecimento passivo.

• O fluxo térmico total na fachada Norte é o maior, porém há picos bastante elevados nas fachadas Leste e Oeste. Pode-se observar que a penetração dos raios solares no ambiente é bastante profunda em todas as três fachadas.

• Conclui-se, portanto, que não é necessário nenhum tipo de proteção solar para esta época do ano, em nenhuma das fachadas6, visto que, conforme recomendações de Mahoney e do Projeto de Norma o aquecimento é desejável em tal época. Neste sentido as fachadas Norte e Leste são mais favoráveis ao aquecimento dos ambientes, a Norte por sua alta incidência solar e a Leste por promover o aquecimento dos ambientes logo de manhã, promovendo um maior equilíbrio nas temperaturas. Caso ocorra um fechamento todo em vidro e sem ventilação é preciso proteger a fachada Norte o dia todo, a Leste no final da manhã e a Oeste no final da tarde.

6 _{Se a parte envidraçada ocupar todo o fechamento é necessário atentar para o efeito estufa, que pode , como}

visto na simulação, acarretar temperaturas elevadas e desconforto e neste caso recomenda-se a proteção solar e ventilação. Porém se as aberturas forem menores, e houver ventilação não é necessário utilizar-se de proteção solar.

Figura 4 - Gráficos de incidência solar

4.3. Equinócio de primavera (21 de setembro)

Tabela 5 - Fluxos térmicos calculados através do vidro (W)

ORIENTAÇÃO TRANSPARENTE S/ PROTEÇÃO TRANSPARENTE C/ PROTEÇÃO DIMINUIÇÃO DO FLUXO TÉRMICO (%) Norte 4717 2705 42,65 Leste 12730 3626 71,52 Sul 4150 2640 36,39 Oeste 12785 3626 71,64

Os gráficos de incidência solar são semelhantes aos que se tem no equinócio de outono Analisando os dados pode-se concluir:

• Os fluxos térmicos nesta época do ano são superiores aos encontrados no equinócio de outono, embora as temperaturas no mês de março sejam superiores ao mês de setembro. Através do gráfico, nota-se que o fluxo térmico incidente na fachada Norte e Sul é menor do que o incidente nas fachadas Leste e Oeste. Nota-se que a inserção de proteção faz a temperatura cair em todas as situações, chegando as temperaturas dentro da zona de conforto.

• Os fluxos térmicos, mais altos para as fachadas Leste e Oeste, são problemas somente para a fachada Oeste, já que na Leste, pode haver contribuição no aquecimento do ambiente, submetido a noites frias esta época do ano. É necessário, porém atentar para o tamanho da abertura, evitando a situação da simulação (envidraçamento total), onde a temperatura interna pode chegar a 60ºC, sem ventilação.

• A fachada Oeste é mais prejudicada, por receber radiação solar direta no final do dia, onde as temperaturas já estão mais elevadas, devendo ser protegida. Pode-se observar também a penetração dos raios solares que é profunda nesta fachada, atingindo boa parte do ambiente.

• Quando se insere proteção na fachada Norte o fluxo de calor que atravessa a janela, diminui em 42%, podendo também diminuir o desconforto devido à incidência direta da radiação no corpo e nos objetos, já que o Sol incide neste ambiente durante 12 horas.

• Na fachada sul não é necessária proteção solar, já que o Sol não incide sobre está fachada esta época do ano.

4.4. Solstício de verão (22 de dezembro)

Tabela 6 - Fluxos térmicos calculados através do vidro (W)

ORIENTAÇÃO TRANSPARENTE S/ PROTEÇÃO TRANSPARENTE C/ PROTEÇÃO DIMINUIÇÃO DO FLUXO TÉRMICO (%) Norte 3099 2074 33,075 Leste 8517 2701 68,287 Sul 11632 3062 73,676 Oeste 8561 2701 68,45

Com base nos dados apresentados conclui-se:

• Verificando-se o gráfico, observa-se picos dos fluxos térmicos nas fachadas Leste e Oeste. Isto se reflete nas temperaturas ambientais, sendo que os ambiente voltados para estas fachadas apresentam temperaturas bastante altas, chegando ao máximo de aproximadamente 50ºC.

• A fachada Sul apresenta temperatura máxima de 43.6ºC às 14:00 e o fluxo de calor total que a atinge chega a 11632 Watts. Com isso conclui-se que é necessário proteger esta fachada, porém a proteção é necessária somente nesta época do ano, sendo conveniente que esta seja removível ou interna, como as persianas (apesar de sua eficiência ser menor que as externas, pode amenizar o problema). • Levando em consideração a diminuição do fluxo térmico e das temperaturas ambientais, conclui-se

• A fachada Norte recebe radiação solar direta somente nos primeiros dias do mês, durante uma ou duas horas, não recebendo o restante do mês. A proteção solar neste mês seria necessária somente para diminuir o ofuscamento e a entrada de radiação difusa.

5.

RESUMO E CONCLUSÕES

Os fluxos térmicos de Leste e Oeste são muito semelhantes em todos os meses, tanto sem proteção solar quanto com proteção, sendo a fachada oeste mais prejudicada pelas temperaturas elevadas de todo o dia, exigindo maior necessidade de proteção solar que a Leste, que em certos meses necessita de Sol para aquecer os ambientes (noites frias). As duas fachadas têm fluxos mais constantes e a profundidade de penetração dos raios solares é sempre alta.

A fachada norte tem maior oscilação de fluxo, sendo que ele é maior no inverno, quando o Sol se encontra mais baixo, o que é um ponto positivo no aquecimento dos ambientes.

Quando a proteção solar é colocada os fluxos térmicos de todas as fachadas se aproximam.

Se colocar uma proteção máxima na fachada leste, sabe-se que se terá em média uma diminuição do fluxo térmico em torno de 70%, isto se faz necessário nos meses de maiores temperaturas, que não tenham noites frias, ou seja de janeiro a abril e de outubro a dezembro. O mês de agosto é o que apresenta maiores fluxos, portanto pode ter proteção no final da manhã (parcial).

O mesmo ocorre com a fachada oeste, porém neste caso há o agravante das temperaturas já estarem mais elevadas no final do dia, portanto amplia-se a proteção para esta fachada para o restante dos meses, excetuando-se junho e julho. O ambiente com fachada oeste tem as maiores temperaturas para todos os meses, ele é também o que mais sofre interferência dos dispositivos da proteção solar.

A fachada norte necessita de proteção solar principalmente fevereiro, março, abril, outubro e novembro. No mês de janeiro é conveniente que se tenha proteção, apesar das poucas horas de Sol, as temperaturas neste mês são elevadas. Os meses de maio, agosto e setembro não têm temperaturas muito elevadas, porém é conveniente que se haja proteção parcial, no final da tarde, onde as temperaturas estão mais elevadas. O mês de dezembro necessita de proteção nos dias onde houver

Figura 5 - Gráficos de incidência solar

penetração de Sol, há no entanto dias em que esta fachada não recebe insolação , como no solstício de verão.

Grafico1 - Fluxos térmicos anuais calculados

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000

JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

sp-norte cp-norte sp- leste cp- leste sp- sul cp-sul

sp- oeste cp- oeste

* - sp- sem proteção cp- com proteção

A fachada sul não precisa necessariamente de proteção solar em nenhum dos meses, mesmo porque não há incidência solar em grande parte deles, porém há uma alta incidência solar nos meses de janeiro, fevereiro, outubro, novembro e dezembro, que merece um olhar mais apurado do projetista, necessitando talvez de proteções móveis, podendo ser internas, como as cortinas e persianas. Dezembro é o mês que recebe mais horas de insolação nesta fachada, aproximadamente 13h, passando para 8h em janeiro e novembro, e 4h em fevereiro e outubro.

Figura 6 – Gráficos de incidência solar sul Fonte: Luz do Sol - versão 1.1, RORIZ, 1995

Com estes dados em mãos pode-se fazer uma análise comparativa qualitativa de outras proteções, transpondo as proporções de ganhos de calor e verificando sua eficiência. Esta análise será feita sem levar em consideração o fenômeno de reirradiação, que o programa de simulação não possibilita. Aqui estão as necessidades de cada mês quanto a proteção solar, tais proteções só seriam possíveis através de dispositivos móveis, pois mudam de um mês para o outro, no entanto se a opção for a utilização de uma proteção fixa, ou de uma mobilidade parcial é preciso proteger os meses e horas mais críticas observadas acima.

A mobilidade em uma proteção solar é fundamental para que, principalmente nas fachadas Leste e Oeste, se tenha um bom desempenho tanto em termos térmicos como luminosos, já que parte do dia elas não recebem radiação direta e o ambiente interno pode estar mais aberto à ventos, iluminação natural e mesmo aos visuais externos. No tocante à questão térmica também são mais vantajosos pois

podem barrar os raios solares mais baixos, sendo muito importantes para a fachada Oeste, que muitas vezes necessita de proteção solar a tarde toda.

É importante salientar a influência que este tipo de dispositivo tem na iluminação natural interna. Se mal dimensionados, principalmente no caso das proteções fixas, podem comprometer a iluminação dos ambientes, aumentando os gastos com energia elétrica. É preciso salientar portanto, a importância do projeto correto da proteção, visando atender tanto a questão térmica como luminosa, utilizando-se da mobilidade e tentando aproveitar a capacidade de reflexão da luz pela proteção para que o ambiente não perca tanto potencial de iluminação.

Tabela 7 – Proteção Solar – mês/fachada

6.

RESUMO VISUAL DA PROTEÇÃO IDEAL

Neste resumo tem-se explicitado graficamente em um transferidor de ângulo de sombra sobreposto a uma carta solar, as necessidades de proteção das fachadas Norte, Leste, Sul e Oeste, para a cidade de Londrina. Esta forma gráfica baseia-se nas conclusões acima.

As fachadas norte e sul têm, claramente, mais facilidade em proteção, exigindo proteções menores e bem definidas, ou seja, para a fachada norte proteção horizontal com certa mobilidade e uma complementação vertical fixa, e fachada sul, proteção vertical, móvel. Conseqüentemente estas situações influenciam menos na iluminação, ventilação e visão do exterior.

NORTE

SUL

LESTE

Figura 7 – ângulos de proteção ideais para a fachada norte - Fonte: Adaptado de Luz do Sol - versão 1.1, RORIZ, 1995

Figura 9 – ângulos de

proteção ideais para a fachada leste - Fonte: Adaptado de Luz do Sol - versão 1.1, RORIZ, 1995

Figura 8 – ângulos de

proteção ideais para a fachada sul - Fonte:Adaptado de Luz do Sol - versão 1.1, RORIZ, 1995

OESTE

As fachadas leste e oeste, por estarem praticamente perpendiculares aos raios solares, são mais difíceis de se proteger, ou melhor, exigem soluções mais elaboradas de proteção. A proteção mais indicada seria uma combinação de proteção vertical, que poderia ser fixa, para proteger no verão e proteção horizontal que poderia ter uma parte fixa e outra móvel para possibilitar insolação no inverno e para que não se prejudique a visão do exterior, a iluminação natural e a ventilação, quando o Sol não estiver incidindo sobre a fachada. Outra opção seria somente a proteção horizontal ou vertical com mobilidade total. Na fachada oeste a proteção solar ainda poderia se estender até o final do dia para evitar ofuscamentos na área de trabalho.

7.

BIBLIOGRAFIA

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Figura 10 – ângulos de proteção ideais para a fachada oeste - Fonte: Adaptado de Luz do Sol - versão 1.1, RORIZ, 1995