aula 2 - clima e o edifício
Propaganda
Física da edificação - Térmica - Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Física da Edificação Calor Luz Natural Umidade Conforto Térmico Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Estrutura da disciplina Físicia da Edificação F.E. 2014/1 Princípios da termodinâmica Introdução Exercício Aula Planejamento Integrado NBR 15.575 Clima e edificação Clima externo Técnicas construtivas Clima interno Vidros Balanço energético da edificação Técnicas de iluminação Conforto Ambiental Transmitância NBR 15.575 Transmissão Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Noções básicas da física da edificação: Influências no planejamento Uso da luz antural Clima Externo Proteção contra calor e umidade (Θamb, Eglob, w, φ) Clima interno Janela U-, g-, t-Wert Proteção térmica e ofuscamento Uso passivo da energia solar Massa térmica Parede externa Transmitância térrmica (ΘR,φ) Acústica Isolamento acústico Ventilação Ruído Proteção contra calor e umidade Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Planejamento integrado CONSTRUTORA Gerente de projeto Arquiteto Especialista em Instalações Prediais Engenheiro estrutural Engenheiro Eletricista Equipe de Projeto Engenheiro mecânico Eletrotécnico Energy designer Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Física da edificação Condições de entorno Localização e fatores climáticos chuva sol vento água Dezembro Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Clima e edificação Ártico Frio e seco • Implantação densa • Construção compacta • Zoneamento Europa Central Clima temperado • • • • • Evitar sombreamento, Orientação sul Construção compacta Zoneamento Massa térmica Deserto Quente e seco • • • • Implantação densa Construção compacta Grande massa térmica Pequenas aberturas Clima tropical Quente e úmido • • • • Materiais leves Telhado ventilado Ventilação cruzada Sombreamento Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Osuna Housing, Sevilha Conceito de Ventilação Verão Universidade do Estado de Mato Grosso Fonte: Herzog, Solar Energy in Architecture and Urban Planing Inverno Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Clima tropical Floresta tropical Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Clima tropical Chumbe Island, Zanzibar Trópicos Planejamento e projeto Prof. Krusche TU - Braunschweig Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Clima tropical Ilha Nova Caledônia Centro Cultural Jean-Marie Tjibaou, Projeto: Renzo Piano Sombreamento das cabanas pelas torres Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Clima tropical Centro Cultural Jean-Marie Tjibaou por Renzo Piano Ventilação natural das cabanas e torres Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão • • • • • • Vento Zoneamento Gelo/Neve Estratificação Roupa Ganhos internos Fonte: Behling „Sol Power - Die Evolution der solaren Architektur“, Prestel 1996 Clima Polar Ártico Clima Polar Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Comparação dos perfis de temperatura de um iglu (ártico) e uma construção de argila (desértico) +10 Temperatura [C°] Temperatura de um Iglu 0 Sob o teto Temperatura média do quarto Temperatura dos pés -10 -20 -30 Temperatura externa -40 6 12 18 24 4 Construão de Argila em área de deserto Temperatura [C°] Tempo [h] 80 70 60 50 40 Temperatura interna Temperatura superficial do telhado Temperatura Externa 30 6 12 18 24 4 Tempo [h] Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Clima Desértico Deserto Quente e seco Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Biônica Corrente de vento Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Biônica Estratificação térmica Chaminé Solar Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Conceito de ventilação passiva: Unidade de produção em Malta Fontee: Schneider, Solararchitektur für Europa Durante o dia Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Conceito de ventilação passiva: Unidade de produção em Malta Fontee: Schneider, Solararchitektur für Europa Durante à noite Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Enertopia Dubai Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Enertopia Dubai Contemporary architecture with traditional Arabic elements Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Enertopia Dubai hot evening wind (north/west) photovoltaic as energy supply and shading cool morning wind (South/East) Universidade do Estado de Mato Grosso adiabatic cooling pool/plants Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão ECO-City MASDAR / Abu Dhabi CO2- cidade neutra Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão ECO-City MASDAR / Abu Dhabi Visões / Conceitos futuros Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Conceitos sustentáveis e resultados de planejamento integrado Exemplo Europeu – Clima Temperado (Frio) Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Influência da orientação solar na demanda de aquecimento (WSVO, EnEV, PH) Demanda anual de aquecimento % (Orientação Sul = 100%) 160 150 140 PH EnEV WSVO 95 130 120 110 100 N NO O SO S SW W NW N Orientação da zona Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Meteorologia e seus efeitos no projeto Construção do edifício na natureza • Características da topografia • Influência do macro e micro clima • Forma e orientação da edificação Planejamento da Envoltória • Características dos elementos da envoltória (Telhado, Parede,..) • Paredes externas opacas e transparentes • Isolamento e medidas de proteção solar Exigência estruturais • Gargas de vento, neve, etc. Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Influência da topografia na demanda de energia Normal 100 % Universidade do Estado de Mato Grosso Depressão (Frio) 110 % Exposição sul Exposta 85 % 115 % Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Medidas contra sombreamento vizinho • Aumentar a distância sem alterar o projeto • Alterar o projeto da cobertura •Escolher orientação sul para possibilitar afastamento menor (altura do sol) Universidade do Estado de Mato Grosso Fonte: Umwelt-Leidfaden, BDA • Alterar a topografia Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Radiação relativa incidente sobre parede da edificação [%] Dependência entre ganho solar e a distânica entre edifícios no período de aquecimento 100 80 60 40 A 20 D Edifício com orientação norte-sul 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Relação distância e altura D/A [-] Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Máscara solar Juni Juli + Mai August + April September + März Oktober + Februar November + Januar Altura do Sol Dezember Azimute do sol Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Meteorologia e seus efeitos no projeto Construção do edifício na natureza • Características da topografia • Influência do macro e micro clima • Forma e orientação da edificação Planejamento da Envoltória • Características dos elementos da envoltória (Telhado, Parede,..) • Paredes externas opacas e transparentes • Isolamento e medidas de proteção solar Exigência estruturais • Gargas de vento e neve, etc. Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Morar de forma densa e compacta Siedlung Halen, Bern (Suíça) Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Compacidade do edifício A Área de envoltória com volume da edificação condicionado = Ve Volume da edificação condicionado Universidade do Estado de Mato Grosso Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão Espessura equivalente e não transparente da envoltória [cm] Compacidade do edifício 30 25 + 3 cm 20 + 0,1 15 10 0,5 0,6 0,7 v 0,8 0,9 1,0 A/Ve-Relação 3v v Uz = 4 m Uz = 8 m Uz = 12 m + 10 % + 20% + 30% deq = + 2 cm deq = + 4 cm deq = + 6 cm Universidade do Estado de Mato Grosso Quelle: W. Feist, Das Niedrigenergiehaus Prof. Dr.-Ing. Marlon Leão
