G ENERAL ASPECTS OF METHODOLOGY

As normas de desempenho térmico são importantes instrumentos para garantir exigências mínimas e melhorar as condições de conforto na edificação. Elas têm como objetivo avaliar e regular os ganhos através da envoltória de edificações, permitindo identificar os sistemas construtivos mais adequados para uma determinada região climática.

A primeira norma brasileira de desempenho criada foi a NBR 15.220 (ABNT, 2005), dividida em cinco partes. A primeira parte da norma apresenta as definições de conceitos relacionados ao desempenho térmico, enquanto que na segunda parte são apresentados os métodos de cálculo das grandezas envolvidas. É a parte 3 desta norma que define o zoneamento bioclimático brasileiro, com oito zonas bioclimáticas e suas respectivas diretrizes construtivas. O zoneamento proposto pela norma foi desenvolvido dividindo-se o território brasileiro em 6500 células, com 36 km de lado cada uma delas, caracterizadas pelas médias mensais de temperaturas máximas e mínimas e umidades relativas do ar. Dentre as 6500 células, somente 330 possuíam dados climáticos medidos, para as demais células o clima foi estimado por interpolação. Para a classificação do clima para cada uma das células, aplicou-se o Diagrama Bioclimático (GIVONI; 1992) com algumas adaptações, agrupando então as células classificadas com um mesmo tipo climático (RORIZ; GHISI; LAMBERTS, 2001). As recomendações de projeto expostas na norma NBR 15.220-3 (ABNT, 2005c) são referentes ao desempenho térmico de habitações unifamiliares de interesse

Upar CTpar αpar Somb Fvent Ucob CTcob αcob Fatico

Curitiba 1 Silveira (2014) Santa Maria Rotta (2009)

Oliveira, Silva e Cunha (2011) Curcio e Silva (2013)

Matos (2007) Pereira (2009) Porto Alegre Grigoletti e Sattler (2010) Campinas Silveira (2014) Campo Grande 6 Silva et al. (2014) Cuiabá 7 Leão (2006)

Negreiros e Pedrini (2013) Silveira (2014)

Recomendações que não foram avaliadas 3 8 Natal Florianópolis Recomendações anuais Recomendações sazonais

Paredes Aberturas Coberturas

ZB Cidade

2

Autor

social e tomam como base parâmetros e condições de conforto fixados. Esses parâmetros e condições de contorno são descritos na norma como sendo:

a) tamanho das aberturas para ventilação; b) proteção das aberturas;

c) fechamentos externos (tipo de parede externa e tipo de cobertura), com base na transmitância térmica, no atraso térmico e no fator solar.

A partir de tais parâmetros foram propostas as diretrizes construtivas para as oito zonas bioclimáticas. Estas diretrizes não possuem caráter obrigatório, apenas de recomendações e são descritas no QUADRO 3.4.

QUADRO 3.4Diretrizes construtivas para as oito zonas bioclimáticas(continua)

ZB Aberturas para ventilação Sombreamento das aberturas Fechamentos externos

Estratégias de condicionamento térmico passivo 1 Médias Permitir sol durante o período frio Parede leve Inverno Aquecimento solar da edificação Cobertura leve isolada Fechamentos internos pesados (inércia térmica)

2 Médias Permitir sol

durante o inverno Parede leve Inverno Aquecimento solar da edificação Cobertura leve isolada Fechamentos internos pesados (inércia térmica)

3 Médias Permitir sol

durante o inverno

Parede leve refletora

Verão Ventilação cruzada

Cobertura leve

isolada Inverno

Aquecimento solar da edificação

Fechamentos internos pesados (inércia térmica)

4 Médias Sombrear

aberturas

Parede pesada Verão

Resfriamento evaporativo e massa térmica para resfriamento

Ventilação seletiva (nos períodos quentes em que a temperatura interna seja superior à externa) Cobertura leve isolada Inverno Aquecimento solar da edificação Fechamentos internos pesados (inércia térmica)

5 Médias Sombrear aberturas Parede leve refletora Verão Ventilação cruzada Cobertura leve isolada Inverno Fechamentos internos pesados (inércia térmica)

QUADRO 3.4 Diretrizes construtivas para as oito zonas bioclimáticas(conclusão)

Fonte: ABNT, 2005c, organizado pela autora.

Os valores limites adotados para as aberturas para ventilação e para transmitância térmica, atraso térmico e fator de calor solar admissíveis para cada tipo de fechamento são apresentados nas TABELA 3.2 e TABELA 3.3, respectivamente.

TABELA 3.2Aberturas para ventilação

Aberturas para ventilação A (em % da área de piso)

Pequenas 10% < A < 15%

Médias 15% < A < 25%

Grandes A > 40%

Fonte: ABNT, 2005c.

TABELA 3.3Transmitância térmica, atraso térmico e fator de calor solar admissíveis para cada tipo de vedação

Vedações externas Transmitância

térmica - U

Atraso térmico -  Fator solar - FSo

W/m2.K Horas %

Leve U  3,00  4,3 FSo 5,0

Paredes Leve refletora U  3,60  4,3 FSo 4,0

Pesada U  2,20  6,5 FSo 3,5

Leve isolada U  2,00  3,3 FSo 6,5

Coberturas Leve refletora U  2,30.FT  3,3 FSo 6,5

Pesada U  2,00  6,5 FSo 6,5

Fonte: ABNT, 2005c.

6 Médias Sombrear

aberturas

Parede pesada Verão

Resfriamento evaporativo e massa térmica para resfriamento

Ventilação seletiva (nos períodos quentes em que a temperatura interna seja superior à externa) Cobertura leve

isolada Inverno

Fechamentos internos pesados (inércia térmica)

7 Pequenas Sombrear

aberturas

Parede pesada

Verão

Resfriamento evaporativo e massa térmica para resfriamento Cobertura

pesada

Ventilação seletiva (nos períodos quentes em que a temperatura interna seja superior à externa)

8 Grandes Sombrear

aberturas

Parede leve refletora

Verão Ventilação cruzada permanente Cobertura leve

Como observam Cândido et al. (2011) esta norma possui três padrões distintos de ventilação natural. O primeiro deles, denominado de “ventilação cruzada”, indica a necessidade do fluxo de ar através dos ambientes internos e é aplicável para as zonas bioclimáticas 2, 3 e 5. O segundo padrão é chamado de “ventilação seletiva” e se refere à ventilação que deve ocorrer especificamente durante as estações quentes e/ou quando a temperatura interior é superior à temperatura externa, aplicável às zonas 4, 6 e 7. O último padrão é o de “ventilação permanente”, sugerido para a zona 8, onde há uma forte dependência da ventilação natural para a obtenção de conforto térmico dos ocupantes. Apenas para a zona bioclimática 1 não é recomendado o emprego da ventilação natural, uma vez que esta zona corresponde às regiões de clima mais frio do país. Apesar destas recomendações, os autores questionam o fato de que a ventilação natural na norma NBR 15.220 (ABNT, 2005) não esteja associada a uma forte preocupação em relação ao fluxo de ar nos ambientes internos, atendo suas recomendações apenas às áreas de abertura e o padrão de ventilação. Tais recomendações não são suficientes para garantir o fluxo de ar adequado nos ambientes internos, havendo a necessidade de maior aprofundamento e novas contribuições acerca do tema.

Uma consideração relevante acerca do zoneamento bioclimático brasileiro proposto na norma NBR 15.220-3 (ABNT, 2005c) refere-se ao fato de ter adotado o Diagrama Bioclimático de Givoni (1992) para o estabelecimento de uma zona de conforto para todo o Brasil. Há que se considerar que a extrapolação do Diagrama de Givoni para todo o território nacional ocasiona em divergência quanto à zona de conforto térmico, uma vez que é de conhecimento, diante do exposto no item 2.7 do presente trabalho, que este índice não poderia ser aplicado à populações adaptadas a climas úmidos (ARAÚJO, 1996). Uma vez que o diagrama de Givoni foi desenvolvido para um indivíduo em condições distintas, para sua aplicação, os limites de conforto do diagrama necessitam ser ajustados.

Algumas considerações a respeito do zoneamento adotado para o país foram colocadas por diversos autores. Pereira e Assis (2005) questionam a classificação bioclimática da cidade de Belo Horizonte, classificada na zona 3, assim como Florianópolis e Santos. As autoras avaliaram haver maior proximidade do clima de Belo Horizonte com o de Brasília, ambas cidades de clima continental no domínio semiárido, sem a influência das brisas marinhas constantes das cidades litorâneas que modificam a umidade local. Bogo (2008) identifica

como outra limitação o fato de serem classificadas em uma mesma zona bioclimática cidades com altitudes distintas. Martins, Bittencourt e Krause (2012) observaram divergências de classificação no semiárido nordestino, em que se constatou que as cidades do semiárido alagoano se assemelham mais às características climáticas da zona bioclimática 7 e não às características da zona 8, em que estão originalmente inseridas, provavelmente sob a influência das cidades litorâneas alagoanas de clima quente e úmido. Os autores ressaltam ainda a necessidade de se estabelecer um zoneamento sazonal de forma a contemplar as variações climáticas existentes.

Outra discussão envolvendo o atual zoneamento bioclimático brasileiro refere-se às variáveis climáticas utilizadas. Bastos, Krause e Beck (2007) sugerem a consideração da disponibilidade de ventos locais como variável para a classificação bioclimática, uma vez que a ventilação natural se mostra como uma estratégia fundamental para se obter conforto e um melhor desempenho térmico em edifícios localizados em clima tropical, como grande parte do Brasil. O agrupamento de regiões com regimes de vento inteiramente distintos em uma mesma zona poderá ocasionar em soluções arquitetônica errôneas, segundo os autores.

Rocha, Assis e Gonçalves (2009) propuseram o aperfeiçoamento do zoneamento bioclimático para o estado de Minas Gerais, agregando dados regionais de vento. Os autores obtiveram quatro zonas bioclimáticas para o estado. Comparando os resultados com o zoneamento da norma, os autores concluíram que não houve semelhança entre as zonas bioclimáticas determinadas. Adicionalmente, o trabalho apresentou-se mais abrangente, originando apenas quatro zonas quando comparado às seis zonas previstas pela norma para o território mineiro.

A pesquisa desenvolvida por Costa, Barbirato e Goulart (2012) avaliou o desempenho térmico de edificações residenciais para diferentes cidades na zona bioclimática 8. As cidades escolhidas foram Belém (PA), Fortaleza (CE), Maceió (AL), Salvador (BA) e Rio de Janeiro (RJ). As autoras concluíram que, embora estejam em uma mesma zona bioclimática, há diferenças nas necessidades das estratégias de projeto a serem adotadas em cada uma das cidades em questão para se alcançar um desempenho térmico adequado e assim promover o conforto térmico do ambiente interno, sendo a norma limitada em suas recomendações.

No trabalho desenvolvido por Oliveira (2012), o autor analisou a pertinência dos valores recomendados pela norma NBR 15220-3 (ABNT, 2005) como limites para a transmitância térmica, atraso térmico e fator de calor solar para as paredes externas e coberturas. A análise foi conduzida por simulações de uma habitação de interesse social na zona bioclimática 2 e indicou que os limites estabelecidos pela norma não são válidos para se obter as melhores condições de conforto. Valores mais elevados do que os limites da norma NBR15220 (ABNT, 2005) de atraso térmico e de absortância resultaram em melhores condições para o interior da edificação, na zona 2.

Outra norma de desempenho em vigor no Brasil, a norma NBR 15.575 (ABNT, 2013), estabelece três procedimentos informativos para a avaliação da adequação de desempenho térmico de habitações: o procedimento simplificado, por simulação computacional e por medições realizadas nas edificações ou em protótipos em escala real. Pelo procedimento simplificado, os fechamentos externos (paredes e coberturas) devem atender aos critérios especificados na norma NBR 15.575-4 (ABNT, 2013b) e na norma NBR 15.575-5 (ABNT, 2013c). Esses critérios referem-se à transmitância térmica, capacidade térmica e área de ventilação, conforme é apresentado nas TABELA 3.4 aTABELA 3.6 de acordo com a zona bioclimática da localidade, segundo a norma NBR 15220-3 (ABNT, 2005c).

TABELA 3.4Critérios de vedações quanto a transmitância térmica de paredes externas Transmitância Térmica U (W/m2K)

Zonas 1 e 2 Zonas 3, 4, 5, 6, 7 e 8

U≤2,5 α≤0,6

U≤3,7 U≤2,5 α>0,6

Fonte: ABNT, 2013b.

TABELA 3.5Critérios de vedações quanto a capacidade térmica de paredes externas Capacidade Térmica (CT) (KJ/K)

Zona 8 Zonas 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7

- ≥130

Fonte: ABNT, 2013b.

TABELA 3.6Critérios de coberturas quanto à transmitância térmica Transmitância Térmica U (W/m²K)

Zona 1 e 2 Zonas 3 a 6 Zonas 7 e 8

U≤2,30 _U≤2,30 α≤0,6 _U≤1,50 α>0,6 _{U≤2,30 FV} α≤0,4 _{U≤1,50 FV} α>0,4 α é a absortância à radiação solar da superfície externa da cobertura

NOTA O fator de ventilação (FV) é estabelecido na ABNT NBR 15.200-2 Fonte: ABNT, 2013c.

Além dos critérios para os fechamentos, a norma estabelece também critérios quanto ao tamanho das aberturas para ventilação dos ambientes de permanência prolongada. Os critérios são apresentados na TABELA 3.7.

TABELA 3.7Área mínima de ventilação Nível de desempenho

Aberturas para ventilação (A)

Zonas 1 a 7 (aberturas médias)

Zona 8 (aberturas grandes) Mínimo A≥7% da área de piso A≥12% da área de piso (região

norte), A≥8% da área de piso (regiões nordeste e sudeste) Fonte: ABNT, 2013b.

O valor das aberturas para ventilação (A) é calculado a partir da seguinte relação,

3.3

onde AA é a área efetiva de abertura de ventilação do ambiente (m²), sendo que para o cálculo desta área somente são consideradas as aberturas que permitem a livre circulação do ar e AP é a área de piso do ambiente (m²).

Caso estes critérios não sejam atendidos, há a possibilidade de comprovar desempenho térmico adequado da edificação por meio do procedimento de simulação. A edificação deve ser modelada conforme as características de projeto. As simulações serão realizadas para um dia típico de verão e de inverno.

Uma das críticas direcionadas à norma NBR 15.575 (ABNT, 2013) está no fato desta norma basear seu método de avaliação por simulação em dias típicos. Segundo Mascaró (1983), o projeto bioclimático deve ter como base condições climáticas típicas ou normais e não condições extremas, como são caracterizados os dias típicos. Barbosa (1997), conforme já colocado, também apresenta objeções em relação ao uso dos dias típicos de projeto ao invés de arquivos climáticos que possibilitem simulações por períodos superiores a um único dia, permitindo assim abranger alterações climáticas comuns em algumas localidades do Brasil. Além disso, Ferreira e Pereira (2012) ressaltam que as temperaturas de conforto obtidas pelos dias típicos estabelecidos pela norma nas condições extremas de frio ou calor

são bastante extremas: como exemplo, 8,7C e 33,1C foram consideradas como temperaturas satisfatórias em uma mesma cidade. Comparando com os índices de conforto já apresentados no item 2.2, nenhum deles permitem uma faixa tão ampla ser considerada como de conforto. As autoras sugerem, então, o uso de um índice adaptativo de conforto e de arquivo climático anual para se realizar a avaliação. Ainda, em relação a esta questão, é preciso ressaltar que a norma não apresenta todos os dados necessários para a aplicação de dias típicos de projeto. Sorgato, Melo e Lamberts (2013) analisaram o método de simulação proposto pela norma NBR 15.575 (ABNT, 2013) e identificaram resultados diversificados entre si de acordo com os valores adotados como dado de entrada para os parâmetros não estabelecidos relacionados ao dia típico, tais como o tipo de céu e a data do dia típico de projeto que irão influenciar na irradiação solar que atinge as superfícies da edificação (SORGATO; MELO; LAMBERTS, 2013).

Alguns estudos acerca da aplicabilidade da norma NBR 15.575 (ABNT, 2013) também foram desenvolvidos. Brito, Akutsu e Tribess (2011) concluíram que edificações que obtiveram o desempenho mínimo estabelecido pela norma para a cidade de São Paulo, não garantiram conforto térmico segundo a norma ISO 7730 (ISO, 2005). Pereira e Ferreira (2014) realizaram uma avaliação de desempenho térmico de uma edificação multifamiliar segundo os critérios da Norma 15.575 (ABNT, 2013) e o critério de conforto da ASHRAE 55 (ASHRAE, 2013), em diferentes zonas bioclimáticas, e os resultados mostraram que há uma dissociação entre o desempenho e o conforto térmico. Observou-se que os sistemas construtivos que atendem aos critérios da norma não garantem condições de conforto aos usuários na maioria das zonas bioclimáticas, questionando, assim, o método de avaliação de desempenho proposto pela norma, principalmente a simulação por dia típico e a comparação das temperaturas internas com as externas máximas ou mínimas (PEREIRA; FERREIRA, 2014).

Santo, Alvarez e Nico-Rodrigues (2013) realizaram uma profunda análise da norma 15.575 (ABNT, 2013), abrangendo vários dos seus aspectos metodológicos. O primeiro ponto abordado pelas autoras refere-se ao emprego do dia típico de projeto para avaliação de desempenho, principalmente do dia típico de verão, uma vez que, segundo elas, além de se tratar de uma situação extrema para o calor, não possui representatividade estatística. Quando se ampliou o período de análise por simulação de um único dia para os nove dias mais quentes do ano, obteve-se uma variação no nível de desempenho. Este fato aponta que

os critérios adotados pela norma em questão são inadequados, gerando desempenhos equivocados. Questiona-se, ainda, que a variável adotada para a avaliação seja a temperatura do ar, enquanto as principais normas de conforto internacionais, a norma ASHRAE 55 (ASHRAE, 2013) e a norma EN 15251 (CEN, 2007) empregam a temperatura operativa como principal variável de análise do conforto térmico. A avaliação de conforto quando embasada na temperatura do ar parte do princípio que o ganho térmico por radiação solar não é um fator determinante, o que não corresponde à realidade brasileira. As autoras concluíram que a extrema simplificação na metodologia de análise da norma NBR 15.575 (ABNT, 2013), assim como a ausência de correlação com referenciais de conforto térmico, fazem a metodologia da norma questionável (SANTO; ALVAREZ; NICO-RODRIGUES, 2013).

Também questionando o método de avaliação da norma 15.575 (ABNT, 2013), Chvatal (2014) comparou o procedimento de avaliação simplificado para desempenho térmico proposto pela norma e o comparou com os resultados obtidos com método de simulação. Os resultados obtidos pela autora indicaram que o procedimento simplificado não é sensível aos impactos da transmitância e da absortância da envoltória como o método de simulação, podendo originar em uma classificação de desempenho equivocada. Além disso, a autora também observou que a capacidade térmica influencia os limites destas variáveis, não devendo os parâmetros termofísicos serem avaliados de forma desassociada.

Soares (2014) avaliou as prescrições da norma NBR 15.575 (ABNT, 2013) para a zona bioclimática 2 para uma habitação de interesse social e concluiu que os limites dos parâmetros termofísicos propostos pela norma mostraram-se muito elevados em relação aos valores com melhor desempenho térmico. Também os critérios adotados pelo método de simulação de dias típicos provocaram a aprovação de sistemas construtivos com valores de parâmetros termofísicos muito abaixo ou acima dos valores limites estabelecidos pelo método simplificado.

Ferreira, Souza e Assis (2015) avaliaram o conforto térmico de uma edificação residencial multifamiliar adotando os valores limites normativos das normas NBR 15.220 (ABNT, 2005) e NBR 15.575 (ABNT, 2013) para cada uma das zonas bioclimáticas brasileiras. Além dos valores normativos, foram também avaliados os valores limites para características termofísicas das paredes e coberturas segundo as Tabelas de Mahoney (KOENIGSBERGER;

MAHONEY; EVANS, 1970). A análise foi realizada por meio de simulações para o período de um ano-padrão em 8 cidades brasileiras. Os resultados indicaram que os valores limites para as características termofísicas das paredes e coberturas propostos pelas Tabelas de Mahoney geram melhores condições de conforto para os casos analisados, superando o desempenho dos valores normativos. As simulações realizadas mostram também que a absortância tem grande influência no desempenho térmico final da envoltória. Os piores resultados são obtidos para o caso das superfícies escuras, mesmo sendo os valores da transmitância térmica mais restritivos para estes casos, conforme as normas. Esse fato aponta também para a necessidade de se considerar a associação das variáveis envolvidas na caracterização termofísica das envoltórias para a definição de valores limites (FERREIRA; SOUZA; ASSIS, 2015).

In document Clinical Disease Progression in Parkinson’s Disease (sider 63-66)