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A partir deste artigo vamos definir os pontos ou bases essenciais que devemos ter em conta em cada envolvente de edifício para identificar as chaves em edifícios com eficiência energética.
Após um estudo prévio, e cuidado com a envolvente do Edifício, podemos determinar três pontos.
- Atenuação de cargas de calor solar.
- Uso de ventilação natural.
- Controle de iluminação natural.
Essas estratégias servirão como um guia a ser aplicado a cada um dos diferentes componentes arquitetônicos e às instalações, equipamentos e móveis.
ATENUAÇÃO DE CARGAS DE CALOR SOLAR
Em primeiro lugar, devemos determinar as fontes através das quais o calor penetra nos edifícios:
- O sol: a radiação solar direta e difusa atinge o edifício vinda do sol e do céu, bem como pela reflexão de superfícies próximas (albedo).
- O ar: durante o dia o sol aumenta a temperatura do ar exterior através do solo e das partículas nele contidas. À noite, na ausência de sol, o ar, devido ao acúmulo de calor, mantém um nível de temperatura externa que nos trópicos não apresenta um grande salto térmico entre o dia e a noite.
- Outras fontes de calor: os usuários, de acordo com seu metabolismo e atividade, emitem calor para o meio ambiente. Da mesma forma, as instalações, equipamentos e aparelhos elétricos geram calor em maior ou menor grau de acordo com sua finalidade e sua eficiência.
A causa mais importante de aquecimento no interior dos edifícios é o sol, que atua essencialmente de duas maneiras
• Penetração direta através de aberturas e superfícies envidraçadas.
• Aquecimento de caixas exteriores opacas e posterior transmissão para o interior.
Se analisarmos o ambiente externo, tanto a radiação solar quanto a temperatura do ar obedecem a ciclos de 24 horas que se repetem constantemente. Lá fora, a temperatura do ar e das superfícies externas da envolvente do edifício atinge o seu nível mais baixo antes do amanhecer. Conforme o sol nasce no céu, a temperatura do ar externo aumenta até atingir seu valor máximo e, ao mesmo tempo, um fluxo de calor causado pela radiação solar direta, difusa ou refletida é armazenado no envelope. O envelope armazena calor em maior ou menor extensão e então o transmite para o interior; Este processo depende das propriedades termofísicas e características de superfície dos componentes construtivos. O mecanismo de transmissão de calor está associado a dois conceitos muito importantes:
-. Amortecimento: representado pela diferença entre a temperatura interior máxima e a temperatura exterior máxima.
-. Lag ou lag: representado pela diferença, em unidades de tempo, entre as temperaturas máxima externa e interna.
O conceito de massa térmica ou inércia térmica de um edifício refere-se à característica que o edifício no seu conjunto tem de amortecer o calor que incide sobre ele e transmiti-lo para o seu interior com atraso.
• Se a inércia térmica for forte, o tempo de retardo e o amortecimento são grandes e o edifício é considerado pesado.
• Se a inércia térmica for fraca, o tempo de retardo e o amortecimento são pequenos e o edifício é considerado leve.
A forte inércia térmica é adequada para edifícios projetados para operação diurna com sistemas de ar condicionado, por exemplo, edifícios governamentais e de escritórios. As inércias fracas e médias são mais adequadas para edifícios de uso diurno e noturno com ventilação natural. As edificações, de acordo com as necessidades de uso e as características climáticas, podem ser condicionadas ambientalmente de forma ativa ou passiva. Em qualquer caso, uma estratégia de design adequada deve seguir as seguintes diretrizes:
- Implementação, forma e orientação adequadas do edifício.
- Aproveitando o contexto urbano e paisagístico para sombreamento.
- Uso de proteção solar e outras técnicas de proteção solar.
- Seleção de componentes de construção opacos com base em sua inércia térmica e características de superfície.
- Seleção adequada de tecnologias de janelas e fachadas de vidro.
APROVEITANDO A VENTILAÇÃO NATURAL
A ventilação natural é designada como o processo de troca do ar de dentro de um edifício por ar fresco de fora, sem o uso de equipamentos mecânicos que consomem energia, como condicionadores de ar ou ventiladores. O movimento do ar é causado pela diferença de pressão, que tem duas fontes: gradiente de temperatura ou efeito dinâmico do vento ao atingir o edifício.
A ventilação natural, usada em combinação com isolamento, massa térmica e proteção solar, pode reduzir ou eliminar a necessidade de ar condicionado interno. Para maximizar as oportunidades de ventilar naturalmente um edifício, o acesso irrestrito aos ventos externos deve ser garantido. A velocidade do ar em um ambiente é condicionada pela velocidade do vento incidente e pelos campos de pressão que são gerados ao redor do edifício, que são determinados pelo layout e forma do edifício, pela permeabilidade das fachadas e pela distribuição. ambientes.
O comportamento do ar ao redor e dentro do edifício é regido pelos seguintes princípios:
• O movimento do ar dentro de edifícios é baseado no princípio básico de "equilíbrio de pressão" entre ambientes. Enquanto uma diferença de pressão é mantida, ocorre um processo contínuo de circulação de ar.
• Ao colidir com o edifício, o vento provoca diferenças de pressão entre as laterais. Desta forma, o ar passa da zona de barlavento (pressão +) para a zona de sotavento (pressão -), através das aberturas.
• Uma forma de construção que produz maiores perturbações no movimento do vento criará maiores diferenças de pressão.
• O ar tende a entrar pelas aberturas voltado para a incidência do vento e a sair pelas demais aberturas, dependendo das dimensões, localização e tipo de janela.
• Se um ambiente tiver apenas um furo para o exterior, é criada uma zona neutra onde o ar entra por cima e sai por baixo, com pouca renovação do mesmo.
Para aproveitar as vantagens da ventilação natural de forma eficiente, o edifício e os componentes da construção devem estar devidamente orientados; Também deve haver aberturas e janelas que promovam a ventilação cruzada dentro das salas. Uma resposta arquitetônica adequada também deve levar em consideração as características do terreno e o contexto urbano. As estratégias de design podem então ser resumidas nas seguintes recomendações:
- Layout e formato adequados do edifício para produzir maior movimento de ar ao redor e dentro dos edifícios.
- Uso de paisagismo para canalizar o movimento do ar dentro do terreno.
- Localização e tamanho das janelas e / ou aberturas que estimulam a circulação e renovação do ar.
- Elevada permeabilidade nas fachadas e paredes interiores.
CONTROLE DE LUZ
O sol é a fonte natural da iluminação diurna, e seu efeito depende da localização geográfica, portanto as características de iluminação do céu são determinadas pela latitude, altitude e condições climáticas de cada região. O que percebemos como luz é o espectro visível da radiação eletromagnética do sol, entre 380 e 780 nm. Esta luz é recebida diretamente nas fachadas orientadas no eixo leste-oeste, e difusamente, devido aos múltiplos reflexos da luz na abóbada celeste nas demais orientações.
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Um uso adequado da luz natural requer um conhecimento de suas propriedades fundamentais, transmissão e reflexão:
• Transmissão: os chamados corpos opacos, quando expostos à radiação solar, bloqueiam a passagem da luz, produzindo sombras atrás deles. Outros corpos transmitem grande parte da luz incidente, por isso são chamados de transparentes ou translúcidos. A luz incidente é distribuída de três formas: refletância (r), absorbância (a) e transmitância (t), que definem as propriedades dos corpos, por meio da relação:
r + a + t = 1
No caso de corpos opacos
t = 0 e então r + a = 1
Materiais translúcidos transmitem grande parte da luz incidente, mas ao interromper seu caminho reto, ela se espalha em todas as direções e resulta em luz difusa.
• Reflexão: é uma propriedade associada ao comportamento da luz quando refletida por uma superfície. Se os raios paralelos da luz incidente quando refletidos por uma superfície continuam paralelos, isso é chamado de reflexão especular, e a superfície, neste caso, é um espelho plano. As regras básicas da óptica geométrica se aplicam a este tipo de superfície.
Em uma superfície fosca, a luz incidente é refletida em todas as direções e produz luz difusa. Freqüentemente, e dependendo do material e da cor da superfície, uma mistura de reflexos especulares e difusos será produzida, portanto dois tipos de reflexos denominados semidifusos e dispersos são gerados. Materiais e cores com alta transmitância e / ou refletância são fatores de design determinantes para aproveitar as vantagens da iluminação natural e para racionalizar o consumo de energia. A propriedade de reflexão dos espelhos permite seu uso prático na arquitetura para a condução ou redistribuição da luz natural, como no caso de dutos de iluminação e bandejas solares.
Em resumo, uma estratégia adequada para o uso controlado da luz natural deve se basear nas seguintes recomendações:
• Orientação e proteção de janelas e demais aberturas, com guarda-sóis, beirais, treliças, estores ou outros meios de bloqueio dos ganhos solares.
• Utilização de cristais de alta tecnologia que permitem uma transmissão adequada da luz natural com ganho controlado de calor solar.
• Localização e tamanhos adequados de janelas e outras aberturas dependendo do uso e proporções volumétricas do ambiente.
• Utilização de acabamentos interiores em cores claras e reflexivas.
• Uso de superfícies reflexivas para redirecionar a luz e fornecer aos ambientes mais e melhor iluminação natural.
• Controle de ofuscamento externo e interno de edifícios.
Artigo roubado da Universidade da Venezuela (Faculdade de Arquitetura e Urbanismo)
