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Uma arquitetura bioclimática consegue aproveitar as características do seu clima local para trazer conforto ao ocupante com o mínimo de participação de condicionamento ativo, ou simplesmente se proteger adequadamente contra características contrárias. Por exemplo, uma casa em uma zona que é quente, deveria maximizar a ventilação natural e o uso de dispositivos de sombreamento a fim de diminuir, ou eliminar, a necessidade de ar condicionado.
Atualmente, o Brasil está dividido em 8 zonas bioclimáticas pela Norma ABNT NBR 15.220-3, na qual são descritas diretrizes construtivas (não normativas) das estratégias de construção de acordo com as características do clima local. Embora a Norma seja voltada para o uso residencial, seu conceito pode ser aplicado em qualquer tipologia de edifício.
Além disso, a arquitetura bioclimática também deve considerar a orientação e condições microclimáticas do lugar onde está. Por exemplo, a forma e a orientação do edifício deveriam ser concebidos de forma que áreas envidraçadas nas fachadas norte e oeste (onde o sol está mais forte) sejam reduzidas, ou adequadamente protegidas por dispositivos de sombreamento, para diminuir a carga térmica do ambiente. Esses projetos de sombreamento podem ser feitos a partir da carta solar. Já as aberturas para ventilação podem ser concebidas a fim de aproveitar os fluxos de ventos daquela região, conforme definidos pela carta de ventos.
Também deve-se considerar que o microclima é afetado por outros fatores no entorno da edificação. A presença de vegetação arbórea próxima às janelas ou um edifício de grande porte na vizinhança podem bloquear a incidência de luz solar em alguma fachada de interesse da construção ou alterar as correntes de vento locais, o que pode ter um grande impacto na análise de desempenho térmico. Um projeto arquitetônico que não leve em conta seu entorno pode prejudicar o conforto térmico do edifício, e/ou aumentar seu consumo de energia.
A Tabela abaixo apresenta um resumo das principais estratégias de arquitetura
para cada zona bioclimática. São apresentadas as seguintes variáveis na tabela:
U = Transmitância térmica [W/(m2.K)]
ϕ – Atraso térmico [horas]
FS0 – Fator Solar das Superfícies Opacas [%]
DEFINIÇÕES CHAVES
Transmitância Térmica (valor-U)
Para calcular a transmitância térmica de um elemento, é necessário calcular a Resistência Térmica (RT) das camadas que compõem um elemento construtivo. A resistência térmica é o inverso da transmitância térmica – ou seja, quanto maior a resistência térmica de um material, menor a sua transmitância. A resistência térmica depende diretamente das espessuras e dos materiais de cada uma das camadas que compõem um componente construtivo.
Cálculo da Resistência térmica
Onde:
U = Transmitância térmica [W/(m².K)]
RT = Resistência térmica [(m².K)W]
RT=
e / λ
Onde:
RT = Resistência térmica da camada [(m².K)W]
e = espessura da camada [m]]
λ = condutividade térmica do material [W/(m.K)]
Exemplo de fachada: Argamassa interno 2,5cm, tijolo comum 19xm, argamassa externa 2,5cm.
Fonte: LAMBERTS, R.; DUTRA, L.; PEREIRA, F. O. R. Eficiência Energética na Arquitetura: 3.ed. PROCEL, ELETROBRAS, MME 
Onde:
RT total = RT1
+ RT2 + RT3
Onde:
U = Transmitância térmica da camada (em W/(m².K)
RT = Resistência térmica da camada (em m².K / W))
e = espessura do material (em m))
λ = condutividade térmica do material (W/m.K)
Os valores de condutividade térmica devem ser obtidos diretamente do fornecedor do material. Caso o fornecedor não tenha este valor, ou o material não tenha sido escolhido ainda, podem ser usados valores típicos de referência da norma ABNT NBR 15.220 ou do Guia Procel Edifica – Desempenho Térmico.
Em um elemento composto de 3 camadas, por exemplo: argamassa interna, bloco de cerâmico, e argamassa externa, será necessário somar a Resistência Total das 3 camadas antes de calcular a Transmitância Térmica.
Qual valor deveria escolher para seu projeto?
Quanto menor o valor, menor a entrada de calor do ambiente externo.
ABSORTÂNCIA TÉRMICA (α)
Quando a radiação térmica do sol incide em uma superfície, uma parte será refletida e uma parte será absorvida. A radiação absorvida provocará uma elevação da temperatura das superfícies interna e externa do material aumentando a temperatura radiante do ambiente interno. Com materiais translúcidos, há também uma parcela transmitida diretamente para o interior.
Para materiais construtivos, o valor de cada parcela é definido principalmente pela cor da superfície. Um material de cor escura tem um valor de absortância alto, absorvendo mais calor que um material de cor clara. Após ser absorvido, o calor será reemitido, com uma parcela reemitida para dentro e uma para fora. O quanto é reemitido depende da emissividade.
De forma geral, revestimentos de fachadas e coberturas deveriam ser escolhidos de acordo com sua Absortância (α), dando preferência a valores baixos, a fim de minimizar o ganho térmico ao ambiente. Superfícies brancas podem apresentar Absortância de 0,20 (20%), enquanto superfícies escuras podem chegar a 0,97 (97%).
O valor de Absortância deve ser fornecido pelo fabricante do revestimento (tinta, ou material construtivo se não houver revestimento). Tabelas de referências da norma ABNT NBR 15220-2 podem ser usadas em casos de ausência deste dado. Contudo, é importante atentar-se ao fato de que superfícies em condição de exposição tendem a ter a cor alterada, principalmente pela presença de resíduos, poluentes, dentre outros. A manutenção delas é, portanto, fundamental para que o valor de absortância se mantenha baixo.
Qual valor deveria escolher para seu projeto?
Quanto menor o valor, menor a entrada de calor do ambiente externo.
Capacidade Térmica
A capacidade térmica representa a capacidade de um certo material de reter calor. Está relacionada ao quanto de energia é necessário para elevar a temperatura daquele material em um grau Celsius, por uma unidade de área. Um material com alta capacidade térmica terá maior potencial de contribuir com a inércia térmica, ou seja, o armazenamento de calor.
Onde:
CT = Capacidade Térmica da camada [kJ/(m2.K)]
e = espessura da camada [m]
c = calor específico do material da camada [kJ/(Kg.K)]
ρ = densidade de massa aparente do material da camada [kg/m3]
Qual valor deveria escolher para seu projeto?
Quanto maior o valor, maior a capacidade de absorção de calor.
Atraso térmico
Atraso térmico é o quanto um material demora para absorver ou perder calor. Essa propriedade depende de suas Resistência e Capacidade Térmicas, sendo que, quanto maior forem estas variáveis, maior será o atraso térmico.
Assim, uma envoltória construída com materiais que apresentem atraso térmico significativo tornará seu ambiente interno menos susceptível a variações de temperatura externas, pois seus picos de calor e frio serão atrasados em relação ao ambiente externo, além de serem amenizados (amortecidos).
Na prática, o conforto térmico do ambiente construído melhorará, pois seus ocupantes terão menor sensação de calor ou frio extremos, além de terem mais tempo de se acostumarem às variações de temperatura. O conjunto dessas propriedades definem a inércia térmica.
Fator Solar (FS)
O ganho solar transmitido a um ambiente pela transmissão de radiação solar direta é geralmente a maior carga térmica de um ambiente. Dependendo da transmissividade (τ), Absortância (α) e refletividade do vidro (ρ), apenas uma proporção da radiação solar será transmitida ao ambiente. Essa proporção é definida como o Fator Solar (FS), que deve ser solicitado ao fabricante do vidro que está sendo considerado.
Onde:
Q solar = Ganho de radiação solar no ambiente (em W/m²)
FS = Fator Solar do vidro (obtido pelo fabricante)
I solar = Radiação solar externa, incidente na superfície
Portanto, quanto mais baixo o Fator Solar, menor o ganho solar por radiação e menor a carga térmica do ambiente.
O Fator Solar varia entre 0 e 1, em que zero representa transmissão de calor nula. Um vidro comum tem um Fator Solar de aproximadamente 0,87[3].
Há também um outro indicador da transmissão de radiação solar transmitida a um ambiente que é comumente usado: O SHGC (Coeficiente de Ganho de Calor Solar). Ele indica a quantidade de radiação solar transmitida em relação a um vidro comum. Portanto, um valor de SHGC de 1 quer dizer que o vidro tem a mesma transmissão de radiação solar que um vidro comum).
Qual valor deveria escolher para seu projeto?
Quanto menor o valor, menor a entrada de calor do sol.
Transmissão Luminosa
A transmissão luminosa (em %) define o percentual de luz visível capaz de atravessar um elemento transparente ou translúcido. De influência direta sobre o desempenho lumínico de um ambiente, este valor deve ser fornecido pelos fabricantes.
Geralmente, quanto mais baixo o Fator Solar, mais baixa também a transmissão luminosa. Portanto, estudos de viabilidade de vidros com proteção solar têm que considerar o impacto na iluminação natural do ambiente, por exemplo através de simulações.
Qual valor deveria escolher para seu projeto?
Quanto maior o valor, maior a entrada de luz natural…
NORMAS RELEVANTES
ABNT NBR 15.220 “Desempenho térmico de edificações”
ABNT NBR 15.575 “Edificações habitacionais – Desempenho”
ABNT NBR 15.215 “Iluminação Natural”
ABNT NBR 10.821 “Esquadrias eficientes para edificações”
Códigos de Obras do município onde está sendo ou será construído o edifício.
Transmitância Térmica (valor-U)
Para calcular a transmitância térmica de um elemento, é necessário calcular a Resistência Térmica (RT) das camadas que compõem um elemento construtivo. A resistência térmica é o inverso da transmitância térmica – ou seja, quanto maior a resistência térmica de um material, menor a sua transmitância. A resistência térmica depende diretamente das espessuras e dos materiais de cada uma das camadas que compõem um componente construtivo.RT= e / λ
Qual valor deveria escolher para seu projeto?
Quanto menor o valor, menor a entrada de calor do ambiente externo.
INTRODUÇÃO E FUNCIONALIDADES
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TIPOLOGIAS (TIPOS E EDIFICAÇÕES)
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D
Gere um documento com recomendações de ações de eficiência energética para seu empreendimento.
Saiba mais sobre cada uma das recomendações clicando nos itens listados.
CALCULADORA FOTOVOLTAICA (FV)
A
Na área de tipologias, dentro do sistema de Geração Distribuída, você encontra o item Energia Solar Fotovoltaica. Nele, é possível acessar a Calculadora FV.
B
Na calculadora, insira os dados do seu emprendimento para estimar a viabilidade financeira e potencial fotovoltaico do seu projeto e clique em Calcular.
C
O consumo mensal do edifício é um campo opcional, porém, fornecendo esse dado você consegue prever o potencial Zero Net Energia de seu empreendimento.
MAPA DO SITE E AJUDA
A
No mapa do site, você encontra todas seções e subseções do Guia Interativo de Eficiência Energética para Edificações.
B
Se ainda estiver com dúvidas, acesso o FAQ ou envie sua mensagem para o SindusCon-SP.
O objetivo desta calculadora online é fornecer uma primeira estimativa da viabilidade financeira de instalar um sistema FV em seu empreendimento. Os resultados apresentados consideram que a área em que se deseja instalar o sistema FV não fica sombreada ao longo do dia e das diferentes estações do ano, nem parcial nem totalmente. O sombreamento pode se dar devido a presença de objetos, edificações vizinhas, vegetação ou até mesmo pela presença de outros painéis solares, e influencia significantemente a quantidade de energia elétrica que o sistema FV é capaz de gerar.
Caso tenha interesse avaliar em mais detalhes a instalação de um sistema FV em seu empreendimento,
sugerimos procurar um profissional habilitado para avaliar a viabilidade técnica do local previsto
para a instalação.
Existem diversos outros simuladores online para avaliação de viabilidade de sistemas FV, como o da
América do Sol: http://www.americadosol.org/simulador/
Ao inserir o valor do consumo médio mensal de energia na calculadora, é possível avaliar o potencial do edifício ser Zero Net Energia através da geração de energia FV local (onsite), ou seja, para que ele gere localmente a mesma quantidade de energia que consome ao longo de um ano.
Lembre-se: quanto melhor o desempenho energético de seu empreendimento, menor será o sistema de geração de energia necessário para que ele se torne Zero Net Energia.
Parabéns! Seu empreendimento tem potencial para atingir Zero Net Energia considerando apenas a geração FV local (on site).
Infelizmente seu empreendimento parece não conseguir ser Zero Net Energia, considerando apenas a geração FV local (on site). Você pode ainda: (1) recalcular seu potencial, aumentando a área de instalação dos paínéis fotovoltaicos, (2) gerar energia fora do terreno do empreendimento (off site), seguindo as normas estabelecidas pela ANEEL para autoconsumo remoto, ou (3) comprar certificados de energia renovável.
Área atual de instalação do seu empreendimento
Área necessária para atingir zero net energia
Para que seu edifício seja Zero Net Energia, você pode ainda:
