CONFORTO TÉRMICO
O conforto térmico é um estado de bem-estar físico e mental que expressa satisfação da pessoa com o ambiente térmico ao seu redor. Ou seja, a pessoa não sente nem calor ou frio nesse ambiente. . Este estado pode estar associado à individualidade de cada pessoa, o que faz com que um ambiente ameno possa ser considerado confortável para uns, e desconfortável para outros.
Assim, as diferentes visões de conforto térmico podem, na prática, resultar em diferentes conjunções de tecnologia e comportamento. Culturalmente, sabe-se que a temperatura de conforto pode variar entre 18 e 32 °C, o que depende, principalmente, da relação entre a temperatura do ar interno e externo de um local.
VARIÁVEIS
Para entender melhor os padrões de conforto térmico humano, é preciso antes entender que existem diversas variáveis que podem influenciar nesta condição. São elas as ambientais (climáticas) e as individuais (subjetivas), conforme apresentado abaixo.
Variáveis ambientais
Temperatura
do ar (ºC)
Umidade
relativa do ar
(%)
Velocidade
do ar
(m/s)
Temperatura
radiante de um
ambiente (ºC)
Variáveis individuais
Atividade
metabólica
(met)
Particularidades
físicas de uma
pessoa
Vestimenta
(clo)
A aclimatação, processo físico do organismo que faz com que nos adaptemos às mudanças climáticas que ocorrem ao nosso redor, depende não apenas de fatores fisiológicos e psicológicos de uma pessoa, mas também de fatores comportamentais.
Fatores fisiológicos
São aqueles que incluem as mudanças nas respostas fisiológicas das pessoas; ou seja, o resultado da exposição prolongada aos diferentes ambientes térmicos que acabam se tornando parte da herança genética de um indivíduo ou grupo de pessoas.
Fator psicológico
Está relacionado às percepções e reações das informações sensoriais que um indivíduo recebe, sendo atenuado diretamente pela sensação e expectativa ao clima interno (hábitos e a exposição repetida ou crônica a um determinado ambiente, o que conduz à uma diminuição da intensidade da sensação evocada anteriormente).
Fatores comportamentais
São aqueles inerentes às modificações conscientes ou inconscientes de uma pessoa para alterar seu estado térmico de forma pontual (por meio da roupa, atividade ou postura), tecnológica (abrir ou fechar janelas, ligar ventiladores ou aparelhos de ar condicionado) ou cultural.
É interessante discutir tais fatores pois estes podem ditar alguns dos cenários construtivos mais comuns que observamos no Brasil e mundo afora, gerados pelo que podemos chamar de “múltiplas estratégias para se atingir conforto térmico”. Tais cenários compreendem desde os bairros residênciais mais antigos, onde se construiam grandes sacadas para o deleite térmico de seus habitantes, até os mais modernos centros empresariais com seus edifícios totalmente climatizados, que, além de gerar situações de insatisfação térmica, geram também grande dispêncio de energia para seu funcionamento. Resumidamente, entender a subjetividade dos ocupantes de uma edificação e os parâmetros que regem o conforto térmico pode levar a projetos arquitetônicos mais eficientes do ponto de vista humano e econômico.
Relação entre conforto térmico e construção
A discussão acerca da relação entre conforto térmico e projeto arquitetônico concentra-se atualmente nos edifícios constantemente climatizados, que não necessariamente são aqueles que entregam as melhores condições de habitabilidade e satisfação térmica aos seus ocupantes. Estudos atuais mostraram que espaços com sistemas centrais de condicionamento ambiental detêm forte tendência ao resfriamento exacerbado durante o verão e ao aquecimento desnecessário durante o inverno, sendo a preponderância pelo resfriamento além do desejado a de efeito maior nas queixas dos ocupantes (ZHANG et al., 2015). Além do desconforto por frio, espaços constantemente condicionados podem atrair outras implicações humanas como o ganho de peso e o aumento do número de casos de diabetes (KEITH et al., 2006; MCALLISTER et al., 2009; VAN MARKEN LICHTENBELT, 2011).
ESTRATÉGIAS PASSIVAS
Em climas quentes e úmidos, estratégias passivas como o simples incremento nos valores de velocidade do ar podem ser bem aceitas e até mesmo desejadas pelos ocupantes de uma edificação (e inclusive muitas vezes evitar a utilização do ar condicionado). Isso porque a ventilação exerce um papel importante no conforto, promovendo as trocas térmicas entre o corpo e o ambiente por meio da convecção e evaporação. A partir do momento em que os efeitos da velocidade do ar no conforto térmico passaram a ser melhor estudados e valorizados, a especulação de ambientes que operam sob o modo misto de ventilação tem sido constante; esses ventilam naturalmente por meio da abertura de janelas (tanto automaticamente, quanto manualmente), ao mesmo tempo em que mantém o ambiente fechado, utilizando o condicionamento artificial.
Tais edificações costumam apresentar altos níveis de conforto térmico devido à autonomia dada aos seus ocupantes, que de forma geral apreciam a oportunidade de modificar esse ambiente por meio do acesso ao ar fresco, à brisa do vento e ao ambiente ao ar livre. Além da satisfação térmica promovida, é possível ainda ampliar o intervalo de temperaturas no qual os ocupantes se sentem confortáveis, enquanto nos espaços condicionados artificialmente têm-se intervalos mais conservadores independentemente da condição do ambiente externo, clima ou estação do ano (conforme figura abaixo).
Sistema de controle pessoal: expansão nos limites de conforto
térmico e economia de energia em diferentes climas
Fonte: Hoyt et al. (2009).
Estratégias Complementares (PCS)
Adicionalmente às edificações que operam de forma mista, outra estratégia complementar que pode ampliar ainda mais a zona de conforto térmico, sem necessariamente recorrer à climatização artificial, são os Sistemas Personalizados de Controle – PCS (ver figuras anterior e abaixo), como os ventiladores de mesa, as cadeiras aquecidas ou resfriadas, aquecedores de pés etc. Os PCS são particularmente interessantes como ferramenta de satisfação térmica individual focada nos ocupantes de diferentes faixas etárias, gêneros, massa corporal, hábitos relacionados à vestimenta, taxa metabólica e adaptação térmica. Desta forma, é possível manter um ambiente confortável em um cenário onde existem diversas formas de climatização, e diferentes grupos de pessoas, o que muitas vezes faz com que a autonomia destes seja limitada.
FORMAS DE AVALIAR O CONFORTO TÉRMICO
Normas Internacionais
A avaliação de conforto térmico em ambientes internos pode ser realizada principalmente segundo as normas apresentadas abaixo:
ASHRAE 55
A avaliação de conforto térmico em ambientes internos pode ser realizada principalmente segundo a norma americana “ASHRAE 55 – Thermal environmental conditions for human occupancy” (última revisão publicada em 2017), que trata das condições térmicas ambientais para a ocupação humana e passa por constantes atualizações. No entanto, existem ainda outras normas.
ISO 7730
A última revisão da “ISO 7730 – Moderate thermal environments – calculation of the PMV and PPD indices”“ de 2005, é focada principalmente no modelo e cálculo do PMV/PPD.
EN 15251
Norma europeia “EN 15251 – Indoor environmental input parameters for design and assessment of energy performance of buildings: addressing indoor air quality, thermal environment, lighting and acoustics”, revisada em 2012, que além do conforto térmico, trata também da qualidade interna do ar, iluminação e acústica.
NORMAS NACIONAIS
No Brasil, não existem normas específicas para a avaliação de conforto térmico, se restringindo à versão de 1990 da “Norma Regulamentadora NR 17 – Ergonomia”, e a parte dois da “NBR 16.401 – Instalações de ar-condicionado – sistemas centrais e unitários”, revisada em 2006 e publicada pela última vez em 2008. Recentemente, Lamberts et al. (2013) elaboraram uma proposta para uma nova norma de conforto térmico brasileira com base no texto proposto pela ASHRAE 55, revisão de 2013. Este documento já foi editado e incorporado à parte 2 da NBR 16.401, e atualmente aguarda a abertura para consulta pública e posterior publicação.
Métodos
Tanto a norma americana ASHRAE 55 como a proposta de norma brasileira NBR 16.401-2 apresentam dois métodos principais para a avaliação de conforto térmico em espaços internos.
1
Modelo de P.O. Fanger – PMV/PPD (Predicted Mean Vote e Predicted Percentage of Dissatisfied)
O primeiro, e mais tradicional, é proveniente do modelo de P.O. Fanger – PMV/PPD (Predicted Mean Vote e Predicted Percentage of Dissatisfied) e usualmente utilizado para a avaliação em espaços com condições estáticas de temperaura e baixa movimentação do ar. O PMV é um índice de conforto térmico derivado de equações que envolvem o balanço de calor do nosso corpo, estimando assim a sensação térmica de um grupo de pessoas em um mesmo ambiente a partir das seis variáveis climáticas e subjetivas descritas anteriormente; o PPD é um índice derivado do PMV que estima o percentual de pessoas que podem estar insatisfeitas térmicamente neste mesmo ambiente.
2
Faixa de temperatura aceitável em ambientes ventilados naturalmente
O segundo método possui uma abordagem completamente oposta, sendo voltado para espaços essencialmente ventilados naturalmente, onde os ocupantes possuem uma gama maior de oportunidades adaptativas. Desta forma, o intervalo de temperaturas aceitáveis é expandido, considerando inclusive os valores de velocidade do ar e seu efeito na percepção térmica (ver gráfico abaixo). Adicionalmente à extenção do limite superior da zona quando verificado a alta velocidade do ar em um ambiente, a proposta de norma brasileira considera ainda um ajuste no limite inferior de temperatura em função da adaptação da vestimenta (também conhecida como “clo”, ver figura abaixo).
Método 2 – Faixa de temperatura aceitável em ambientes ventilados naturalmente
Fonte: Proposta de norma brasileira de conforto térmico,clique aqui para saber mais.
A partir do auxílio da ferramenta disponibilizada online gratuitamente pelo Center for the Built Environment (CBE), é possível realizar a avaliação do ambiente térmico com base nos dois modelos discutidos, conforme os parâmetros determinados pela ASHRAE 55.
referências
- HOYT, T.; HO, K.; ZHANG, H.; ARENS, E.; WEBSTER, T. Energy savings from extended air temperature setpoints and reductions in room air mixing. Proceedings of International Conference on Environmental Ergonomics. Anais… , 2009. August 2-7, Boston.
- KEITH, S. W.; REDDEN, D. T.; KATZMARZYK, P. T.; et al. Putative contributors to the secular increase in obesity: exploring the roads less traveled. International journal of obesity (2005), v. 30, n. 11, p. 1585–94, 2006.
- LAMBERTS, R.; CâNDIDO, C.; DE DEAR, R.; DE VECCHI, R. Towards a brazilian standard on thermal comfort.
- VAN MARKEN LICHTENBELT, W. Human brown fat and obesity: methodological aspects . Frontiers in endocrinology, v. 2, n. October, p. 52, 2011.
- MCALLISTER, E. J.; DHURANDHAR, N. V; KEITH, S. W.; et al. Ten putative contributors to the obesity epidemic . Critical reviews in food science and nutrition, v. 49, n. 10, p. 868–913, 2009.
- ZHANG, H.; ARENS, E.; PASUT, W. Thresholds for indoor thermal comfort and perceived air quality . April, p. 1–18, 2010.
- ZHANG, H.; ARENS, E.; ZHAI, Y. A review of the corrective power of personal comfort systems in non-neutral ambient environments. Building and Environment, v. 91, p. 15–41, 2015.
