COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO

1. COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO Ou seria higroradiaeolicotérmico? Ou higroeolicoradiatérmico? CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e Urbanismo Formulado a partir de imagens e textos do livro “Eficiência energética na arquitetura”, completado com textos ecomentários meus. 2014.1 Prof. MS António Manuel C P Fernandes

2. COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO INTRODUÇÃO “Embora o clima seja bem distinto em qualquer região da Terra, o ser humano é biologicamente parecido em todo o mundo, sendo adaptável a diferentes condições climáticas ao se utilizar de mecanismos culturais como a vestimenta, a arquitetura e a tecnologia.” Embora o corpo humano tenha mecanismos automáticos de imediata resposta ao frio e ao calor, sua capacidade de adaptação é, principalmente, cultural, como dito acima. Para se entender o processo como um todo, isto é, as relações entre o meio ambiente, a arquitetura e o homem, precisamos estudar, em primeiro lugar, o comportamento higro-térmico do corpo humano frente às condições climáticas: temperatura, umidade, etc. Prof. MS Antonio Manuel Fernandes CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e no Urbanismo

3. COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO “O homem é um ser homeotérmico, ou seja, a temperatura interna do organismo tende a permanecer constante independentemente das condições do clima. Com o uso do oxigênio, o organismo promove a queima das calorias existentes nos alimentos (processo conhecido como metabolismo), transformando-as em energia. Assim é gerado o calor interno do corpo. Entretanto, sempre existem trocas térmicas entre o corpo humano e o meio.” Prof. MS Antonio Manuel Fernandes CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e no Urbanismo

4. COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO “Na figura abaixo observa-se que estas trocas podem ocorrer por condução, convecção, radiação e evaporação.” As formas de troca de calor estão sendo estudadas na revisão de termologia: precisamos distinguir com clareza cada uma das formas de troca de calor, caso contrário poderemos tomar decisões equivocadas e projetar soluções incorretas sacrificando o conforto, a sustentabilidade e desperdiçando recursos. As três primeiras, condução, convecção e radiação serão estudadas na próxima aula. Prof. MS Antonio Manuel Fernandes CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e no Urbanismo

5. COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO MECANISMOS TERMORREGULADORES “Havendo ganho ou perda de calor, pode ocorrer uma tendência ao aumento ou à diminuição da temperatura interna do organismo (situada por volta de 37º C), podendo causar danos à saúde e até mesmo a morte. Por este motivo existem mecanismos com a finalidade de manter a temperatura interna constante, chamados termoreguladores, ativados quando as condições térmicas do meio ultrapassam certas faixas.” Prof. MS Antonio Manuel Fernandes CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e no Urbanismo

6. COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO “Na presença do frio, os mecanismos termoreguladores são ativados com o objetivo de evitar perdas térmicas do corpo ou aumentar a produção interna de calor.” NO FRIO O mecanismo mais importante é a vasoconstrição da epiderme, isto é, ocorre a redução do sangue nos vasos mais próximos à pele tornando-a um excelente isolante térmico e, com isso, diminuindo a perda de calor do organismo. A pele, com isso, se esfria aproximando sua temperatura da temperatura do meio exterior e, assim, reduzindo as perdas de calor por convecção com o ar e por radiação com os elementos do entorno. Outros mecanismos são: o arrepio (reduzindo mais as perdas por convecção com o ar) e o tiritar (o tremor compulsório dos músculos obrigando a um aumento do metabolismo). Prof. MS Antonio Manuel Fernandes CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e no Urbanismo

7. COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO “No caso do calor, o primeiro mecanismo termoregulador a ser disparado é a vasodilatação periférica, que (...) aumenta a temperatura da pele, incrementando perdas de calor por convecção e por radiação. O segundo mecanismo disparado é também o mais importante para a sensação de conforto térmico: o suor.” NO CALOR O suor, que se forma nos poros da pele, ao sair, por evaporação, resfria a pele aumentando as perdas de calor do organismo e dando a sensação de menor temperatura aparente do meio. Quando a temperatura do ar está elevada mas a umidade do ar está baixa a evaporação processa-se com facilidade, resfriando a pele e tendo mais conforto. Quando a umidade está muito elevada reduz bastante o processo prejudicando o conforto: é o calor “pegajoso”, desconfortável. Entender o processo de resfriamento evaporativo é essencial. Prof. MS Antonio Manuel Fernandes CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e no Urbanismo

8. COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO VARIÁVEIS DE CONFORTO TÉRMICO AMBIENTAIS “Do meio se pode extrair os valores da temperatura do ar, temperatura radiante, umidade relativa e velocidade do ar, através de instrumentos como o termômetro de bulbo seco, o termômetro de globo, o psicrômetro giratório e o anemômetro.” A resposta humana ao ambiente térmico não depende somente da temperatura do ar como se viu na aula passada (lembram-se da brincadeira do “palavrão”?): o corpo humano, na sua avaliação de conforto ou desconforto, integra, simultânea e instantaneamente, as quatro variáveis acima descritas. Prof. MS Antonio Manuel Fernandes CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e no Urbanismo

9. COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO “Quanto maior a atividade física, tanto maior será o calor gerado pelo metabolismo. É importante ao arquiteto saber a função de sua arquitetura de forma a prever o nível de atividade realizado no seu interior...” ATIVIDADE FÍSICA O metabolismo é o processo bioquímico que converte o alimento em energia e sempre libera calor que terá que ser dispersado para o meio pelo organismo. Em clima frio isso torna-se fácil (até demais...) mas em clima quente a tarefa será mais complexa e melindrosa. Prof. MS Antonio Manuel Fernandes CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e no Urbanismo

10. COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO “A resistência térmica da roupa também é de grande importância na sensação de conforto térmico do homem. Esta variável é medida em clo: do inglês clothing.” VESTIMENTA A pele troca calor com a roupa por condução, convecção e radiação. Quanto maior a resistência térmica da roupa – mais roupa, portanto, ou mais grossa, menos calor passa por ela: daí chamar-se a roupa de frio de roupa quente e em climas quentes e amenos de roupa leve. Prof. MS Antonio Manuel Fernandes A permeabilidade da roupa interfere na passagem do vapor d’água e a sua cor na absorção da radiação, portanto, maisescuras no frio e mais claras no calor! CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e no Urbanismo

11. COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO “Fanger derivou uma equação geral de conforto para calcular a combinação das variáveis ambientais (...) atividade física e vestimenta. (...) O voto médio predito consiste em um valor numérico que traduz a sensibilidade humana ao frio e ao calor. O PMV para conforto térmico é zero, para o frio é negativo e para o calor é positivo” VOTO MÉDIO PREDITO O PMV, de -3 a +3, no eixo horizontal e no vertical o percentual de insatisfeitos, o PPD. A norma ISSO 7730 (1984), adotou o trabalho de Fanger e recomenda que a PPD deve ser menor que 10% (PMV entre -0,5 e +0,5). Prof. MS Antonio Manuel Fernandes CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e no Urbanismo

12. COMPORTAMENTO HIGRO-TÉRMICO DO CORPO HUMANO REFERÊNCIAS LAMBERTS, R; DUTRA, L; PEREIRA, F. O. R. Eficiência energética na arquitetura. S. Paulo: PW Editores, 1997. FERNANDES, A. M. C. P. Clima, homem e arquitetura. Goiânia: Trilhas Urbanas, 2006. Prof. MS Antonio Manuel Fernandes CONFORTO TÉRMICO na Arquitetura e no Urbanismo