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SOBRE O CONFORTO TÉRMICO

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CONFORTO TÉRMICO - DEFINIÇÃO

 

A ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc.) apresenta a seguinte definição para o que venha a ser conforto térmico:

 

 

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A TERMORREGULAÇÃO

A temperatura interna do organismo humano é mantida devido ao aparelho termorregulador, que comanda a redução dos ganhos ou aumento das perdas de calor através de alguns mecanismos de controle.

A termorregulação, apesar de ser um mecanismo natural de controle, representa esforço extra, e conseqüentemente uma queda da potencialidade de trabalho.
O organismo humano experimenta sensação de conforto térmico quando perde para o ambiente, sem recorrer a nenhum mecanismo de termorregulação, o calor produzido pelo metabolismo.

Quando as perdas de calor são inferiores às necessárias para manutenção de sua temperatura interna constante, o organismo reage por meio de seus mecanismos automáticos – sistema nervoso simpático, o que provoca, entre outras, a fadiga termo-higrométrica, que é resultante do trabalho excessivo do aparelho termorregulador devido à existência de condições ambientais desfavoráveis, principalmente a temperatura do ar.

Estudos demonstram que, para o trabalho físico, o aumento de temperatura de 20ºC para 24ºC diminui o rendimento em 15%. A 30ºC de temperatura ambiente e umidade relativa de 80%, o rendimento cai 28%.

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CONFORTO TÉRMICO EM ESPAÇOS INTERIORES


Há métodos para quantificar o conforto térmico que tem sido especialmente útil para projetistas e fornecedores de sistemas de climatização e permitiu, durante muitos anos, dimensionar corretamente os sistemas.

Investigações provaram que a nossa sensação de conforto térmico não é absoluta, mas sim adaptativa – e essa capacidade de nos adaptarmos às condições climáticas do contexto em que estamos torna-se mais ampla, mais tolerante, quando o clima em causa resulta de um contexto natural (ao contrário de um artificial).

As investigações revelaram ainda outro resultado: a temperatura e a umidade relativa que nos fazem sentir confortáveis em espaços interiores é variável e possui uma forte relação com a temperatura média no exterior.

 

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INCOVENIÊNCIA DOS SITEMAS DE AR CONDICIONADOS

Nos últimos 30 anos ocorreram muitas inovações que mudaram o mundo, porém quando observamos o conceito dos projetos de sistemas de ar condicionado daquela época e o atual, pode-se observar que quase nada mudou.

O acidente ocorrido em 1976 na Filadélfia, quando centenas de pessoas foram vitimadas (dezenas delas fatalmente!) pela então desconhecida Legionella pneumophila, que tem nos sistemas de ar condicionado o ambiente mais propício para o seu surgimento e proliferação, motivou o estudo da qualidade do ar em ambientes climatizados, inaugurando uma nova ciência que alterou os conceitos de concepção dos sistemas de climatização para conforto térmico.

A trágica ocorrência que envolveu o então Ministro das Comunicações Sérgio Mota (vitimado fatalmente pela contaminação contraída do sistema de ar condicionado de seu escritório), também deu origem à Portaria 3.523 do Ministério da Saúde, ferramenta de fiscalização dos sistemas de ar condicionado para a vigilância sanitária, pois entendeu-se que este é um problema de saúde pública. As ações de fiscalização, ainda que tímidas, estão ocorrendo em todo o território nacional, existindo várias notificações aplicadas, ações do Ministério Público, etc. Porém, os projetos atuais de ar condicionado não estão adequados para atender às exigências.

É necessário rever os conceitos no sentido de garantir que a qualidade em climatização é aquela que considera não apenas o conforto, mas principalmente a saúde dos usuários.

A influência do ar condicionado na incidência de doenças respiratórias, entretanto, não segue a lógica dos benefícios da renovação do ar ambiente. A exposição a ele realmente favorece o aparecimento de infecções respiratórias agudas, mas não pelo fato de baixar a temperatura do ambiente (o ar quente exerce o mesmo efeito deletério), e sim porque o ar condicionado desidrata o ar e resseca o muco protetor que reveste as mucosas das vias aéreas. O ressecamento da superfície do epitélio respiratório destrói anticorpos e enzimas que atacam germes invasores, predispondo-nos às infecções.

Ar condicionado não é sinônimo único de climatização para conforto higrotérmico. Outros sistemas, especialmente o resfriamento evaporativo, são perfeitamente capazes de proporcionar ambiente adequado ao bom desempenho das atividades no trabalho, consumindo 10% da energia despendida com o ar condicionado.

Há tempos os projetistas, legisladores, fabricantes de equipamentos, etc. lutam para encontrar solução viável para a seguinte questão: proporcionar aos sistemas de ar condicionado que a saudável renovação do ar seja aplicada sem expressivos custos adicionais de aquisição e operação.

Um levantamento realizado em diversos ambientes climatizados do Brasil apontou expressiva concentração de gás carbônico (CO2).
Em 29 estabelecimentos verificados, 12 apresentaram níveis de medições do gás 41,38% acima do limite estabelecido pela legislação brasileira, de 1000 ppm (partes por milhão).

As taxas de CO2 acima de 800 partes por milhão (ppm) estão associadas ao aumento de 50 a 100% na ocorrência de problemas respiratórios e de 10 a 500% no aumento de sintomas relacionados à Síndrome dos Edifícios Doentes. Mesmo em indivíduos saudáveis e assintomáticos, a baixa renovação do ar resultará em sonolência e queda da produtividade em toda a população exposta. As medições também apontaram o inverno, classicamente descrito como estação de risco, como a época em que as condições de CO2 estão mais elevadas.

Controlar a concentração de CO2 proporciona um ambiente mais saudável, pois há uma maior circulação de ar no espaço, o que os torna ambientalmente corretos, pois não é bom para a saúde permanecer em ambiente fechado, como ocorre com o ar condicionado, onde não há renovação do ar e onde circulam bactérias.

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As limitações dos sistemas de ventilação mecânica


É possível compreender que os sistemas de ventilação mecânica têm como principal fator limitante a temperatura do ar externo que será transferido para o interior das edificações.

Desta forma, o ar externo a 35°C certamente não proporcionará que temperatura no ambiente interno será inferior a isto.

No limite das condições climáticas estabelecidas, é possível obter com o resfriamento evaporativo, redução nas demandas de ar para remoção de cargas térmicas que variam entre 20% e 85% do que seria necessário utilizando-se apenas ventilação mecânica, conforme demonstrado abaixo.

Isto implica que a demanda de energia para atingir o mesmo resultado acompanha estas mesmas proporções.

 

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Normas e Regulamentações

INSTRUÇÃO NORMATIVA N° 01 DE 19/01/10: Dispõe sobre os critérios de sustentabilidade ambiental na aquisição de bens, contratação de serviços ou obras pela Administração Pública Federal direta, autárquica e fundacional.

Art. 4º Nos termos do art. 12 da Lei nº 8.666, de 1993, as especificações e demais exigências do projeto básico ou executivo, para contratação de obras e serviços de engenharia, devem ser elaborados visando à economia da manutenção e operacionalização da edificação, a redução do consumo de energia e água, bem como a utilização de tecnologias e materiais que reduzam o impacto ambiental, tais como:

I – uso de equipamentos de climatização mecânica, ou de novas tecnologias de resfriamento do ar.

ARTIGOS DA CLT (atualizada pela Lei nº 6.514, de 22 de dezembro de 1977) que tratam do conforto térmico:

Art. 176: Os locais de Trabalhos deverão ter ventilação natural, compatível com o serviço realizado. Parágrafo único: a ventilação artificial será obrigatória sempre que natural não preencher as condições de conforto térmico.

Art. 177: Se as condições de ambiente se tornam desconfortáveis, em virtude de instalações geradoras de frio ou de calor, será obrigatório o uso de vestimenta adequada para o trabalho em tais condições ou de capelas, anteparos, paredes duplas, isolamento térmico e recursos similares, de forma que os empregados fiquem protegidos contra as radiações térmicas.

NR-15: tem sua existência jurídica assegurada, em nível de legislação ordinária, através dos artigos 189 e 192 da CLT: estabelece em seu anexo n°3 a metodologia do IBUTG (Índice de bulbo úmido e termômetro de globo), detalhadamente descrita na Norma de Higiene Ocupacional NHO-06 editada pela Fundacentro do Ministério do Trabalho e Emprego.

RESOLUÇÃO N° 09 DA ANVISA: Orientação Técnica sobre Padrões Referenciais de Qualidade do Ar Interior em ambientes climatizados artificialmente de uso público e coletivo.

ABNT NBR 16401: Instalações de ar-condicionado - Sistemas centrais e unitários, elaborada pelo ABNT/CB-55 – Refrigeração, Ar-condicionado, Ventilação e Aquecimento.

ISO 7243: Hot environments – Estimation of the heat stress on working man, based on the WBGT-index (wet bulb globe temperature). Esta norma define a metodologia para estimar-se o stress térmico através do IBUTG em ambientes com e sem radiação solar.

ISO 7933: Hot environments – Analythical determination and interpretation of thermal stress using calculation of required sweat rate. Nesta norma, temos uma descrição de um método analítico para o cálculo do stress térmico. Ao contrário da ISO 7243 também de 1989, que prescreve a estimação da carga térmica em função do WBGT-index (ou IBUTG) através de um método de diagnóstico, a ISO 7933 opta por um método analítico utilizando uma taxa de sudorese requerida.

ISO 8996: Ergonomics – Determination of metabolic heat production. Apresenta uma metodologia para determinação da produção do calor metabólico, através da análise de fatores como a conversão de energia química em térmica, medidas de carga muscular e em função da atividade desenvolvida.

ISO 9886: Evaluation of thermal strain by physiological measurements. Esta norma descreve métodos para medição e interpretação de alguns fatores fisiológicos, como a temperatura do corpo e da pele, o batimento cardíaco e a perda de massa muscular, objetivando o estudo direto da aceitação da carga térmica em função da atividade desenvolvida.

ISO/TR 11079: Evaluation of cold environments – Determination of requisite clothing insulation (IREC). Esta norma propõe métodos e estratégias para associar os estudos de carga térmica associados à ambientes frios.

ISO 7730: Moderate thermal environments – Determination of the PMV and PPD indices and specification of the conditions for thermal comfort. Esta norma está baseada nos estudos de Fanger, e objetiva predizer a sensação térmica e porcentagem de pessoas insatisfeitas em função das condições térmicas e ambientais.

ISO 9920: Ergonomics of the thermal environmental – Estimation of the thermal insulation and evaporative resistance of a clothing ensemble. Analisa a influência da vestimenta no conforto térmico, em função da textura, da resistência à evaporação e da influência da movimentação do corpo e ventilação na estimação da carga térmica da atividade.

ISO 10551: Ergonomics of the thermal environment – Assessment of the influence of the thermal environment using subjective judgement scales. Esta norma propõe fundamentações e escalas subjetivas para análise da influência das condições térmicas.