Modelos de Conforto Térmico: Entenda a importância dos modelos de Fanger, Humphreys e Gagge na avaliação de ambientes para garantir conforto e eficiência energética.
Modelos de Conforto Térmico
O conforto térmico é um aspecto fundamental em projetos de engenharia, especialmente na climatização de edifícios e espaços internos. Diferentes modelos de conforto térmico ajudam a avaliar e prever a resposta das pessoas às condições ambientais, garantindo ambientes agradáveis e eficientes do ponto de vista energético. Neste artigo, discutiremos alguns dos principais modelos de conforto térmico.
Modelo de Fanger
Desenvolvido por P.O. Fanger na década de 1970, o Modelo de Fanger é um dos mais conhecidos no estudo do conforto térmico. Ele baseia-se no índice PMV (Predicted Mean Vote) e no PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied). O PMV prevê a média das opiniões de um grande grupo de pessoas sobre o conforto térmico em uma escala de -3 (frio) a +3 (quente), enquanto o PPD indica a porcentagem de pessoas que provavelmente estarão insatisfeitas com a temperatura.
- PMV – Voto Médio Predito: Calculado considerando fatores como temperatura do ar, temperatura radiante média, umidade relativa, velocidade do ar, atividade metabólica (\(M\)) e isolamento das roupas (\(I_c\)).
- PPD – Percentual de Pessoas Insatisfeitas: Derivado do PMV, este índice prevê a percentagem de ocupantes insatisfeitos com as condições térmicas. Existe uma relação empírica entre PMV e PPD, dada pela fórmula:
\[
PPD = 100 – 95 \times \exp\left(-0.03353 \times PMV^4 – 0.2179 \times PMV^2\right)
\]
Este modelo é amplamente utilizado em normas internacionais e é fundamental para projetar sistemas de calefação, ventilação e ar-condicionado (HVAC).
Modelo de Humphreys
O Modelo de Humphreys, também conhecido como teoria adaptativa, sugere que as pessoas se adaptam à temperatura ambiente ao longo do tempo. Baseado em pesquisas empíricas, este modelo propõe que o conforto térmico depende de uma faixa de temperaturas operacionais que variam com o clima externo e histórico térmico dos ocupantes.
- Princípio Adaptativo: Os indivíduos mudam suas roupas, a atividade, e fazem ajustes em sua aparência física ou comportamento para atingir o conforto térmico.
- Faixas de Temperatura: Em climas quentes, as pessoas aceitam temperaturas internas mais altas, enquanto em climas frios, aceitam temperaturas mais baixas.
Este modelo é especialmente relevante para edifícios naturalmente ventilados, onde as condições de temperatura interna podem variar consideravelmente com as condições externas.
Modelo de Gagge
Developed by A.P. Gagge, this model incorporates the concept of Standard Effective Temperature (SET) and focuses on the heat balance of the human body. The model considers both the physiological responses and psychological perception of thermal environments.
- Equação de Balanço Térmico: \[ M – W = Q \] onde \(M\) é a taxa metabólica, \(W\) é o trabalho mecânico realizado, e \(Q\) é o calor dissipado pelo corpo.
- Temperatura de Efeito Padrão (SET): Um índice que considera a taxa de calor expelida pela pele de uma pessoa e a temperatura média radiante, proporcionando uma medida objetiva do conforto térmico.
Este modelo é frequentemente utilizado em estudos de fisiologia humana e em pesquisas sobre o impacto de ambientes extremos no conforto térmico.
Conclusão
Os modelos de conforto térmico são ferramentas essenciais para engenheiros e arquitetos projetarem ambientes confortáveis e eficientes. Cada modelo oferece uma perspectiva única e é aplicável em contextos específicos. Compreender e utilizar esses modelos adequadamente garante o bem-estar dos ocupantes e otimiza o uso de energia nos edifícios.
