Análise das condições de conforto térmico no clima quente e úmido de São Luís (MA): estudos de campo em salas de aula naturalmente ventiladas e climatizadas

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo, Florianópolis, 2018.Esta pesquisa visa a investigação acerca das condições de aceitabilidade e conforto térmico humano em salas de aula naturalmente ventiladas controladas por seus ocupantes, no contexto do clima tropical equatorial quente-úmido da cidade de São Luís (Maranhão, Brasil). Nesse contexto, os usuários de ambientes naturalmente ventilados apresentam-se suscetíveis ao desconforto por calor, tendo em vista as elevadas temperatura e umidade do ar interno, o que provoca a demanda por maior movimento do ar nesses espaços. Com o objetivo de avaliar a influência das variáveis ambientais internas (temperatura operativa, umidade relativa do ar e velocidade do ar) na percepção térmica dos ocupantes, foram realizados estudos de campo em salas de aula do Curso de Arquitetura e Urbanismo da Universidade Estadual do Maranhão (CAU/UEMA), divididos em duas etapas: nos períodos letivos de março e abril de 2017 (estação quente e chuvosa) e de setembro e outubro de 2017 (estação quente e seca). Os estudos de campo consistiram em medições de variáveis ambientais internas in loco, em paralelo à aplicação de questionários para a avaliação do ambiente térmico e do movimento do ar, no decorrer das aulas. Além das salas de aula naturalmente ventiladas, ambientes climatizados por ar condicionado também foram incorporados à pesquisa, uma vez que ofereceram outras condições de temperatura e umidade (amostra de comparação). Obtiveram-se, no total, 2680 votos de percepção térmica, sendo 1650 em ambientes naturalmente ventilados e 1030 em ambientes com ar condicionado ativo. O cruzamento entre os votos de percepção térmica e as variáveis ambientais, para a amostra em salas naturalmente ventiladas, resultou em maior influência da temperatura operativa sobre a percepção térmica dos estudantes, e maior influência da velocidade do ar sobre a avaliação do movimento do ar. A umidade relativa do ar teve impacto negativo sobre os votos de percepção térmica quando a temperatura operativa foi superior a 30 °C, ao passo que a velocidade do ar teve papel fundamental na redução do desconforto térmico por calor, conforme esperado. A condição de 80% de aceitabilidade térmica foi atingida a uma combinação de 31 °C de temperatura operativa e de no mínimo 0,20 m/s de velocidade do ar. A condição de 80% de conforto térmico, por sua vez, foi verificada a 30 °C com, no mínimo, 1 m/s de velocidade do ar. Os resultados indicaram grande aceitação das condições internas de calor e a importante influência das variáveis ambientais estudadas sobre a percepção térmica dos estudantes nos espaços naturalmente ventilados em questão.Abstract : This research aims to investigate human thermal acceptability and comfort conditions in naturally ventilated classrooms controlled by their occupants, considering the hot-humid equatorial tropical climate of São Luís (Maranhão, Brazil) city. In this context, users of naturally ventilated environments are susceptible to heat discomfort, due to high temperature and humidity of the air, therefore demanding greater air movement in these spaces. In order to evaluate the influence of internal environmental variables (operative temperature, relative air humidity and air velocity) on occupant s thermal perception, field studies were conducted in the classrooms of Universidade Estadual do Maranhão university, Faculty of Architecture and Urbanism (CAU/UEMA), divided into two campaings: March and April 2017 (hot and rainy season) and September and October 2017 (hot and dry season). The field studies consisted in measuring internal environmental variables in loco and applying questionnaires for thermal environment and air movement evaluation during the classes. In addition to the naturally ventilated classrooms, air-conditioned rooms were also incorporated into the research, since they offered different temperature and humidity conditions (comparison sample). A total of 2680 thermal perception votes were obtained: 1650 in naturally ventilated environments and 1030 in air conditioned environments. The cross-tabulations between thermal perception votes and environmental variables, for the naturally ventilated sample, resulted in a greater influence of operative temperature on student s thermal perception, and greater influence of air velocity on air movement evaluation. Relative air humidity had significant negative impact on thermal perception votes when operative temperature was above 30 °C, while the air velocity played a key role in reducing thermal discomfort by heat, as expected. The 80% thermal acceptability condition was reached at a combination of 31 °C operative temperature and air velocity of at least 0.20 m/s. The condition of 80% thermal comfort was verified at 30 °C with air velocity of at least 1 m/s. The results indicated great acceptance of internal conditions and the influence of environmental variables over student s thermal perception in these naturally ventilated spaces