Análise de conforto térmico em ambiente escolar: estudo de caso em escala microclimática

Autores

DOI:

https://doi.org/10.55761/abclima.v32i19.15749

Palavras-chave:

Arduino; air humidity, air temperature.

Resumo

Estudos sobre conforto térmico vêm sendo desenvolvidos por pesquisadores há décadas, sobretudo com o intuito de averiguar o bem-estar de usuários de ambientes fechados. O objetivo deste trabalho foi monitorar duas salas nas dependências do Instituto Federal do Paraná de Quedas do Iguaçu, obtendo dados horários de umidade e temperatura do ar para o cálculo da temperatura do ponto de orvalho (Td) e, assim, do índice de desconforto térmico (Idk). Foram levantados dados entre os meses de novembro de 2018 e fevereiro de 2020, totalizando mais de sete mil registros para cada ambiente, o que permitiu uma análise das condições térmicas ao longo das quatro estações do ano. Houve diferenças importantes entre os ambientes, sendo a sala dos alunos, em média, 3oC superior à sala dos professores, registrando 49,3% dos dados como desconforto/estresse para o calor, enquanto na sala dos professores esse índice foi de apenas 16,0%, sem registros de estresse por calor. A metodologia proposta proporcionou um grande volume de dados consistentes sobre conforto/desconforto térmico nos ambientes analisados. Assim, é importante que instrumentos de baixo custo como este produzam dados primários e de maneira automatizada, uma vez que permitem estudos sobre microclimas com alto grau de detalhamento.

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Biografia do Autor

André Luiz Souza Celarino, Instituto Federal do Paraná (IFPR) – Campus Quedas do Iguaçu

Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Geomorfologia e Pedologia.

Marina Sória Castellano , Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE) – Campus Francisco Beltrão

Possui Bacharelado e Licenciatura em Geografia pela Universidade Estadual de Campinas (2007), mestrado em Geografia pela Universidade Estadual de Campinas (2010) e doutorado em Geografia pela Universidade Estadual de Campinas (2016). Atua nas áreas de climatologia, desastres naturais, vulnerabilidade e extremos. Atualmente é Professora Adjunta da Universidade Estadual do Oeste do Paraná, campus de Francisco Beltrão.

Thiago Giebmeyer , Instituto Federal do Paraná (IFPR) – Campus Quedas do Iguaçu

Atualmente estudante do 4 Ano do Curso Técnico em Informática no Campus Avançado Quedas do Iguaçu. Ex-bolsista no projeto de Pesquisa sobre Avaliação de Ambientes Internos com sensores conectados ao Arduino. Linguagens de programação: C, C++, Java, MySql. Todas as linguagens em nível intermediário. Atuando principalmente no seguinte tema: Arduino, conforto térmico.

Referências

ALI, A. S.; ZANZINGER, Z.; DEBOSE, D.; STEPHENS, B. Open source building science sensors (OSBSS): a low-cost arduino-based platform for long-term indoor environmental data collection. Building and Environment, n. 100, p. 114-126, 2016. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2016.02.010

AULICIEMS, A.; SZOKOLAY, S. V. Thermal confort. Brisbane, PLEA in association with Dept. of Architecture, University of Queensland, 2007.

BAMODU, O.; OSEBOR, F.; XIA, L.; CHESHMEHZANGI, A.; TANG, L. Indoor environment monitoring based on humidity conditions using a low-cost sensor network. Energy Procedia, n. 145, 464–471, 2018. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2018.04.093

BRACARENSE, L. dos S. F. P; DE LA CRUZ, B. C. B.; MONTEIRO, A. J. F.; SANTOS, A. P. F.; VENÂNCIO, S. L. A.; PEREIRA, E. C. Índices de conforto térmico: limitações e variações de classificação. In: 8º CONGRESSO LUSO-BRASILEIRO PARA O PLANEJAMENTO URBANO, REGIONAL, INTEGRADO E SUSTENTÁVEL (PLURIS), 2018, Coimbra, Portugal. Anais [...], Coimbra, 24 a 26 de outubro de 2018. v. 1, p. 1263-1275.

COSTA, R. L. Cenários Futuros de Mudanças Climáticas e Impactos do Conforto Térmico Humano em Áreas Urbanizadas. 2017. 158 f. Tese (Doutorado em Geociências Aplicadas) - Instituto de Geociências Aplicadas, Universidade de Brasília, Brasília.

CUI, W.; CAO, G.; PARK, J. H.; OUYANG, Q.; ZHU, Y. Influence of indoor air temperature on human thermal comfort, motivation and performance. Building and Environment, v. 68, p. 114-122, 2013. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2013.06.012

FANGER, P. O. Thermal Confort. New York: McGraw-Hill Book Company, 1970.

FERNANDES, T. ; BORGES, R. T.; NOVAIS, J. W. Z. ; CURVO, A. D.; NASCIMENTO, V. L. do; JUNIOR, M. A. da S.; FERNANDES, T. Avaliação do conforto térmico ambiente em uma unidade do Centro de Referência de Assistência Social (CRAS). Research, Society and Development, v. 8, p. 1-14, 2019. https://doi.org/10.33448/rsd-v8i4.957

FROTA, A. B.; SCHIFFER, S. R. Manual de conforto térmico. São Paulo: Studio Nobel, 2001.

GARCIA NETO, P. D.; LEITE, G. N. P.; FERRAZ, K. A.; OCHOA, A. A. V. Dimensionamento e construção de um dispositivo para a medição e controle de parâmetros de conforto térmico de baixo custo através da plataforma arduino. In: XVI CONBRAVA - Congresso Brasileiro de Refrigeração, Ar-Condicionado, Ventilação, Aquecimento e Tratamento de Ar, 2019, São Paulo. Anais eletrônicos Conbrava, São Paulo, 2019. Disponível em: http://schenautomacao.com.br/abrava/anais/trabalhos.php. Acesso em dezembro de 2021.

GUTIERREZ, A. B; MARCHAND, C. M.; REDONDO, M. G.; GARCIA, A. G. Incorporación de las TIC en la enseñanza y el aprendizaje en la toma de medidas de confort y transmisión de calor. Advances in Building Education / Innovación Educativa en Edificación, v. 2, n. 2, p. 990-104, mai./ago. 2018. https://doi.org/10.20868/abe.2018.2.3791

IPCC - INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE. Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Reporto f the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, 2021.

JIANG, J.; WANG, D.; LIU, Y.; XU, Y. LIU, J. A study on pupils' learning performance and thermal comfort of primary schools in China. Building and Environment, n. 134, p. 102-113, 2018. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2018.02.036

KARAMI, M.; MCMORROW, G. V.; WANG, L. Continuous monitoring of indoor environmental quality using an Arduinobased data acquisition system. Journal of Building Engineering, n. 19, p. 412-419, 2018. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2018.05.014

KAWAMURA, T. Distribution of discomfort index in Japan in summer season. International Journal of Biometeorology, v.17, p.460-466, 1965.

LIU, H.; MA, X.; ZHANG, Z.; CHENG, X.; CHEN, Y.; KOJIMA, S. Study on the Relationship between Thermal Comfort and Learning Efficiency of Different Classroom-Types in Transitional Seasons in the Hot Summer and ColdWinter Zone of China. Energies, n. 14, 2021. https://doi.org/10.3390/en14196338

MARÇAL, V. G.; SOUZA, H. A.; COELHO, F. F. M.; MARÇAL, C. C. S. Relevância e percepção do conforto térmico no processo de aprendizagem em sala de aula. Boletim Técnico do Senac, v. 44, p. 190-201, 2018.

MÁRQUEZ, C. A. C. Estudio de parámetros de confort higro-térmico en ambientes arquitectónicos contiguos a envolventes construidas con sistemas de hormigón y poliestireno expandido. 2016. 106 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologias da Edificação) - Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de Guayaquil, Guayaquil, Equador.

MOBARAKI, B.; KOMARIZADEHASL, S.; PASCUAL, F. J. C. Determination of environmental parameters based on arduino based low-cost sensors. Recent Trends in Construction Engineering and Education - RTCEE International Conference, 2020, Cuta. Anais RTCEE International Conference, Cuta, Set./2020, p. 99-104.

MOLINA, J. O.; RÍOS, H. F.; GÓMEZ, M. M.; HORN, M. J. Thermophysical characterization of vernacular wall materials: measurements of specific heat and density, Journal of Physics: Conference Series, n. 1841, p. 02-12, 2021. http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/1841/1/012011

NGENE, C. U.; GUNDA, M. B. An Arduino-Based Thermal Comfort System. Journal of Science, Technology & Education (JOSTE), v. 6(4), p. 284-292, dez/ 2018.

NITSCHE, P. R.; CARAMORI, P. H.; RICCE, W. da S.; PINTO, L. F. D. Atlas Climático do Estado do Paraná. Londrina: Instituto Agronômico do Paraná, 2019.

NÓBREGA, R. S.; LEMOS, T. V. da S. O (des)conforto térmico em ambientes abertos na cidade de Recife: um estudo microclimático. Revista de Geografia (Recife), v. 28, p. 93-109, 2011.

ONO, H. P; KAWAMURA, T. Sensible climates in monsoon Asia. International Journal of Biometeorology, v. 35, p.39-47, 1991.

PANDOLFI, A. S. Sistema de monitoramento de sensores sem fio utilizando rede mesh com foco em conforto e qualidade em ambientes escolares. 2019. 21 f. Trabalho Final de Conclusão de Curso (Pós-Graduação Lato Sensu em Conectividade e Tecnologias da Informação) - Instituto Federal do Espírito Santo, Colatina.

PAULINA, V.; JEAN, R.; OCTAVO, C.; JOSÉ, M. Thermal conductivity of straw bales and other materials used in Ecuador’s masonry by the thermal needle probe method. Revista Científico Tecnológica Departamento Ingeniería de Obras Civiles, v. 11, n. 1, p. 07-13, 2021.

POZAS, B. M.; HOLGADO, B. M.; BONILLA, M. L. Metodología para mejorar el confort y la calidad del aire en edificios públicos con tecnología de bajo cost. Anales de Edificación, v. 6, n. 3, p. 27-34, 2020. http://dx.doi.org/10.20868/ade.2020.4612

REBELO, A.; BAPTISTA, J. B.; DIOGO, M. T. Caracterização das condições de conforto térmico na FEUP. In: V Congresso Luso-Moçambicano de Engenharia e II Congresso de Engenharia de Moçambique, 2008, Maputo. Anais [...], Maputo, 2008.

ROCHA, P. I. de O.; FARIAS, V. S. de O.; ROCHA, V. de P. T. Avaliação do conforto térmico de ecoresidência. Brazilian Journal of Development, Curitiba, v. 6, n. 9, p. 64705-64712, sep./2020.

ROLANDO, C.; ROBLES, J.; SOLÍS, J.; VARGAS, J.; NACARÍ, M. Sistema de análisis energético y de temperatura de las ventanas de un aula de clase con y sin aislamiento térmico. RIC - Revista de Iniciación Científica, v. 4, n. 2, dez./2018. https://doi.org/10.33412/rev-ric.v4.2.2146

SALAMONE, F.; BELUSSI, L.; DANZA, L.; GHELLERE, M.; MERONI, I. Design and Development of nEMoS, an All-in-One, Low-Cost, Web-Connected and 3D-Printed Device for Environmental Analysis. Sensors, n. 15, p. 13012-13027, 2015. https://doi.org/10.3390/s150613012

SANTOS, R. L. e H. O. de ANDRADE. Avaliação quantitativa do conforto térmico de uma cidade em área de transição climática: Feira de Santana-Bahia, Brasil. Revista de Geografia Norte Grande, v. 40, p. 77-84, 2008. http://dx.doi.org/10.4067/S0718-34022008000200005

SANTOS, J. B. dos; AMORIM, R. F. C.; CAVALCANTE, L. P. A. Análise do conforto térmico humano no município de Arapiraca - Alagoas, utilizando o software Matlab. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 7, n. 5, p. 939-948, 2014. https://doi.org/10.26848/rbgf.v7.5.p939-948

SILVA, F. V. da S.; CAVALCANTI, V. A. B. M.; SILVA, M. F. SILVA, J. M. N. da. Levantamento do perfil térmico anual do interior das habitações do IFPE do Alto do Moura. Brazilian Journal of Development, Curitiba, v. 7, n.3, p. 22341-22353, mar./2021.

SILVA, L. P. e AMORIM, M. C. C. T. O conforto térmico em Presidente Prudente – SP: uma análise do ano de 2008 e das salas de aula da FCT/UNESP. Caderno Prudentino de Geografia, v. 32, p. 67-91, 2010.

SILVA, R.B.V.; FERREIRA, D.F. Alternativas para o teste t com variâncias heterogêneas avaliadas por meio de simulação. Ciência e Agrotecnologia, v. 27, p. 185-191, 2003.

THOM, E.C. The discomfort index. Weatherwise 12, p. 57-60, 1959.

VIANA, S. S. M. Conforto térmico nas escolas estaduais de Presidente Prudente/SP. 2013. 219 f. Tese (Doutorado em Geografia) – Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Presidente Prudente, Brasil.

VITAL, L. A. de B.; MOREIRA, E. B. M.; NÓBREGA, R. S. Estimativa de índice de desconforto humano em um transecto no município de Olinda/PE. Revista Geonorte, Edição Especial 2, v. 2, n. 5, p. 761– 772, 2012.

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Publicado

17-01-2023

Como Citar

Souza Celarino, A. L., Castellano , M. S., & Giebmeyer , T. (2023). Análise de conforto térmico em ambiente escolar: estudo de caso em escala microclimática. Revista Brasileira De Climatologia, 32(19), 250–268. https://doi.org/10.55761/abclima.v32i19.15749

Edição

Seção

Artigos