O que é e como funciona a climatização de ambientes? Saiba tudo aqui!

A climatização de ambientes é uma das estratégias mais importantes para trazer a melhor experiência para os usuários de uma construção. Afinal, ela determina o conforto térmico que as pessoas sentem e as faz pensar: “esse lugar é tão fresquinho” ou “essa sala está tão aconchegante”.

Para isso, várias técnicas podem ser utilizada, como o isolamento com placas e mantas térmicas, a pintura e a implementação de elementos naturais dentro da edificação. Ficou interessado? Acompanhe!

O que é climatização de ambientes?

Esse é um conceito relativamente simples e se refere ao conjunto de ações tomadas em um projeto para deixá-lo muito mais confortável termicamente para os usuários. Nesse sentido, a temperatura interna não deve desencadear reações fisiológicas incômodas no nosso corpo para a mitigação das sensações de calor e frio, como o suor, os calafrios, entre outros.

Portanto, o principal objetivo é manter uma temperatura estável na construção, mesmo que as condições climáticas externas estejam desfavoráveis. Um bom parâmetro para um ambiente confortável é fornecido pelas normas de ergonomia da ISO 9241:

20º a 24º celsius no verão;
23º a 26º celsius no inverno;
ademais, a umidade relativa do ar deve permanecer entre 40% e 80%.

Para isso, várias estratégias podem ser utilizadas a fim de controlar os diferentes aspectos que influencia a sensação térmica.

Temperatura ambiental interna

Esse é o elemento que mais frequentemente associamos ao clima de uma construção. Ela é influenciada pelos processos de transmissão de energia calorífica, que são três:

condução — é o mais intuitivo para a gente, pois é o que mais percebemos no nosso dia a dia. Ocorre quando dois corpos com temperaturas distintas entram em contato direto. Aquele mais quente cede energia calorífica para o mais frio até que ambos fiquem com o mesmo valor, o equilíbrio térmico. Nas construções, ocorre quando as estruturas entram em contato com as massas de ar e o solo;
convecção — é um conceito relativamente mais complexo. Normalmente, é provocada pelo aquecimento do ar em contato com o solo. Assim, quando uma massa de ar é aquecida, ela se torna menos densa e é direcionada para cima. Então, o ar mais frio que está logo acima, desce. Consequentemente, há um fluxo constante que movimenta o calor pelo ambiente. Na natureza, é responsável pela formação dos ventos;
radiação — é o menos intuitivo, pois não conseguimos ver os raios de energia agitando as moléculas para aumentar a temperatura das superfícies. Sabe quando falamos “o sol tá quente”? Então, isso se deve ao fato de em dias claros e iluminados haver uma maior intensidade de radiação. Ela é tão potente que chega a ser responsável por mais de 90% da transmissão de calor em uma construção. Assim, o bloqueio eficiente da radiação determina a potência de um isolante.

Então, uma boa climatização deve sempre considerar esses três fatores. Senão, será impossível manter um clima ameno dentro da construção.

Umidade

A umidade depende principalmente da umidade relativa do ar no ecossistema. No inverno, ela costuma ser bem baixa e, em locais industriais com produção de vapor e nas chuvas, ela é elevada. Um índice confortável deve se manter entre 40% e 80%.

Para controlá-lo, podem-se utilizar estratégias estruturais ou equipamentos. No primeiro caso, uma boa vedação e impermeabilização de superfícies é imprescindível. No segundo, umidificadores podem ser utilizados para jogar vapor de água no ambiente.

Circulação de ar

A circulação depende de três fatores principais:

dimensionamento correto das entradas e saídas de ar para que haja circulação da ventilação natural;
uso de ventiladores e exaustores;
um ambiente elaborado para propiciar a convecção adequada do ar dentro do cômodo, mantendo a circulação e a vazão do ar quente para as saídas.

A climatização de ambientes utiliza diferentes técnicas sobre esses processos para deixar o ambiente equilibrado para o uso humano.

Como ela funciona e em quais casos é indicada?

A climatização não é uma medida isolada, mas um verdadeiro projeto dentro de uma construção ou de uma reforma. É preciso analisar toda a característica do edifício, como:

material e espessura das paredes;
modelo e materiais do telhado;
acabamentos utilizados;
posição da construção em relação ao sol;
permeabilidade do solo;
divisórias internas, entre outros.

Ela funciona, portanto, complementando os elementos das diversas estruturas para aumentar a sua eficiência de manutenção de temperaturas equilibradas. Por conseguinte, em certa medida, todo o projeto precisa de climatização.

No entanto, há determinadas situações que podem necessitar de um reforço ainda maior seja devido às características da obra ou ao clima da região. A seguir, apresentamos alguns objetivos de um projeto de climatização.

Complementar e suplementar as características das estruturas

À medida que a construção civil evolui, tem empregado técnicas mais ágeis e com maior custo-benefício, como as divisórias de gesso no lugar de paredes de alvenaria. Ao contrário destas, os drywalls não são muito eficientes em impedir as trocas de calor, pois apresentam uma espessura menor. Nesse caso, é imprescindível instalar mantas isolantes entre as placas de gesso para melhorar a eficiência termoacústica.

Outra estrutura que também precisa de reforço são as telhas de metal. Esse material é muito potente na transmissão da energia calorífica e pode deixar o ambiente muito quente. Então, o telhado precisa receber uma camada de isolante abaixo das peças para manter a climatização adequada.

Aumentar a vedação

Quando determinados isolantes são instalados no telhado e nas saídas de ar, eles podem impedir a entrada de ar quente ou frio do exterior. Desse modo, é possível conquistar uma maior estabilidade do clima interno.

Nesse sentido, os materiais impermeáveis se destacam, pois não deixam que o ar externo interaja com o interno. Se você utiliza espumas e mantas permeáveis, o ar vai passar pelos poros das peças.

Modificar natural e artificialmente a temperatura do ar

Outra estratégia de climatização é utilizar equipamentos eletrônicos que modificam a temperatura do ar, como os aquecedores e os ares-condicionados.

Apesar de serem imprescindíveis em alguns projetos, eles apresentam certos inconvenientes. Ambos deixam o ar mais seco, sendo que a umidade também é um elemento importante para a climatização. Além disso, como todas as máquinas que provocam mudanças de temperatura, consomem bastante energia elétrica.

Como a climatização de ambientes é feita?

A seguir, apresentamos as principais estratégias de circulação de ar que podem ser incorporadas ao seu projeto.

Isolamento térmico

Um bom sistema de isolamento térmico é a base da climatização eficiente de todo e qualquer ambiente.

Há diversos tipos de isolantes térmicos no mercado. Vamos explicar os principais a seguir:

mantas de lã de vidro — são produzidas com a sílica, o mesmo material utilizado para produzir o vidro. Ela é submetida a altas variações de temperatura e pressão para formar fibras com consistência parecida com a lã. Elas são capazes de atuar sobre os processos de condução de calor, mas não bloqueiam a radiação;
mantas de lã de rocha — são bem semelhantes à anterior, mas são feitas com uma rocha chamada diábase. Com isso, conquista-se uma eficiência ligeiramente superior de isolamento termoacústico;
foils — são lâminas metálicas coladas diretamente nas superfícies para aumentar a capacidade de reflexão da radiação solar. Contudo, não bloqueiam os processos de condução;
placas de isopor — são lâminas rígidas de material plástico capazes de bloquear eficientemente a condução, apesar de não atuarem sobre a radiação;
espumas de poliuretano — esse material está ligado a acidentes graves, pois é combustível e tóxico no contato com o fogo. Alguns fornecedores oferecem uma versão aditivada com retardantes de chama, o que diminui seu potencial comburente. No entanto, por não atuar na radiação, também não é um material muito recomendado;
3TC — vamos falar mais dele nos próximos itens. É o sistema de isolamento mais eficiente no mercado, pois atua sobre todos os processos de transmissão de calor. Seu núcleo de poliestireno expandido impermeável impede a condução e a convecção ao passo que a cobertura com lâminas refletivas expulsa mais de 90% da radiação.

Ventilação

A circulação de ar tem papel central na climatização de um ambiente, pois ajuda a resfriar as superfícies aquecidas pelo calor. Também, tem um papel importante na sensação térmica, pois as células da nossa pele também interpretam a velocidade do vento para compreender a temperatura externa.

Por essa razão, um ambiente abafado geralmente é associado ao calor e os bem ventilados, ao clima ameno. O ideal é que a todo o cômodo que seja utilizado frequentemente pelas pessoas tenha pelo menos duas saídas de ar amplas, com área superior a dois metros quadrados.

Há também algumas dicas que podem ajudar bastante na hora de planejar uma construção:

as janelas das salas e dos quartos devem ter, pelo menos, 1/8 da área do piso;
se essas saídas ficarem próximas outras paredes ou fachadas, a proporção deverá ser ainda maior, entre 1/7 e 1/5.

Resfriamento artificial com ar-condicionado

Esse equipamento é muito utilizado nos projetos de climatização dos mais diferentes escopos — comerciais, industriais e residenciais. Para isso, ele retira o ar quente e coloca ar frio dentro do ambiente, o que ajuda a diminuir alguns graus e amenizar a sensação de calor.

No entanto, ele apresenta muitos inconvenientes, fazendo com que muitas pessoas procurem alternativas. O maior problema é o alto consumo energético que ele demanda. Estima-se que ele represente cerca de 50% dos gastos com energia elétrica em uma construção.

Além dos altos custos que trazem, eles também representam um problema para a sustentabilidade ambiental. Afinal, quanto maior a necessidade de energia elétrica, maior o trabalho das termoelétricas, as quais produzem altas quantidades de CO2.

Felizmente, há diversas medidas que podem ser tomadas para melhorar a eficiência do ar-condicionado ou, até mesmo, substituí-los na climatização. A principal delas é o isolamento térmico das paredes, do teto e dos dutos de condução do aparelho.

Com isso, reduz-se o contato do ar resfriado com o ambiente mais quente, aumentando sua eficiência. Então, será possível atingir uma temperatura adequada com o aparelho ligado em uma potência muito menor.

Aquecedores

Os aquecedores não são tão utilizados no Brasil, pois grande parte do nosso território está dentro da faixa de clima tropical. No Sul do país, entretanto, eles são mais comuns e podem ser visto tanto nas versões elétricas quanto de queima. A eficiência desses métodos também depende bastante da capacidade de isolamento térmico do edifício.

Umidificadores

Não é só a temperatura que faz parte da climatização, a umidade também desempenha um papel muito importante. Ambientes com baixa umidade podem desencadear uma série de reações no nosso organismo que são bem desconfortáveis, como a sensação de garganta e de nariz secos.

Essa situação é especialmente comum no inverno devido à menor ocorrência de chuvas. Então, aparelhos de umidificação podem trazer mais bem-estar aos moradores. Ademais, as partículas de água presentes no ar ajudam a manter o equilíbrio da temperatura interna.

Pintura

As cores das tintas influenciam a capacidade das superfícies de refletir parte da energia solar. O branco é capaz de refletir grande parte da radiação da luz visível ao passo que o preto absorve todas elas. Por essa razão, tons escuros no telhado e nas fachadas contribuem para a elevação da temperatura interna.

Design biofílico

Tem surgido uma tendência muito interessante e forte na arquitetura — o design biofílico. Seu principal objetivo é utilizar o máximo de estratégias naturais e sustentáveis para melhorar o bem-estar dentro das construções. Nesse sentido, inclui a utilização de técnicas que evitem o excesso de consumo energético, como o isolamento térmico e a iluminação natural.

Ademais, busca-se inserir o máximo de elementos naturais, como plantas e o solo de terra. Nesse sentido, várias técnicas de diferentes complexidades podem ser utilizadas, como:

uso de vasos de plantas vivas como acessórios de decoração;
implementação de jardins internos;
instalação de paredes verdes, em que um verdadeiro canteiro é instalado verticalmente;
instalação de tetos vegetais, nos quais diversas camadas de terra, impermeabilizantes e isolantes são instaladas no teto para permitir a colocação de plantas de pequeno porte e arbustos.

Nos ambientes internos, as plantas apresentam uma funcionalidade bastante interessante, pois seus processos fisiológicos ajudam a amenizar a temperatura. A transpiração pelas folhas permite trocas constantes de umidade com o ar, que resfriam a atmosfera local.

Nas estruturas externas, as plantas se tornam uma camada adicional de isolante térmico e evitam que a radiação solar aqueça a estrutura. Todavia é imprescindível que esses sistemas sejam desenvolvidos em projetos tradicionais, pois é preciso aplicar impermeabilizantes e isolantes térmicos.

Qual a importância da climatização de ambientes?

Ela é responsável pela manutenção do conforto térmico dos usuários de uma construção, evitando estímulos ambientais que provocam reações desagradáveis no nosso organismo. Além disso, apresenta outros benefícios para os objetos e equipamentos de uma residência ou de uma indústria.

Redução do calor

Aqui, vamos falar de calor em um conceito mais leigo, relacionado a sensação de “quente”. Quando você utiliza um sistema de isolamento capaz de reduzir significativamente três processos de transmissão de energia térmica, há uma redução

A redução do calor também é essencial para a manutenção dos equipamentos eletrônicos computadorizados. Os processadores, para obter a máxima capacidade de trabalho, precisam de temperaturas mais baixas. Por essa razão, contam com sistemas de refrigeração próprios.

No entanto, a climatização pode oferecer um reforço importante e contribuir para a prevenção do superaquecimento. Esse cuidado deverá ser redobrado nos casos de equipamentos de alta precisão, cujos componentes são ainda mais frágeis.

Temperaturas estáveis

Não é somente o calor que deve preocupar em uma construção – o frio também é bastante incômodo. A maioria das técnicas é capaz de atuar somente em uma direção do termômetro. O ar-condicionado somente resfria e o aquecedor somente aquece.

Por essa razão, os isolantes térmicos são a melhor solução, pois atuam nos dois sentidos. Caso o clima fique bastante frio, eles vão atuar para vedar o ambiente interno e evitar a perda de energia para o meio externo.

Em outras palavras, o objetivo do isolamento não é deixar um ambiente mais quente ou mais frio, mas manter temperaturas equilibradas para o nosso bem-estar,

Conforto acústico

A maioria dos isolantes térmicos também são soluções interessantes para melhorar a eficiência acústica do ambiente. Por exemplo, o EPS é um material utilizado amplamente para os dois objetivos. O ar represado dentro das células de polímeros atrapalha a condução do som, abafando-o intensamente.

Como a 3TC atua na climatização de ambientes?

A 3TC recebe esse nome, pois é capaz de atuar nos 3 processos de Transmissão de Calor. Essa característica é única entre os isolantes disponíveis no mercado. Essa tecnologia foi criada pela NASA para trazer a máxima proteção aos astronautas das viagens e das estações especiais. O Universo sofre com variações enormes de temperatura indo de números abaixo de 0 grau Celsius até dezenas de graus celsius em poucas horas.

Então, tornou-se essencial desenvolver roupas e revestimentos capazes de permitir o conforto dos profissionais em condições tão extremas. Nossa empresa aproveitou essa tecnologia da NASA e a desenvolveu em escala industrial para que ela pudesse ser acessível a todo o tipo de projeto.

Para isso, foi preciso unir duas estratégias diferentes: um núcleo de EPS coberto por duas lâminas de polímeros refletivos impermeáveis. A seguir, vamos explicar como cada uma delas age em cada processo.

Reduz a condução de calor

Cada material tem uma capacidade de condutividade térmica medida por um coeficiente de 0 a 1. O valor máximo significa que toda a energia calorífica é conduzida pelo material. Por isso, procuramos sempre os materiais com os menores coeficientes.

Os metais são as substâncias com a melhor condutibilidade. Por essa razão, telhas e estruturas fabricadas a partir deles precisam de um reforço no isolamento. Já os polímeros plásticos, como o EPS e o PU, apresentam os menores valores. Entretanto, a eficiência dentro desse grupo varia bastante.

Aqui, neste nosso post, comparamos a 3TC com espumas de PU, ambas instaladas junto a chapas de aço galvanizado. Enquanto o sistema com uma manta de 10 mm de 3TC apresenta um coeficiente de 0,18, uma espuma de 30 mm de PU contou com 0,58 e a de 50 mm, com 0,35. Em outras palavras, uma estrutura muito mais fina de EPS teve um resultado muito melhor que 50 milímetros de PU.

Controla os processos de convecção

Como a 3TC é impermeável e traz a vedação máxima para as estruturas, ela se torna uma barreira contra trocas de ar e o vapor. Ademais, quando instalada nos telhados, ela impede o aquecimento das massas de ar próximas ao teto.

Para isso, precisamos entender a dinâmica atmosférica dentro de um cômodo. A atividade humana e os equipamentos elétricos elevam a temperatura do ar. Naturalmente, ele sobe e uma massa mais fria desce para amenizar a temperatura. Esse fluxo é constante e facilita a ventilação.

No entanto, essa circulação dentro da construção depende de a massa de ar superior esteja mais fria do que aquela próxima ao chão. Se o telhado aquece constantemente o ar logo abaixo, isso não ocorre. Consequentemente, o ambiente interno fica mais quente e abafado.

Reflete grande parte da radiação

O calor é transmitido em grande parte por uma onda eletromagnética chamada de infravermelho. Esses raios atingem as partículas e as agitam, fazendo com que a temperatura aumente. Nós estimamos que cerca de 90% da energia calorífica é gerada dessa forma dentro das construções.

Então, atuar na reflexão das ondas infravermelhas deve ser uma prioridade para um isolamento eficiente. A 3TC conta com duas lâminas de polímeros refletivos de alta potência, capazes de expulsar até 97% da radiação. Trabalhamos com a camada dupla, pois percebemos que a laminação de uma única face não apresenta resultados tão bons.

Com isso, é possível evitar o aquecimento de grande parte das estruturas de um edifício e deixá-lo com a máxima capacidade de isolamento.

Melhora a potência do ar-condicionado

A potência de um ar-condicionado para reduzir a temperatura ambiental é medida em BTU — Unidade Térmica Britânica. Quanto maior ela for, o equipamento consegue dissipar uma maior quantidade de calor. No entanto, isso também significa que ele vai trabalhar mais e consumir mais energia. Cada 1000 BTU representa um gasto de 0,3 kWh.

Na hora de planejar a climatização artificial, é preciso considerar o uso do ambiente e o tráfego de pessoas. Assim, é possível escolher um sistema sob medida. Por isso, fizemos esta calculadora para que você estime o BTU ideal para seu ambiente.

Em um local utilizado por 4 pessoas com 5 a 10 equipamentos eletrônicos ligados simultaneamente, você precisa de um aparelho de 10.90 BTU (3,19 kWh) no mínimo. No entanto, o 3TC pode otimizar esse valor.

Quando se instalam mantas de 3TC ao redor dos dutos de condução do ar-condicionado, há uma redução do aquecimento durante o transporte do ar resfriado. Com isso, é possível entregar quase toda a potência nominal do aparelho. No teto e nas paredes, a 3TC reduz as trocas de calor da construção com o meio, evitando o aquecimento interno.

Com isso, é possível escolher equipamentos menos potentes e mais econômicos. Na nossa calculadora, você também pode verificar o aumento da eficiência trazida pela 3TC. Se pegarmos o mesmo exemplo anterior, com a 3TC, é necessário um equipamento de apenas 7.085 BTU (2,08 kWh). Ou seja, é uma redução de mais de um quilowatt a cada hora e um aumento de 35% na eficiência! Por isso, falamos que a 3TC é inimiga do calor.

Se você utiliza 8 horas de ar-condicionado todos os dias, em um mês, você economiza 266 kWh. Se considerarmos pegarmos o último ranking do preço do kWh no Brasil, em Belém com a energia mais cara, você economizaria cerca de 159 reais mensais. Em Boa Vista, com o kWh mais barato do Brasil, a economia seria de 89,6. Tudo isso considerando o uso em apenas um ambiente.

Por conseguinte, com a 3TC, você conquista uma climatização de ambientes perfeitas. Com a economia na conta de luz, recupera-se o investimento rapidamente devido à economia de energia. Além disso, os usuários ficam muito mais satisfeitos e confortáveis. Nossos materiais são de altíssima durabilidade e podem durar décadas sem perder quase nada de eficiência.

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