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Carta Solar: o que é e como utilizá-la para dimensionar Brises

Você sabe o que é uma carta solar?

Se sim, você sabe interpretá-la ou acha confuso demais?

Embora a carta solar possa parecer difícil de ler, ela é fundamental para entendermos a incidência solar em uma edificação. Desta forma, conseguimos dimensionar brises para que eles fiquem no tamanho adequado.

Afinal, quem nunca ficou perdido na hora de saber qual brise é adequado para a fachada de um edifício?

Tudo depende dos ângulos de incidência solar que esse edifício recebe durante o ano.

Portanto, neste artigo você vai aprender de forma descomplicada:

  • O que é uma carta solar
  • Como ler as informações
  • Quais ‘softwares’ gratuitos utilizar
  • Como dimensionar e posicionar brises a partir da carta solar

É muito mais simples do que parece.

1. O que é uma carta solar?

Para controlar a incidência de sol em uma casa, precisamos primeiro saber por onde o sol vai passar. 

De acordo com a época do ano e a latitude de sua cidade, o sol vai realizar um percurso em determinada inclinação. E para saber essa inclinação, utilizamos a carta solar.

 

Imagem retirada do Software SOL-AR, com a Carta solar da cidade de Curitiba-PR.

Portanto, ela é uma representação gráfica da trajetória do sol ao longo do dia, em determinada localização, durante o período de um ano.

Ou seja, ela vai mostrar a posição do sol no céu em cada horário de cada dia do ano.

Mas e agora? O que significa cada linha do gráfico?

2. Como ler as informações?

Agora que você já sabe o que é uma carta solar, o segundo passo é saber ler as informações que constam nela.

Imagem retirada do Software SOL-AR, com a Carta solar da cidade de Curitiba-PR.

  • A parte colorida do gráfico mostra os trajetos do sol para a cidade de Curitiba-PR, que escolhemos para exemplificar.
  • As cores mais frias correspondem às temperaturas frias do ano, momentos em que o sol é necessário. Já as cores quentes correspondem às temperaturas quentes, que demandam proteções (brises).
  • As linhas pretas da região colorida representam as horas do dia (verticais) e os dias do ano (horizontais).
  • Os círculos concêntricos mostram o ângulo do sol em relação ao chão. Ou seja, o ângulo de 0º é o momento do nascer e do pôr do sol. E quanto mais para o centro, mais alto o sol estará.
  • As linhas radiais que vão do centro até a extremidade do círculo nos dão o ângulo do sol em relação ao norte. Assim, podemos ver como no dia 22 de junho o sol nasce mais ao norte, e no dia 22 de dezembro, mais ao sul.

Vocês perceberam como toda a parte colorida está mais para o norte? É por isso que a fachada sul não precisa de brises, afinal, quase não há incidência solar nela.

Muito fácil, não é mesmo?

E o melhor ainda está por vir, existem softwares gratuitos onde você pode gerar a carta solar da sua cidade.

Falta só mais esse passo para que você consiga fazer o cálculo do brise ideal.

3. Quais softwares gratuitos utilizar?

Os ‘softwares’ SOL-AR e Climate Consultant são gratuitos e ideais para estudos solares.

Você pode baixar eles aqui:

SOL-AR: http://labeee.ufsc.br/downloads/softwares/analysis-sol-ar
Climate Consultant: https://climate-consultant.informer.com/download/

Carta Solar com o SOL-AR: 

Esse ‘software’ gera uma carta solar como a que foi utilizada nos exemplos acima.

carta solar

Imagem retirada do Software SOL-AR, com a Carta solar da cidade de Curitiba-PR.

Sua interface é bastante intuitiva. O primeiro passo é escolher sua cidade. Caso ela não esteja nas opções disponibilizadas, adicione a configuração da sua cidade no programa, é só ir em Arquivo > Incluir Nova Cidade.

Imagem retirada do Software SOL-AR.

Pronto, aqui é só colocar o nome da sua cidade, com os valores de latitude e longitude corretos. As datas de início das estações são padrões, diferindo somente entre os hemisférios norte e sul. Acima temos as datas correspondentes ao hemisfério sul.

Você pode também alterar a visualização da temperatura ou radiação solar, e escolher entre o período do primeiro ou do segundo semestre do ano.

Abaixo você vai aprender porque devemos escolher o primeiro semestre.

E alfa, beta e gama, o que são? Vamos ver isso logo em seguida na parte de dimensionamento de brises.

Mas antes, é importante dar uma olhada no Climate Consultant.

Carta Solar Com o Climate Consultant

Neste programa, temos outra forma de visualização da carta solar.

Ao abrir o aplicativo, a primeira coisa que ele pede é que você abra um arquivo climático EPW. Baixe o arquivo climático da sua cidade clicando em “Download New EPW weather Data File” > “Install from Weather Data Site”. Você vai ser direcionado para um site com diversos arquivos prontos, aí é só baixar o da sua cidade.

Não esqueça de escolher a extensão .epw.

Um arquivo climático é um conjunto de dados climáticos obtidos durante o ano através de uma estação meteorológica.

Tendo o arquivo climático, escolhemos a forma de avaliar o conforto. Nós indicamos escolher a ASHER 55.

Navegue pelos gráficos que o programa traz até chegar em “Sun Shading Chart”.

carta solar

Imagem retirada do programa Climate Consultant, com o arquivo climático da cidade de Curitiba-PR.

Esse gráfico é um pouco diferente da carta solar.

  • A linha vertical corresponde à altura do sol, enquanto a linha horizontal mostra o ângulo em relação ao norte.
  • Conforme a legenda, azul corresponde à temperaturas frias, e vermelho, à temperaturas quentes.
  • Os números de 6 a 18 são as horas do dia e cada arco equivale a um mês.

Por último, vamos finalmente descobrir como usar essas ferramentas para dimensionar brises.

4. Como dimensionar e posicionar brises a partir da carta solar

Lembra dos tais alfa, beta e gama?

Chegou a hora de descobrir o que eles são.

As letras gregas correspondem aos ângulos de incidência solar dentro da edificação.

Não sei se vocês perceberam, mas o SOL-AR traz esses ângulos ao redor da carta solar.

Alfa (ⲁ):


Visto em corte, é o ângulo entre o plano do peitoril e a incidência de sol.
Utilizamos esse ângulo para dimensionar a profundidade do brise horizontal.

Beta (β)

Visto em planta baixa, é o ângulo entre a extremidade do brise vertical e a lateral oposta da janela.
É utilizado para determinar a profundidade do brise vertical.

Gama( ܔ)

Visto em elevação, é o ângulo entre a extremidade lateral do brise e o canto inferior da janela. Usamos esse ângulo para descobrir a largura do brise horizontal.

Descobrindo os ângulos necessários:

Para descobrir os três ângulos do seu brise, e assim determinar suas dimensões, é muito simples. Basta observar onde estão as temperaturas quentes na carta solar, e inserir ângulos alfa, beta e gama de modo a mascará-las.

O primeiro semestre do ano geralmente apresenta temperaturas mais quentes. Se na sua região acontecer o contrário, escolha o segundo semestre para análise.

No aplicativo SOL-AR, ao inserir um valor de ângulo, o aplicativo mostra uma linha cinza. Dentro dessa linha estão os horários em que o brise impede a incidência solar no interior da edificação.

No exemplo abaixo, estabelecemos ângulos para dimensionar brises de uma janela na fachada norte:

Alfa: 60º
Beta: lado esquerdo: 70º
lado direito: 0
Gama: lado esquerdo: 45º
lado direito: 80º

Simulação no programa SOL-AR para fachada norte.

Nesse caso, o brise estará protegendo a área de intersecção entre as linhas, que é a área com mais cores vermelhas. Isso significa que estamos no caminho certo.

É muito importante tomar cuidado para não obstruir a entrada de sol em dias frios. Para tanto, procure deixar a área azul fora da abrangência do brise.

No programa Climate Consultant, conseguimos definir o ângulo de uma maneira mais fácil. Porém, ele só nos revela os ângulos alfa e gama, ou seja, só permite calcular o brise horizontal.

carta solar

Imagem retirada do programa Climate Consultant, com o arquivo climático da cidade de Curitiba-PR.

Aqui, para definir a proteção solar é só mover a parte branca e observar os ângulos em sua extremidade.

No exemplo acima, observamos um ângulo alfa de 55º e um ângulo beta do lado esquerdo de 75º.

A parte branca corresponde ao período em que o sol estará incidindo dentro da edificação. Ou seja, ela deve cobrir a região azul do gráfico.

A dica é começar a análise pelo Climate Consultant para definir Alfa e Gama e dimensionar o brise horizontal.

Em seguida, consultar o SOL-AR para conferir o brise horizontal e dimensionar o brise vertical.

Sabendo os ângulos corretos, você pode calcular o tamanho do brise.

De maneira resumida, uma carta solar…

… é um instrumento que permite avaliar a incidência solar em determinado local. Assim, ela possibilita a escolha de estratégias bioclimáticas em um projeto arquitetônico. Através das ferramentas apresentadas nesse artigo, o SOL-AR e o Climate Consultant, você pode gerar cartas solares da sua cidade.

Com isso em mãos, basta consultar quais são os períodos do ano em que a proteção solar por brises se faz necessária. Assim, é possível definir os ângulos alfa, beta e gama.

Dessa forma, você se torna capaz de dimensionar um brise de forma exata e evita desconforto térmico ou gastos desnecessários de materiais.

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Fontes:

labEEE
Climate Consultant

agosto 24, 2020
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