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Projeto Solar Passivo

1970
Edifício residencial com características de design solar passivo, como paredes Trombe e janelas voltadas para o sul.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

O design solar passivo é uma estratégia de projeto de edifícios que utiliza os componentes de uma edificação — paredes, pisos, janelas e orientação — para coletar, armazenar, refletir e distribuir a energia solar na forma de calor no inverno e rejeitar o calor solar no verão. Ao contrário dos sistemas ativos de aquecimento solar, não envolve o uso de dispositivos mecânicos e elétricos.

O projeto solar passivo baseia-se em cinco princípios fundamentais. O primeiro é a abertura (ou coletor), que consiste em grandes áreas envidraçadas (janelas, claraboias) orientadas para a trajetória do sol, tipicamente para o sul no Hemisfério Norte. Estas permitem a entrada da luz solar no edifício. O segundo princípio é o absorvedor, que envolve superfícies rígidas e escuras no lado exposto ao sol de uma massa térmica. Estas superfícies absorvem a radiação solar incidente e a convertem em calor.

O terceiro princípio é a massa térmica, que se refere à capacidade de um material armazenar quantidades significativas de calor. Materiais como o concreto, brickPedra e água são materiais comumente utilizados. A massa térmica é posicionada de forma a ser irradiada pela luz solar que entra pela abertura. Ela absorve o excesso de calor durante o dia e o libera lentamente no ambiente à noite, moderando as flutuações de temperatura interna.

O quarto princípio é a distribuição, o método pelo qual o calor solar circula dos pontos de coleta e armazenamento para diferentes áreas do edifício. Isso pode ocorrer por convecção natural, condução e radiação. Por exemplo, o ar quente sobe e pode circular por aberturas superiores, enquanto o ar mais frio entra por aberturas inferiores.

O princípio final é o controle. Isso envolve mecanismos para gerenciar os efeitos do sol, especialmente para evitar o superaquecimento no verão. Beirais, toldos, persianas e árvores de folha caduca são elementos de controle comuns. Eles são projetados para bloquear o sol forte do verão, permitindo que o sol baixo do inverno penetre no edifício.

UNESCO Nomenclature: 3303
Arquitetura

Tipo

Sistema abstrato

Interrupção

Substancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Práticas da Grécia e Roma antigas de orientar edifícios para captar o sol de inverno.
  • Descrição de Sócrates da "casa mégaron" projetada para aproveitamento da energia solar.
  • A invenção do vidro transparente possibilitou a criação de grandes janelas.
  • Pesquisa sobre transferência de calor e termodinâmica no século XIX

Aplicações

  • paredes Trombe em residências
  • Janelas voltadas para o sul com beirais calculados no hemisfério norte
  • Materiais com alta massa térmica, como pisos de concreto ou pedra.
  • espaços envidraçados ou solários anexos a edifícios
  • Estratégias de iluminação natural para reduzir as necessidades de iluminação elétrica

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

  • smart windows with electrochromic glass that automatically adjusts tint based on sun intensity
  • phase-change materials (pcms) integrated into walls to increase thermal storage capacity
  • building-integrated photovoltaics (bipv) that also serve as shading devices
  • advanced computer modeling software for optimizing building orientation and overhang design for any location
  • seasonal armazenamento de energia térmica systems that capture summer heat in underground reservoirs for winter use
  • 3d-printed building components with optimized internal structures for thermal mass and air circulation
  • biophilic designs that use strategically placed vegetation for dynamic shading and evaporative cooling
  • transparent insulation materials that allow light in but prevent heat from escaping
Relacionado a: energia solar passiva, projeto de edifícios, arquitetura, massa térmica, energia solar, construção sustentável, eficiência energética, iluminação natural.

Contexto histórico

Projeto Solar Passivo

1960
1962-10-09
1964
1970
1970
1970
1970
1960
1962
1963
1965-12-21
1970
1970
1970
1970

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

10º ano aniversário

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