Avaliação da incerteza na determinação dos indices de conforto térmico PMV e PPD

Abstract

Retirar o máximo partido das condições naturais disponíveis, em benefício de melhores condições de conforto, higiene e segurança, tem sido, ao longo do tempo, uma preocupação constante do Homem. A par do ruído, da iluminação e da qualidade do ar, o conforto térmico condiciona de forma determinante o grau de bem-estar dos indivíduos. Não sendo possível conceber um ambiente. comum. em. que. a. totalidade. dos. seus. ocupantes. se. sinta. termicamente. confortável,. tenta-se. criar. condições. para. que. isso. mesmo. se. aplique. à. correspondente. maioria. Para que . haja. neutralidade. térmica, é. necessário que se atinja um balanço entre o calor produzido pelo corpo e o calor perdido. por. este.. Se. isto. não. se. verificar,. e. o. calor. perdido. for. superior. ao. gerado,. sentir-se-á frio; se for inferior, a sensação será de calor. O. Método. de. Fanger. relaciona. a. diferença. entre. o. calor. produzido. e. o. calor. libertado pelo. corpo. humano. com. a. votação. média. previsível. de. um. painel. de. avaliação. numa escala de conforto. Assim, o PMV (Predicted Mean Vote), sendo um índice de conforto térmico, corresponde. a. uma. estimativa. da. votação. de. um. determinado. número. de pessoas relativamente ao ambiente circundante. Esta votação vai de -3 (muito frio) a +3 (muito quente), sendo esta a escala de 7 pontos de Gagge, usada por Fanger. O índice. PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) prevê o número de pessoas insatisfeitas com. o. ambiente. em. questão. (pessoas. que. votam. muito. quente. ou. muito. frio,. no. PMV);. o. resto das pessoas considera-o ligeiramente quente, neutro, ou ligeiramente frio. Não só na determinação de PMV, como na de PPD, é extremamente importante avaliar. o. grau. de. fiabilidade. do. respectivo. cálculo,. bem. como. o. peso. que. cada. variável. de entrada tem no resultado final.. Tendo. em. conta. esta. necessidade,. o. presente. trabalho. tem. como. principal. objectivo prever. a. incerteza. com. que. é. efectuada. a. determinação. dos. índices. PMV. e. PPD relativos a um determinado ambiente, partindo das condições ambientais envolventes e das condições pessoais dos indivíduos envolvidos. Numa. primeira. fase,. tendo. como. base. as. condições. ambientais. –. Ta temperatura. ambiente), Tr (temperatura média radiante), Pa (humidade relativa) e Va (velocidade do. ar) – e as variáveis pessoais M (nível de actividade física) e Icl (nível de isolamento do. vestuário), elaborou-se uma folha de cálculo, em LabView, que permite obter, através do. Método de Fanger, os índices PMV e PPD associados a um dado ensaio experimental.. Apesar de todas as suas vantagens, o Método de Fanger apresenta uma dificuldade que se. prende. com. o. facto. de. o. termo. tcl. (temperatura. exterior. do. vestuário). não. ser conhecido. Assim, a partir de uma equação que traduz o balanço térmico para a camada de vestuário, e através de um método iterativo (em que o utilizador deve introduzir uma primeira aproximação para tcl – tclin), é-nos possível conhecer o seu valor. Numa segunda fase, partindo dos resultados de um ensaio, os valores de. PMV e PPD. resultantes são extrapolados por recurso ao Método de Monte Carlo, repetindo n vezes a. experiência,. com. valores. iniciais. escolhidos. de. forma. aleatória.. O. Método. de. Monte Carlo. (assim. denominado. em. homenagem. ao. carácter. aleatório. proveniente. dos. jogos de roleta de Monte Carlo, no Principado de Mónaco) usa amostragens estatísticas para. resolver de maneira aproximada problemas complexos, simulando a realização de uma. grande quantidade de ensaios experimentais. Estes ensaios não são, de facto, realizados,. apenas. o. são. teoricamente.. Com. o. leque,. assim. obtido,. de. valores. associados. aos. n. ensaios. experimentais,. e. conhecendo. a. incerteza. não. só. dos. instrumentos. de. medição.utilizados,. mas. também. do. cálculo. das. variáveis. não. mensuráveis,. é. então. possível determinar o desvio padrão e a incerteza associados ao cálculo dos índices PMV e PPD. Após. elaboração. do. software,. procedeu-se. à. realização. de. várias. simulações. de. diferentes. ambientes. térmicos.. Estudou-se. uma. situação. padrão,. de. conforto,. fazendo, depois,. variar. as. variáveis. de. entrada. e. respectivas. incertezas,. bem. como. o. valor. de. tclin.Chegou-se à conclusão de que os níveis de incerteza de PMV são bastante inferiores aos. de incerteza de PPD e que há maior variação da incerteza de PPD com a alteração das. condições. iniciais. de. cálculo. e. suas. incertezas,. relativamente. à. incerteza. de. PMV. Concluiu-se, ainda, que as incertezas dos índices de avaliação de conforto térmico estão mais. dependentes. da. variação. das. variáveis. iniciais. do. que. da. variação. das. suas incertezas. Verificou-se, também,não. existir nenhuma relação entre. o valor escolhido para tclin (valor inicialmente introduzido pelo utilizador, como primeira aproximação de tcl) e as incertezas finais de cálculo.