Análise do Conforto Térmico em Estruturas Residenciais para Idosos em Clima Atlântico

As esperanças médias de vida da população mundial têm vindo a aumentar, incrementando a faixa etária acima dos 65 anos. Nesse sentido, os serviços de apoio à população idosa experimentam maior demanda em resposta às necessidades crescentes, como é o caso dos serviços de cuidados a longo prazo, nomeadamente, centros de dia (CD) e estruturas residenciais para idosos (ERPI). Neste âmbito de serviços para a comunidade idosa, os parâmetros de qualidade e conforto são apresentados como fatores cruciais para o bem-estar dos utentes/residentes, sendo que o conforto térmico (CT) é um fator determinante na monitorização da qualidade e bem-estar desta população.

Para que os valores ótimos de CT sejam alcançados e mantidos nos edificados com esta tipologia de serviços, elevados gastos energéticos são despendidos para retificar as condições estruturais dos edifícios. A fim de estruturar um modelo matemático viável que permita definir as características estruturais otimizadas na fase de construção e reabilitação dos edifícios para CD ou ERPI, torna-se necessário analisar o CT dos utentes e prever quais as condições térmicas aceitáveis ou preferenciais para esta população. Este estudo, ainda em curso e integrante do Programa ConTerMa, analisa as variáveis de CT (temperatura do ar, temperatura radiante média, velocidade do ar e humidade do ar) na zona climática continental atlântica, monitorizando 8 ERPI e CD situados em 5 Concelhos da Área Metropolitana do Porto.

O objetivo deste projeto é analisar o CT de idosos em ERPI e CD localizados na zona climática do Atlântico e prever quais as condições térmicas aceitáveis ou preferidas para esse grupo de pessoas, considerando a sua atividade física, o vestuário e a sensação térmica. Com esses dados, serão analisados os fatores influentes no CT das pessoas idosas e serão desenvolvidos modelos analíticos para determinar as características de CT para esse grupo populacional dentro das diferentes zonas climáticas. O desenvolvimento dos modelos analíticos adaptativos de CT irá modelar especificações estruturais de edificado necessárias para otimização de CT, quer para construções de novos edificados, quer para adaptação das estruturas pré-existentes.

O CT pode ser descrito como as características do ambiente que afetam a troca de calor entre o corpo humano e o meio ambiente. O CT depende tanto de parâmetros físicos, tais como questões fisiológicas, afetados pelo estilo de vida, atividade, idade, estado de saúde, género e adaptação ao clima e ao ambiente local do indivíduo e espaço [1].

Ambas as normas internacionais ISO 7730: 2005 [2], ASHRAE Standard 55: 2013 [3] e EN 15251: 2007 visam especificar as condições ambientais recomendadas para uma população idosa. Estudos de campo mostram que as atuais regulamentações existentes podem não ser aplicáveis a pessoas acima dos 65 anos porque as suas respostas térmicas são diferentes da população ativa. Esse segmento populacional tem características muito específicas, como níveis mais baixos de metabolismo, não sendo capaz de alterar facilmente o seu nível de atividade ou de roupa, bem como, a falta de vasoconstrição que pode diminuir a sensação térmica ou maior tolerância ao calor que pode causar desidratação durante o verão. Ao discutir a avaliação do CT, existem dois modelos principais que podem ser usados: o modelo de voto médio previsto (PMV) [4] e o modelo adaptativo. O modelo mais comumente usado para avaliar o CT geral ou corporal é o modelo de voto médio previsto (PMV) de Fanger (1973) [4]. De acordo com esse modelo, para que uma determinada situação possa ser considerada termicamente confortável, ela deve ser satisfeita, como uma condição básica, que permita que os mecanismos fisiológicos responsáveis pela termorregulação atinjam o equilíbrio térmico; isto é, que o corpo é capaz de equilibrar o calor ganho (de origem metabólica, ou do meio ambiente) e o calor removido por diferentes procedimentos.

O modelo Fanger PMV é amplamente utilizado e aceito no campo da avaliação do CT. No entanto, é um modelo estacionário (modelo estático), portanto, não leva em conta as variações de temperatura ao longo do dia, é o resultado de investigações em câmaras térmicas, só é aplicável a seres humanos expostos a um longo período em condições constante e com uma taxa metabólica constante e isolamento térmico do vestuário estável e não considera a adaptação dos ocupantes para alcançar condições de conforto [4].

Relativamente aos questionários sobre sensação térmica, aos utentes e residentes dos edificados em estudo, várias questões foram propostas, atribuindo um sistema de pontuação. Para a atribuição de valores e utilização de escalas, foram selecionadas escalas conhecidas como apresentado na Tabela 1.

A aplicação de modelos de conforto ambiental para pessoas idosas oferece a possibilidade de melhorar a qualidade de vida e, ao mesmo tempo, oferece um grande potencial para economizar energia. Nesse sentido, com base no modelo analítico obtido, serão comparados dados ambientais históricos das instituições participantes para, por um lado, capacitar e criar boas práticas que melhorem a qualidade de vida dos utentes/residentes e, por outro lado, objetivar a eficiência energética. Essa economia energética traduz-se aproximadamente 30% da carga de refrigeração, comparada com a de um ponto de ajuste de temperatura fixo, conforme indicado pela teoria do conforto convencional.

O método adaptativo é o resultado das monitorizações real-time nas instituições participantes em que se analisa a real aceitabilidade dos ambientes térmicos, que depende muito do contexto, do comportamento dos ocupantes e de suas expectativas.

Em contraste com o modelo estático de CT, no modelo adaptativo as pessoas desempenham um papel instrumental criando suas próprias preferências térmicas pela maneira como interagem com o ambiente, modificam seu próprio comportamento ou gradualmente adaptam suas expectativas dependendo do ambiente térmico onde eles estão [5].

No final deste projeto será criado um modelo analítico de interpretação de parâmetros ambientais e estruturação de medidas de adaptação de edificados para o propósito em estudo. De estudos realizados na área do CT, destaca-se a necessidade de modelos específicos de conforto para idosos. Em geral, as normas de conforto não se aplicam atualmente à população de idade avançada, apenas determinando limites restritos mais altos de Percentagem Prevista de Insatisfação (PPD), em vez de determinar as condições ambientais e físicas que afetam o CT.

Com o cálculo dos índices relacionados com o conforto térmico, análises comparativas serão realizadas, confrontando os valores obtidos no clima atlântico e no clima mediterrânico, possibilitando, assim, um estudo mais consistente e com uma visão mais alargada da temática atendendo às diferenças climáticas encontradas nos dois climas em estudo.

Os dados recolhidos e resultados obtidos serão também comunicados às instituições participantes servindo de base de estudo para a melhoria das condições ambientais e qualidade, em instituições residenciais e de apoio a idosos. 

Palavras-Chave: Conforto Térmico, Clima Atlântico, Modelo Analítico, Voto Médio Previsto, População Idosa

Financiamento

Projeto financiado ao abrigo do Anúncio de Seleção de Trabalhos de Investigação Multidisciplinar sobre o Envelhecimento ‘Fondo Europeo de Desarrollo Regional en el marco del Programa de Cooperación Interreg V-A España – Portugal, (POCTEP) 2014-2020, Expediente: 6/2018_CIE_6’, no âmbito do Programa Coordenado ‘ConTerMa- Análisis del confort térmico en residencias de ancianos en el espacio de cooperación transfronterizo de España-Portugal’.

Referências Bibliográficas

1. Vandentorren, S., et al., August 2003 heat wave in France: risk factors for death of elderly people living at home. Eur J Public Health, 2006. 16(6): p. 583-91.

2. Standardization, I.O.f., ISO 7730 2005-11-15 Ergonomics of the Thermal Environment: Analytical Determination and Interpretation of Thermal Comfort Using Calculation of the PMV and PPD Indices and Local Thermal Comfort Criteria. 2005: ISO.

3. Ashrae, Standard 55-2013 User's Manual: ANSI/ASHRAE Standard 55-2013, Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy. 2016: ASHRAE Research.

4. Fanger, P.O., Assessment of man's thermal comfort in practice. British journal of industrial medicine, 1973. 30(4): p. 313-324.

5. Brager, G.S. and R.J. de Dear, Thermal adaptation in the built environment: a literature review. Energy and Buildings, 1998. 27(1): p. 83-96.