Por que as casas costumam ficar mais quentes do que o termostato sugere

Aug 30, 2023

Professor Associado de Arquitetura, Ambientes Construídos Sustentáveis ​​e Marketing, Universidade do Arizona

Jonathan Bean é codiretor do Institute for Energy Solutions do Arizona Institute for Resilience da Universidade do Arizona e membro do conselho da Phius Alliance.

A Universidade do Arizona oferece financiamento como membro do The Conversation US.

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Imagine duas casas na mesma rua: uma construída na década de 1950 e outra na década de 1990. Não há árvores ou outras sombras. Os aparelhos de ar condicionado são idênticos, substituídos recentemente e funcionando perfeitamente. Termostatos idênticos são ajustados para 82 graus Fahrenheit (27,8 Celsius).

Quando estiver 110 F (43,3 C) lá fora, a casa dos anos 1950 provavelmente parecerá pelo menos 10 F (5,6 C) mais quente por dentro, mesmo com a mesma temperatura do ar.

Por que?

A resposta tem a ver com calor radiante. O calor radiante é o que mantém você quentinho em uma fogueira em uma noite fria de inverno. O fogo não aquece muito o ar; em vez disso, como o Sol, a maior parte do calor do fogo se move através de ondas invisíveis diretamente da fogueira para o seu corpo.

No calor radiante do sol do Arizona, a temperatura da superfície dos tetos não isolados de postes e vigas da minha casa, uma das 41.000 construídas em Tucson durante a era pós-Segunda Guerra Mundial, pode atingir mais de 100 F (37,8 C). As janelas de aço com vidro simples registram 50°C (122°F), e as paredes de blocos de concreto não isoladas não são muito mais frias.

Dentro da minha casa, em dias de três dígitos, pode parecer que estou perto de uma fogueira, mesmo com o ar condicionado funcionando para manter 75 F (23,9 C). E quando o sistema quebra – como aconteceu durante a longa onda de calor de 2023, quando Phoenix atingiu 110 F (43,3 C) todos os dias durante semanas – as temperaturas sobem perigosamente rápido. Sem o AC, as superfícies quentes e o redemoinho de ar do ventilador de teto fazem a casa parecer uma fritadeira.

Embora as pessoas estejam acostumadas a pensar sobre como as roupas, o movimento do ar, a temperatura e a umidade afetam o conforto, duas medidas menos conhecidas ajudam a explicar como elas experimentam o conforto dentro de casa:

Temperatura radiante média. Esta é a temperatura média de todas as superfícies que nos rodeiam: teto, janelas, paredes, chão. Para que o calor radiante se mova entre um objeto e o corpo humano, é necessária uma linha de visão ininterrupta, de modo que os tetos e as janelas desobstruídas têm uma influência descomunal na temperatura radiante experimentada em um local específico de uma casa.

Temperatura operativa. Isso pode ser aproximado calculando a média da temperatura radiante média e da temperatura média do ar em uma sala. Outros cálculos da temperatura operacional levam em consideração os efeitos do movimento do ar, umidade e variáveis ​​adicionais. Aproximadamente metade de como você experimenta o conforto é determinada pelo ambiente radiante.

Infelizmente, como diz o cientista da construção Robert Bean (sem parentesco), “toda uma indústria de fabricantes, fornecedores, construtores e comerciantes equipara incorretamente o conforto térmico à temperatura do ar”. O resultado é que a maioria das pessoas ignora completamente o que realmente faz um espaço parecer confortável – ou desconfortavelmente quente.

Em um dia quente e ensolarado, um bom isolamento e janelas de vidro duplo retardam a transferência de calor o suficiente para que o ar condicionado mantenha a temperatura radiante média dentro do edifício dentro de alguns graus da temperatura do ar.

No entanto, num edifício com isolamento insuficiente, como a minha casa, ou em alguns conjuntos habitacionais públicos mais antigos em Phoenix, a elevada temperatura média radiante pode elevar a temperatura operacional para mais de 90 F (32,2 C) – mesmo com o termostato ajustado para 75 F (23,9ºC). Quando a temperatura da superfície excede a temperatura da nossa pele, o calor começará a irradiar da superfície quente para o corpo, tornando mais provável a insolação.

Embora o limite exato onde o superaquecimento se torna perigoso seja debatido, a maioria das pessoas concordaria que 90 F (32,2 C) é quente demais para ser confortável.

As superfícies quentes são a razão pela qual edifícios mais pequenos, como casas móveis, pequenas casas, contentores de transporte e garagens transformadas em apartamentos, muitas vezes se sentem desconfortáveis, independentemente da configuração do termóstato. Estruturas menores expõem os ocupantes a três, quatro ou até seis superfícies com o exterior exposto ao sol e ao ar quente externo. Mais superfícies quentes, mais desconforto.