Hugo Filipe Entradas Silva Licenciado Avaliação do Clima Interior de uma Igreja em Lisboa Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil Construção Orientador: Doutor Fernando M. A. Henriques, Professor Catedrático, Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa Júri: Presidente: Profª. Doutora Maria Paulina Faria Rodrigues Arguente: Prof. Doutor Daniel Aelenei Vogal: Prof. Doutor Fernando M. A. Henriques Junho, 2012 Avaliação do Clima Interior de uma Igreja em Lisboa Copyright © Hugo Filipe Entradas Silva, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa. A Faculdade de Ciências e Tecnologia e a Universidade Nova de Lisboa têm o direito, perpétuo e sem limites geográficos, de arquivar e publicar esta dissertação através de exemplares impressos reproduzidos em papel ou de forma digital, ou por qualquer outro meio conhecido ou que venha a ser inventado, e de a divulgar através de repositórios científicos e de admitir a sua cópia e distribuição com objectivos educacionais ou de investigação, não comerciais, desde que seja dado crédito ao autor e editor. Agradecimentos Em primeiro lugar gostaria de agradecer ao Professor Doutor Fernando Henriques por me ter possibilitado a realização deste trabalho e pela sua orientação e ajuda ao longo deste processo. Foi sem dúvida uma experiência bastante gratificante, trabalhar sob orientação de uma pessoa que tanto admiro e que mantém um culto pelo rigor e excelência, algo que deveria estar presente em todos nós. Teve sempre um conselho para me dar ou uma palavra de conforto quando me sentia um pouco perdido, obrigando-me a pensar e reflectir, mostrando-me realmente o que é a investigação. Gostaria também de agradecer à paróquia de São Cristóvão, especialmente ao Padre Edgar Clara, por me possibilitar a realização deste estudo, mostrando sempre prontidão, boa vontade e simpatia em me receber e ajudar no processo de instrumentação da Igreja e recolha de dados. Tenho também de agradecer ao senhor Luís Nobre, que tantas vezes me recebeu e acompanhou às instalações da Igreja, depositando sempre grande confiança em mim e no estudo desenvolvido. Quero também deixar um agradecimento muito especial ao engenheiro Vítor Silva, por toda a disponibilidade, boa vontade, capacidade para resolver problemas e amizade que demonstrou, tendo sido uma ajuda fulcral para a instalação de todo o sistema de monitorização. Tenho de fazer um agradecimento especial ao colega e grande amigo João Simões, que me acompanhou ao longo deste percurso. Partilhámos muitos momentos de trabalho árduo, mas os bons momentos não ocorreram em menor número, tendo tido um grande contributo tanto anímico como técnico para a elaboração deste trabalho, com conselhos importantes e ajuda em alguns pontos e também pela revisão final que me ajudou a fazer. Agradeço ainda aos amigos Daniel e João Campos, pela ajuda que me deram na revisão final do trabalho. Não posso esquecer os amigos e colegas que me acompanharam ao longo do curso e me possibilitaram o equilíbrio necessário para concluir esta importante etapa. Não poderei citar todos, pois foram inúmeras as pessoas que contribuíram para tal, mas queria deixar um agradecimento especial ao Daniel, à Marta e ao José, pelos bons momentos que passámos e pela forte amizade que construímos e decerto perdurará. Quero deixar também uma palavra aos amigos de infância, que apesar da distância e dos diferentes rumos que seguimos continuaram sempre a demonstrar a sua grande amizade e prontidão. Um agradecimento também para os colegas e amigos de secundário e que acompanharam a minha vinda para Lisboa, facilitando a adaptação e mostrando sempre grande amizade e companheirismo. Não sinto a necessidade de citar nomes, pois eles sabem bem quem são e o valor que lhes dou. Agradeço ainda ao grupo académico GANK, onde conheci pessoas novas de diferentes cursos e onde pude viver bons momentos de descontracção na companhia de bons amigos. Para o fim deixo as pessoas mais importantes, a minha família. Quero fazer um agradecimento especial aos meus pais e irmão que sempre me apoiaram nos bons e maus momentos e possibilitaram este caminho. Nunca me questionaram pelas opções e caminhos que pretendi seguir, incentivando-me sempre, mesmo quando as opções tomadas pareciam arriscadas, dando sempre provas de confiança no meu valor e na qualidade das minhas escolhas. Muito do que sou devo a eles, pois passaram-me muitos dos valores que julgo necessários para vingar na vida. Resumo Muitas vezes os edifícios antigos, principalmente os de relevo histórico, apresentam microclimas próprios, nem sempre correspondentes às condições ideais para a correcta conservação dos materiais e artefactos. Os materiais adaptam-se e respondem às alterações por que passam com falhas e deformações, muitas vezes irreversíveis, pelo que novas alterações, principalmente se muito acentuadas, podem levar à sua deterioração. Assim, é importante conhecer o microclima passado e actual, com especial atenção para os ciclos de temperatura e humidade relativa, antes de se proceder a qualquer alteração do microclima existente. Neste estudo pretendeu-se caracterizar a evolução do clima interior de um edifício histórico de elevada inércia térmica, a Igreja de São Cristóvão, em Lisboa, com a medição de temperaturas e humidades relativas do ar e temperaturas de uma superfície. Estas medições foram efectuadas de forma automática, com a distribuição de vinte e cinco sensores no interior, um na torre norte e outro no desvão da cobertura. Pretendeu-se obter uma amostragem significativa da distribuição de temperaturas e humidades relativas em planta e a diferentes alturas, a sua relação com as condições exteriores, assim como a monitorização das condições superficiais de uma parede orientada a norte. As medições ocorreram entre 11 de Novembro de 2011 e 30 de Abril de 2012, com registos a cada 10 minutos. Efectuaram-se também medições manuais a quatro alturas distintas de um total de trinta e quatro pontos em planta, o que permitiu a elaboração posterior de mapas tridimensionais e de isolinhas. Observou-se a existência de um microclima interior muito estável, com pequenos ciclos diários de temperatura e humidade relativa, onde o fluxo de visitantes constitui o principal factor de influência para as variações ocorridas, com as condições exteriores a exercerem uma influência reduzida. Foi também possível confirmar a importância da inércia térmica que provoca o atraso sazonal, com as temperaturas interiores a serem superiores às exteriores no período de Outono/Inverno e o inverso para a Primavera. Constatou-se a ausência de condensações superficiais ao longo de todo o período de monitorização. Quanto à distribuição do ar, foi possível observar a presença de correntes convectivas de 11 de Novembro de 2011 a 7 de Março de 2012, denotando-se a partir desta data a estratificação do ar por temperaturas. Palavras-chave: Microclima, temperatura, humidade relativa, inércia térmica, Igreja, campanha experimental i Abstract In order to describe the interior climate evolution of a historical building with high thermal inertia – the Church of São Cristóvão, in Lisbon – measurements of the temperature and relative humidity of the air and the interior surface temperature of the north façade were made. These measurements were made automatically, with an array of sensors in the building's interior. The goal was to get a relevant sampling of the temperature and relative humidity in the horizontal plan and at different heights, as well as these parameters' variations on a surface level, both in the floor and in the wall. It was therefore possible to study the stratification of temperatures and the thermal delay compared with the external temperatures, as well as the probability of surface condensations on the facade with lower solar exposition. Manual measurements were also made in order to more thoroughly describe and map the temperature and relative humidity both in the horizontal and in the vertical plan. Measurements were made between November 11th, 2011, and April 30th, 2012. In a building without mechanical climatization systems, the visitor’s flow and the activation of the illumination systems during the church's opening hours are the main factors that influence the variations of the parameters in study. A significant thermal delay compared with to the external temperatures due to the high thermal inertia of the building, was observed. It was also observed the existence of a very stable interior microclimate, with low cycles of temperature and relative humidity. These issues, and possible approaches, are discussed in this work. Keywords: Microclimate, temperature, relative humidity, thermal inertia, cultural heritage, experimental monitoring iii