Ventilação natural. Profa. Dra. Denise Helena Silva Duarte Prof. Dr. Leonardo Marques Monteiro AUT DESEMPENHO TÉRMICO, ARQUITETURA E URBANISMO

Transcrição

1 Ventilação natural Profa. Dra. Denise Helena Silva Duarte Prof. Dr. Leonardo Marques Monteiro

2 1. Introdução 2. Ventilação Natural 3. Procedimentos de Cálculo 4. Exemplos Projetuais e Aplicações 5. Considerações Finais

3 1. Introdução 2. Ventilação Natural 3. Procedimentos de Cálculo 4. Exemplos Projetuais e Aplicações 5. Considerações Finais

4 Ventilação Objetivo: salubridade e conforto térmico - Ventilação higiênica - Ventilação para remoção de carga térmica

5 1. Introdução 2. Ventilação Natural 3. Procedimentos de Cálculo 4. Exemplos Projetuais e Aplicações 5. Considerações Finais

6 Ventilação natural - Ventilação por ação dos ventos - Ventilação por efeito chaminé

7 Ventilação por ação dos ventos Considera-se apenas as diferenças de pressões causadas pela ação dos ventos. Modelo Redemoinhos Alta Pressão Baixa Pressão Composição

8 Ventilação por ação dos ventos

9 Ventilação por ação dos ventos

10 Fonte: Evans (1957).

11 Fonte: Evans (1957).

12 Fonte: Evans (1957).

13 Ventilação por ação dos ventos Fonte: Olgyay (1963).

14 Ventilação por ação dos ventos Fonte: Olgyay (1963).

15 Frequência de ocorrências

16 Ventilação por efeito chaminé Croquis explicativos da distribuição das pressões em uma caixa cúbica

17 Ventilação por efeito chaminé 10 m² 9,5 m 9 m 10 m ZN 5m H=9 m 1 m 10 m² 0,5 m elevação corte

18 Ventilação por efeito chaminé 4m 5m 10 m² 10 m² H=2,5 m ZN 2,5m elevação corte

19 Ventilação por efeito chaminé 5 m 1 m 10 m 4m 5 m elevação corte

20 1. Introdução 2. Ventilação Natural 3. Procedimentos de Cálculo 4. Exemplos Projetuais e Aplicações 5. Considerações Finais

21 Ventilação necessária - Ventilação higiênica MÍNIMA - Ventilação para remoção de carga térmica MÁXIMA

22 Ventilação Higiênica Vazão de ar mínima recomendada para atender às exigências de higiene dos usuários Volume de ar disponível por pessoa (m 3 /pessoa) Ventilação mínima noturna (m 3 /h pessoa) Ventilação mínima diurna (m 3 /h pessoa) Fonte: Alucci (1986). < a a >

23 Ventilação Higiênica Exemplo: Dormitório: A=8m 2 ; h=2,7m => V=21,6m 3 2 pessoas: V/2= 10,8m 3 por pessoa Volume de ar disponível por pessoa (m 3 /pessoa) Ventilação mínima noturna (m 3 /h pessoa) Ventilação mínima diurna (m 3 /h pessoa) < a a > Fonte: Alucci (1986). Resultado: nec=15m 3 /h pessoa => 30m 3 /h nec / V => 30/21,6 => N ~ 1,5 (1/h)

24 Ventilação para remoção de carga térmica nec = Qtotal 0,35 x (Δt) (m 3 /h) nec = vazão necessária, em m 3 /h Qtotal = carga térmica total a ser removida, em W Δt = diferença entre a temperatura do ar interno e do ar externo, em o C

25 Ventilação para remoção de carga térmica nec = Qtotal 0,35 x (Δt) (m 3 /h) Exemplo: Dormitório: V=21,6m 2 Qtotal = 400W Δt = 4 o C nec = 400/(0,35x4) = 286 m 3 /h nec/v = 286/21,6 => N ~ 13 (1/h)

26 Ventilação necessária - Ventilação higiênica MÍNIMA: nec = 30m 3 /h N ~ 1,5 (1/h) - Ventilação para remoção de carga térmica MÁXIMA: nec = 286m 3 /h N ~ 13 (1/h)

27 Ventilação por efeito chaminé Considera-se apenas as diferenças de pressões originadas das diferenças de temperaturas do ar interno e externo ao edifício. Φc = 0,14. A. [ H. Δt] 1/2 Φc: fluxo de ar por efeito chaminé (m 3 /s); A: área da abertura, de entrada ou de saída (a menor) (m 2 ); H: altura medida a partir da metade da altura da abertura de entrada de ar até a metade da abertura de saída do ar (m); Δt: diferença da temperatura do ar externo e interno ( o C)

28 Ventilação por efeito chaminé 1,2m As = 0,6m 2 Ae = 0,6m 2 1m H = 0,5m elevação corte Φc = 0,14. A. [ H. Δt] 1/2 Φc = 0,14. 0,6. [ 0,5. 4] 1/2 Φc = 0,12m 3 /s 1h=3.600s Φc = 432m 3 /h V=21,6m 3 N = 20 (1/h) > N = 13 (1/h)

29 Ventilação por efeito chaminé 1,2m As = 0,3m 2 Ae = 0,3m 2 1m H = 0,5m elevação corte Φc = 0,14. A. [ H. Δt] 1/2 Φc = 0,14. 0,3. [ 0,5. 4] 1/2 Código de Obras e Edificações Município de São Paulo Lei N.º , 1992 Φc = 0,06m 3 /s 1h=3.600s Φc = 216m 3 /h V=21,6m 3 N = 10 (1/h) < N = 13 (1/h)

30 1. Introdução 2. Ventilação Natural 3. Procedimentos de Cálculo 4. Exemplo Projetual e Aplicações 5. Considerações Finais

31 Laboratorios da UFSCar - Arq. Hector Vigliecca Projeto: , Inauguração da obra: 14/08/2015 Edifício do Centro de Pesquisas em Materiais Avançados e Energia da UFSCar 8 laboratórios de diferentes departamentos do Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET)

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35 Distribuição do ar a 1,1m

36 Distribuição do ar a 4,0m

37 Distribuição de ar a 0,5m de uma fachada leste

38 Distribuição de ar a 0,5m de uma fachada oeste

39 Distribuição do ar a 1,1m

40 Distribuição do ar a 1,1m do piso com o sistema de exaustor Distribuição do ar a 1,1m do piso sem o sistema de exaustor

41 Seção A: 6m do eixo Leste-Oeste com exaustor sem exaustor Seção B: 12.5m do eixo Leste-Oeste com exaustor sem exaustor Seção C: 19m do eixo Leste-Oeste com exaustor sem exaustor

42 Sistema Cycloar (conjunto, parte superior e aletas)

43 Ventilador Natural: Entrada de ar Ventilador Natural: Saída de ar

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61 1. Introdução 2. Ventilação Natural 3. Procedimentos de Cálculo 4. Exemplos Projetuais e Aplicações 5. Considerações Finais

62 Considerações Finais 1) Objetivo dos procedimentos de cálculo 2) Seleção dos dados de entrada 3) Interpretação dos dados de saída 4) Interação com o processo de projeto

63 REFERÊNCIA BÁSICA FROTA, Anésia; SCHIFFER, Sueli. Manual de Conforto Térmico. São Paulo: Nobel, 2001 REFERÊNCIAS CITADAS A.S.H.R.A.E. Handbook of fundamentals. American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, C.S.T.B. Centre Scientifique et Technique du Batiment. R.E.E.F. 58. Hygrothermique et ventilation (D5). Paris, CROISET, M. L hygrothermique dans le batiment. Paris, Eyrolles, EVANS, Benjamin H. Natural air flow around buildings. Texas Engineering Experiment Station, Research Report nº 59, GOMES, R. J. Condicionamento climático da envolvente dos edifícios para habitação. Lisboa, Laboratório Nacional de Engenharia Civil, GONÇALVES, H. O sol nos edifícios. Rio de Janeiro, Lemos, INTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA. Normais Climatológicas. Rio de Janeiro. 1931/60, 1984 e 1961/90, ª ed. KOENIGSBERGER, O. et alii. Vivienda y edifícios en zonas cálidas y tropicales. Trad. Emilio Romero Ros. Madrid, Paraninfo, MESQUITA, A.L.S. Engenharia de ventilação. São Paulo, Edgard Blucher, OLGYAY, V. Design with climate. New Jersey, Princeton University, PUPPO, E.; PUPPO, O. Acondicionamento natural y arquitectura. Ecologia en arquitectura. Barcelona, Marcombo-Boixareu, TOLEDO, E. Ventilação natural dos edifícios. Lisboa, Laboratório Nacional de Engenharia Civil, 1967.