Sheds extratores e captadores de ar: influência da geometria e da dimensão das aberturas no desempenho da ventilação natural nas edificações

Abstract

Resumo A ventilação natural é uma eficiente estratégia projetual para o condicionamento térmico passivo de edificações, ocorrendo por ação dos ventos, efeito chaminé ou pela combinação de ambos. Dentre as estratégias de ventilação, destacam-se os sheds, aberturas no telhado, que funcionam como captadores ou extratores de ar, dependendo de sua localização em relação aos ventos dominantes. O objetivo desse artigo é avaliar a influência da variação na geometria dos sheds e na dimensão das aberturas de entrada e saída de ar no desempenho da ventilação natural. O sistema foi avaliado para os ângulos de incidência dos ventos externos de 0° e 45° (extração) e 135° e 180° (captação). A metodologia adotada foi a simulação por Dinâmica dos Fluídos Computacional (CFD), utilizando como ferramenta o software CFX. Foram realizadas análises quantitativas (taxas de renovação de ar/hora e coeficiente de pressão nas aberturas) e qualitativas (planos de contorno e vetores de direção e intensidade do fluxo de ar). Os resultados indicam que sheds com geometrias aerodinâmicas e o aumento das aberturas de saída de ar incrementam o fluxo de ar interno. Para os sheds captadores o aumento isolado das aberturas de entrada de ar não proporciona uma melhora significativa na captação dos ventos pela cobertura.

Influência do número de sheds e da distância horizontal entre eles no desempenho da ventilação natural

“…Essa pesquisa foi realizada com base na análise de dois parâmetros de projeto − número de sheds na cobertura e distância horizontal entre eles −, a fim de verificar suas influências sobre o desempenho de sheds extratores e captadores de ar. A geometria aerodinâmica dos sheds analisados foi selecionada com base naquela que apresentou o melhor desempenho na pesquisa de Lukiantchuki et al (2016). O trabalho foi desenvolvido para diferentes valores de cada parâmetro projetual, sendo que para analisar as diferentes configurações, modificou-se um parâmetro por vez, de modo a identificar a sensibilidade do sistema para cada parâmetro isoladamente.…”

“…Em alguns casos, Lelé prioriza a entrada dos ventos por galerias subterrâneas e a extração do ar pela cobertura por efeito chaminé. Em outros, a captação dos ventos é realizada pela cobertura, propiciando uma corrente de ar permanente, que, além de ventilar os ambientes internos, permite a proteção térmica do edifício, o que reduz os ganhos de calor devido à radiação solar que incide diretamente pela cobertura (LUKIANTCHUKI et al, 2016).…”

“…No entanto, a maioria das publicações estudadas sobre o assunto refere-se ao shed com formato ortogonal, sem considerar outras variações geométricas. A influência de diferentes geometrias de sheds extratores e captadores de ar e a relação das dimensões das aberturas de entrada e saída de ar no desempenho da ventilação natural nos ambientes internos foram estudadas por Lukiantchuki et al (2016). Os autores concluíram que para qualquer dos modos de funcionamento o modelo aerodinâmico gerou ganhos nas condições internas de circulação do ar.…”

Análise paramétrica de chaminés solares visando à otimização de desempenho em climas típicos do território brasileiro

“…Tal solução projetual apresenta fenômenos físicos semelhantes aos da chaminé solar, como a ventilação por efeito chaminé e as trocas térmicas radiantes. Lukiantchuki et al (2016) avaliaram a influência da variação na geometria de sheds no desempenho da ventilação natural.…”

<b>Evaluation of CFD simulations with wind tunnel experiments: pressure coefficients at openings in sawtooth building

“…Most natural ventilation studies are focused on flat roof geometries. However, despite international researches on shed roofs since 1980mono-sloped roofs (Gandemer, Barnaud, Millet, & Sacre, 1992;Perén et al, 2015), multi-span roofs such as sawtooth roofs (Blackmore, 1986;Standard Australia, 1989;Stathopoulos & Saathoff, 1992;EN 1991EN -1-4, 2010Heras, Jiménez, San Isidro, Zarzalejo, & Pérez, 2005) and aerodynamic sheds (Lukiantchuki, 2015;Lukiantchuki et al, 2016), there is still a lack of research analyzing the impact of sawtooth roof design on natural ventilation potential.…”