Visualização da ventilação natural em ensaios na mesa d´'água comparado a simulações computacionais

Autores

DOI:

https://doi.org/10.20396/parc.v11i0.8656954

Palavras-chave:

Ventilação natural, Projeto arquitetônico, Mesa d'água, Simulação computacional

Resumo

No processo de projeto nota-se a existência de uma lacuna entre a teoria e a prática, principalmente com relação à ventilação natural. Isso requer o uso de métodos que auxilie a visualização do fluxo de ar nos edifícios e sua transferência para os projetos. Muitas das ferramentas confiáveis de predição da ventilação natural, como o túnel de vento e os softwares de Dinâmica dos Fluídos Computacional (Computational Fluid Dynamic – CFD), são complexas e caras, dificultando o seu uso durante o ensino e na prática dos projetistas. Diante disso, o objetivo dessa pesquisa é verificar se ferramentas simplificadas representam o escoamento do ar no projeto arquitetônico de maneira fiel. Para isso, a visualização da ventilação natural através de experimentações simplificadas é comparada com ferramentas complexas e de alta confiabilidade, como simulações CFD. O método foi dividido em 3 etapas. Primeiramente, foi construído um modelo físico modular, baseado na literatura especializada. Em seguida, ensaios na mesa d'água foram executados. Por fim, simulações computacionais em uma ferramenta simplificada (software Fluxovento) e em uma mais complexa baseada na Dinâmica dos Fluídos Computacional (software CFX) foram realizadas. Os resultados demonstram a compatibilidade entre as simulações CFD e os ensaios na mesa d´água, indicando que o ensino com essa ferramenta torna acessível o entendimento de conceitos básicos da ventilação natural. Já no Fluxovento, diferenças significativas foram registradas na análise do fluxo de ar, dificultando o entendimento da ventilação natural. Ressalta-se a característica modular do modelo para elaborar novos casos em estudo de ventilação natural.

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Biografia do Autor

Ana Clara de Almeida Xavier, Universidade Estadual de Maringá

Graduação em andamento em Arquitetura e Urbanismo na Universidade Estadual de Maringá.

Izabella Hafele Gularte, Universidade Federal de Santa Catarina

Graduanda de Arquitetura e Urbanismo na Universidade Federal de Santa Catarina.

Martin Ordenes Mizgier, Universidade Federal de Santa Catarina

Doutorado em Engenharia Civil na Universidade Federal de Santa Catarina.  Professor Associado na Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Departamento de Arquitetura e Urbanismo.

Marieli Azoia Lukiantchuki, Universidade Estadual de Maringá

Doutorado em Arquitetura e Urbanismo pela Universidade de São Paulo, Instituto de Arquitetura e Urbanismo de São Carlos.  Professora Adjunta na Universidade Estadual de Maringá, Centro de Tecnologia, Departamento de arquitetura e urbanismo.

Referências

ARAÚJO, C. V. de A. Análise de componentes arquitetônicos para potencialização da ventilação natural com ênfase em captadores de vento. 2011. 130p. Dissertação (Mestrado em conforto no ambiente construído; forma urbana e habitação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo, Natal, 2011.

BITTENCOURT, L.; CÂNDIDO, C. Introdução à Ventilação Natural. 3. ed. Maceió: EdUFAL, 2008. p. 163

BLESSMANN, J. Aerodinâmica das construções. 3. ed. Porto Alegre: Sagra, 2011. p.81.

CALAUTIT, J. K; HUGHES, B. R; CHAUDHRY, H. N; GHANI, S. A. CFD Analysis of a Heat Transfer Device Integrated Wind Tower System for Hot and Dry Climate. Applied Energy, v. 112, p. 576-591, mar. 2013. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.01.021.

CALAUTIT, J. K.; HUGHES, B. R. Wind tunnel and CFD study of the natural ventilation performance of a commercial multi-directional wind tower. Building and Environment, v. 80, p. 71-83, oct. 2014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2014.05.022.

CARVALHO, C., MARTHA, L., TEIXEIRA, W. FLUXOVENTO – Um simulador gráfico interativo para o estudo de ventilação em ambientes construídos. In: ENCONTRO NACIONAL DO CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 8., 2005, Maceió. Anais [...] Maceió: ANTAC, 2005.

CÓSTOLA, D. Ventilação Por Ação do Vento no Edifício: procedimentos para quantificação. 2006. 235p. Dissertação (Mestrado em Tecnologia da Construção) – Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006.

GARRILHO DA GRAÇA, G.; DAISH, N. C.; LINDEN, P. F. A two-zone model for natural cross-ventilation. Building and Environment, v. 89, p. 72-85, jul. 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2015.02.014.

GARRILHO DA GRAÇA, G.; LINDEN, P. Ten questions about natural ventilation of non-domestic buildings. Building and Environment, v. 107, p. 263-273, oct. 2016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2016.08.007.

ETHERIDGE D. W.; SANDBERG, M. Building ventilation: theory & measurement. 1st edition. Chichester: Jonh Wiles & sons, 1996. p. 754.

FRANKE, J.; HIRSCH, C.; JENSEN, A. G.; KRÜS, H. W.; SCHATZMANN, M.; WESTBURY, P. S.; WISSE, J. A.; WRIGHT, N. G. Recommendations on the use of CFD in predicting pedestrian wind environment. In: INT. CONF. ON URBAN WIND ENGINEERING AND BUILDING AERODYNAMICS, 2004. Rhode-Saint-Genèse. Proceedings […]. Rhode-Saint-Genèse: COST European Cooperation in Science & Technology. 2004.

FORTUNA, A. O. Técnicas computacionais para dinâmica dos fluidos: conceitos básicos e aplicações. 2. ed. São Paulo: EDUSP, 2000. p 552.

GARCIA , J. R.; FUENTES, V. Viento y arquitectura: el viento como factor de diseño arquitectónico. 3. ed. México: Trillas, 2005. 186 p.

GIVONI, B. Man, Climate and Architecture. 2. ed. London: Applied Science Publishers, 1976. p. 499.

GRATIA, E.; BRUYERE, I.; DE HERDE, A. How to use natural ventilation to cool narrow office buildings. Building and environment, v. 39, n. 10, p. 1157-1170, oct. 2004. DOI: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2004.02.005.

HARRIES, A. Notas de aula. In: Workshop: CFX – FAU/USP. São Paulo, 2005.

HUGHES, B. R.; CHAUDHRY H.N.; CALAUTIT, J. K. Passive Energy Recovery from Natural Ventilation air Streams. Applied Energy, v. 40, p. 113- 127, jan. 2014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.07.019.

KOENIGSBERGER, O.; INGERSOL, T. G.; MAYTHEW, A.; SZOKOLAY, S. V. Manual of tropical Housing and Building. Part I: Climatic Design. Londres: Longman, 1974. p. 336.

KOWALTOWSKI, D. C. C. K.; CELANI, M. G. C.; MOREIRA, D. C.; PINA, S. A. M. G.; RUSCHEL, R. C.; DA SILVA, V. G.; LABAKI, L. C.; PETRECHE, J. R. D. Reflexão sobre metodologias de projeto arquitetônico. Ambiente Construído, v. 6, n. 2, p. 07-19, abr./ jun.2006.

KOWALTOWSKI, D. C. C. K.; LABAKI, L. C.; PINA, S. M. G.; BERTOLLI, S. R. A visualização do conforto ambiental no projeto arquitetônico. In: ENCONTRO NACIONAL DO CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 7., 1998, Florianópolis. Anais [...] Florianópolis: ANTAC, 1998. P. 371-379.

KUKREJA, C. P. Tropical architecture. Nova Dheli: Tata McGraw-Hill, 1978. p.131,

LAMBERTS, R.; DUTRA, L.; PEREIRA, F. O. R. Eficiência Energética na Arquitetura. 3. ed. São Paulo: PW, 2014. p. 382.

LAWSON, B. How designer think. The design process demystified. 4. ed. London: The architectural Press, 2005. p.320.

LEITE, C. G. Alterações da Ventilação Urbana Frente ao Processo de Verticalização de Avenidas Litorâneas: o caso da avenida litorânea de São Luís/MA. 2008. 229p. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) – Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2008.

MACIEL, A. A. Integração de conceitos bioclimáticos ao projeto arquitetônico. 2006. 197p. Tese (Doutorado em Arquitetura e Urbanismo) – Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2006.

MATSUMOTO, E; LABAKI, L. Túnel de vento. In: KOWALTOWSKI, D. C. C. K. O processo de projeto em arquitetura: da teoria à tecnologia. São Paulo: Singer, 2011. p. 504.

OLGYAY, V. Design with Climate. New Jersey: Princeton University Press, U.S.A, 1963. p. 224.

PRATA, A. R. Impacto da Altura de Edifícios nas Condições de Ventilação Natural no Meio urbano. 2005. 271p. Tese (Doutorado em Arquitetura e Urbanismo) – Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2005.

PERÉN, J. I.; VAN HOOFF, T.; LEITE, B. C. C.; BLOCKEN, B. CFD analysis of cross-ventilation of a generic isolated building with asymmetric opening positions: impact of roof angle and opening location. Building and Environment, v. 85, p. 263-276, fev. 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2014.12.007.

ROSSI, M. M.; VALE, F. I.; SHIMOMURA, A. R. P.; CHVATAL, K. M. S. A mesa d’água como ferramenta de apoio para a caracterização de um modelo genérico a ser ensaiado em túnel de vento. Revista IPT: Tecnologia e Inovação, v. 3, n. 10, p. 70-80, abr. 2019.

TOLEDO, E. Ventilação natural das habitações. 1. ed. Maceió: EdUFAL, 1999. p. 170.

TOLEDO, A.; PEREIRA, F. Potencial da Mesa D’água para a visualização Analógica da Ventilação Natural em Edifícios. In.: ENCONTRO NACIONAL DO CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 7., 2003, Curitiba. Anais [...] Curitiba: ANTAC, 2003. P. 1383-1390.

TRINDADE, S. C.; PEDRINI, A.; DUARTE, R. N. C. Métodos de aplicação da simulação computacional em edifícios naturalmente ventilados no clima quente e úmido. In: Revista do ambiente construído, v.10, n.4, p.37-58, out./dez. 2010. DOI: https://doi.org/10.1590/S1678-86212010000400004.

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Publicado

2020-09-30

Como Citar

XAVIER, A. C. de A.; GULARTE, I. H.; MIZGIER, M. O.; LUKIANTCHUKI, M. A. Visualização da ventilação natural em ensaios na mesa d´’água comparado a simulações computacionais. PARC Pesquisa em Arquitetura e Construção, Campinas, SP, v. 11, p. e020020, 2020. DOI: 10.20396/parc.v11i0.8656954. Disponível em: https://periodicos.sbu.unicamp.br/ojs/index.php/parc/article/view/8656954. Acesso em: 24 set. 2022.

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