Aut 268 -_dimensionamento_da_ventilacao_natural_das_edificacoes

AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Procedimentos de cálculo para dimensionamento
da ventilação natural das edificações
Professores:
Marcia Alucci, Fernando Cremonesi, Denise Duarte,
Gil Andrade, Roberta Kronka, Antonio Carlos Mingrone,
Leonardo M Monteiro
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
Leonardo M. Monteiro

1. Introdução
2. Ventilação Natural
3 Procedimentos de Cálculo3. Procedimentos de Cálculo
4. Exemplos Projetuais e Aplicações
5. Considerações Finais

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

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

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

Fonte: Evans (1957).

Fonte: Olgyay (1963).

Frequência de ocorrências

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

10 m² 9,5 m
10 m
9 m
ZN 5m
H=9 m
10 m²
1 m
0,5 m
elevação corte

4m
5m ZN 2,5mH=2,5 m
10 m²
10 m²
elevação corte
10 m

1 m
5 m
1 m
4m
10 m
5 m
elevação corte

Ventilação necessária
V til ã hi iê i MÍNIMA- Ventilação higiênica – MÍNIMA
- Ventilação para remoção de carga térmica – MÁXIMA

V il ã Hi iê i
Vazão de ar mínima recomendada para atender
Ventilação Higiênica
Vazão de ar mínima recomendada para atender
às exigências de higiene dos usuários
Volume de ar disponível
por pessoa
(m3
/pessoa)
Ventilação mínima noturna
(m3
/h pessoa)
Ventilação mínima diurna
(m3
/h pessoa)
< 4 35 44
4 a 10 30 42
10 a 15 15 22
> 15 11 15
Fonte: Alucci (1986).

V il ã Hi iê i
Exemplo: Dormitório: A=8m2; h=2,7m => V=21,6m3
Ventilação Higiênica
2 pessoas: V/2= 10,8m3 por pessoa
Volume de ar disponível Ventilação mínima noturna Ventilação mínima diurnaVolume de ar disponível
por pessoa
(m3
/pessoa)
Ventilação mínima noturna
(m3
/h pessoa)
Ventilação mínima diurna
(m3
/h pessoa)
< 4 35 44
4 a 10 30 42
10 a 15 15 22
> 15 11 15
Fonte: Alucci (1986).
Resultado: nec=15m3/h pessoa => 30m3/h
 / V > 30/21 6 > N 1 5 (1/h)
nec / V => 30/21,6 => N ~ 1,5 (1/h)

V til ã ã d té iVentilação para remoção de carga térmica
Qt t l Qtotal
0 35 x (∆t)
(m3/h)nec =
0,35 x (∆t)
nec = vazão necessária, em m3/h
Qtotal = carga térmica total a ser removida, em W
∆t = diferença entre a temperatura do ar interno e do ar externo, em oC

V til ã ã d té iVentilação para remoção de carga térmica
Qt t l Qtotal
0 35 x (∆t)
(m3/h)nec =
0,35 x (∆t)
Exemplo: Dormitório: V=21,6m2
Qtotal = 400W
∆t = 4oC
nec = 400/(0,35x4) = 286 m3/h
 /V 286/21 6 N 13 (1/h)
nec/V = 286/21,6 => N ~ 13 (1/h)

Ventilação necessária
V til ã hi iê i MÍNIMA- Ventilação higiênica – MÍNIMA:
nec = 30m3/h N ~ 1,5 (1/h) , ( )
- Ventilação para remoção de carga térmica – MÁXIMA:Ventilação para remoção de carga térmica MÁXIMA:
nec = 286m3/h N ~ 13 (1/h)

Procedimentos de cálculo
- Ventilação por efeito chaminé
- Ventilação por ação dos ventos
- Ventilação por efeito conjugado

Considera-se apenas as diferenças de pressões originadas das diferenças de
temperaturas do ar interno e externo ao edifício.p
Φc = 0,14 . A . [ H . ∆t]1/2
Φc: fluxo de ar por efeito chaminé (m3/s);
A: área da abertura, de entrada ou de saída (a menor) (m2);
H: altura medida a partir da metade da altura da abertura de entrada de ar
té t d d b t d íd d ( )até a metade da abertura de saída do ar (m);
∆t: diferença da temperatura do ar externo e interno (oC)

1,2m
As = 0 6m2
1m H = 0,5m
Ae = 0,6m2
As = 0,6m2
elevação corte
Φc = 0,14 . A . [ H . ∆t]1/2
Φc = 0 14 0 6 [ 0 5 4]1/2Φc 0,14 . 0,6 . [ 0,5 . 4]
Φc = 0,12m3/s 1h=3.600s Φc = 432m3/h V=21,6m3 N = 20 (1/h) > N = 13 (1/h)

1,2m
As = 0 3m2
1m H = 0,5m
Ae = 0,3m2
As = 0,3m2
elevação corte
Φc = 0,14 . A . [ H . ∆t]1/2
Φc = 0 14 0 3 [ 0 5 4]1/2
Código de Obras e Edificações
Município de São Paulo
L i N º 11 228 1992
Φc 0,14 . 0,3 . [ 0,5 . 4]
Φc = 0,06m3/s 1h=3.600s Φc = 216m3/h V=21,6m3 N = 10 (1/h) < N = 13 (1/h)
Lei N.º 11.228, 1992

Considera se apenas as diferenças de pressões causadas pela ação dos ventosConsidera-se apenas as diferenças de pressões causadas pela ação dos ventos.
Фv = 0,6 . Ao . v . (ce - cs)1/2
Φv: fluxo de ar por ação dos ventos (m3/s);
Ao: área equivalente das aberturas (m2);Ao: área equivalente das aberturas (m );
1/Ao2 = 1/Ae2 + 1/As2
Ae: área da abertura de entrada (m2)
2As: área da abertura de saída (m2)
v: velocidade do vento resultante na abertura (m/s);( );
ce: coeficiente de pressão da abertura de entrada de ar;
cs: coeficiente de pressão da abertura de saída de ar
cs: coeficiente de pressão da abertura de saída de ar.

Caso o vento não seja normal à abertura:
v = vo cos θ (m/s)

Gráfico de Irminger e Nokkentued
Coeficientes de pressão
para determinação dos coeficientes de pressão
para modelos de seção quadrada
com anteparo maciço com altura = h.
Fonte: Toledo (1967).

Coeficientes de pressão
para determinação dos coeficientes de pressão
para modelos de seção quadrada
com anteparo maciço com altura = h/3com anteparo maciço com altura h/3.
Fonte: Toledo (1967).

Ventilação por efeito conjugado
1) Análise qualitativa dos dois mecanismos de ventilação:
- NÃO podem ocorrer em oposição
- a ação do vento deve proporcionar incremento na ventilação do recintoç p p ç
- real papel das aberturas de saída de ar quando submetidas à ação do vento

Ventilação por efeito conjugado
2) Análise quantitativa dos dois mecanismos de ventilação:
Fonte A S H R A E (1977)
f
Fonte A.S.H.R.A.E. (1977).
= Фc/(Фc+Фv) %Фr = Фc . f

AUT 258 Conforto Ambiental – Fundamentos FAUUSP
C t d P t ã A bi t l d B lbi MCentro de Proteção Ambiental de Balbina, Manaus
Arq. Severiano Mário Porto e Mário Emílio Ribeiro
Projeto: 1983, Obra: 1984-88
R i t P j t 125 S t 1989
Revista Projeto 125, Set. 1989.

Revista Projeto 125, Set. 1989.

Restaurante da UFPA, Belém
Arq. João Castro Filho
Projeto: 1991, Obra: 1992-93
Revista Projeto 169, Nov. 1993.

Hospital Sarah, Fortaleza,
Arq. João Filgueiras Lima
Projeto: 1991, Inaugurado: 2001j g

C t C lt l J M i Tjib N C l dô iCentro Cultural Jean-Marie Tjibaou, Nova Caledônia
Arq. Renzo Piano
Projeto 1990, Obra: 1991-1998

Centro Cultural Jean Marie TjibaouCentro Cultural Jean-Marie Tjibaou
Nouméa, Nova Caledônia
Arq. Renzo Piano

Vento fraco (inferior a 3m/s) Vento forte (de 10 a 15m/s)

Laboratorios da UFSCLaboratorios da UFSC
Arq. Hector Vigliecca
Projeto: 2006-2007, Obra: em andamento

Distribuição do ar a 1,1m

Distribuição do ar a 4,0m

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

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

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

Seção A: 6m do eixo Leste-Oeste – com exaustor sem exaustorç
Seção B: 12 5m do eixo Leste Oeste com exaustor sem exaustorSeção B: 12.5m do eixo Leste-Oeste – com exaustor sem exaustor
Seção C: 19m do eixo Leste-Oeste – com exaustor sem exaustor

Sistema Cycloar (conjunto,
parte superior e aletas)
parte superior e aletas)

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

C id õ Fi iConsiderações Finais
1) Objetivo dos procedimentos de cálculo
2) Seleção dos dados de entrada
3) Interpretação dos dados de saída) p ç
4) Interação com o processo de projeto) ç p p j

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, 1977.
C.S.T.B. Centre Scientifique et Technique du Batiment. R.E.E.F. 58. Hygrothermique et ventilation (D5). Paris, 1958.q q yg q ( ) ,
CROISET, M. L’hygrothermique dans le batiment. Paris, Eyrolles, 1972.
EVANS, Benjamin H. Natural air flow around buildings. Texas Engineering Experiment Station, Research Report nº 59, 1957.
GOMES, R. J. Condicionamento climático da envolvente dos edifícios para habitação. Lisboa, Laboratório Nacional de
Engenharia Civil, 1962.
GONÇALVES, H. O sol nos edifícios. Rio de Janeiro, Lemos, 1955.
INTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA. Normais Climatológicas. Rio de Janeiro. 1931/60, 1984 e 1961/90, 1992. 3ª ed.
KOENIGSBERGER O t lii Vi i d difí i álid t i l T d E ili R R M d id P i fKOENIGSBERGER, O. et alii. Vivienda y edifícios en zonas cálidas y tropicales. Trad. Emilio Romero Ros. Madrid, Paraninfo,
1977.
MESQUITA, A.L.S. Engenharia de ventilação. São Paulo, Edgard Blucher, 1977.
OLGYAY, V. Design with climate. New Jersey, Princeton University, 1963.g y y
PUPPO, E.; PUPPO, O. Acondicionamento natural y arquitectura. Ecologia en arquitectura. Barcelona, Marcombo-Boixareu,
1979.
TOLEDO, E. Ventilação natural dos edifícios. Lisboa, Laboratório Nacional de Engenharia Civil, 1967.

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