ventilação natural em edificações

Ventilao Natural em Edificaes

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Trabalho elaborado no mbito do PROCEL EDIFICA - EFICINCIA ENERGTICA EM EDIFICAES.

F ICHA CATALOGRF ICA

Ventilao Natural em Edificaes - Rio de Janeiro, agosto/2010

1. Leonardo Bittencourt 2. Chisthina Cndido.

TODOS OS DIREITOS RESERVADOS - proibida a reproduo total ou parcial de qualquer forma ou por qualquer meio. A

violao dos direitos de autor (Lei no 9.610/98) crime estabelecido pelo artigo 184 do Cdigo Penal.

Trabalho elaborado no mbito do convnio ECV033/04 realizado entre ELETROBRAS PROCEL e a UFAL

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Colaboradores

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Diagramao / Programao Visual

Anne Kelly Senhor CostaAline Gouvea SoaresKelli Cristine V. Mondaini

UFAL

Edio

Leonardo Bittencourt

Autores

Leonardo BittencourtChristhina Cndido

SUMR IOINTRODUO .................................................................................................................................. 9

1 VENTILAO E CONFORTO ...................................................................................................... 11

1.1 Ventilao para manuteno da qualidade do ar nos ambientes ................................................................................11

1.2 Ventilao para resfriamento das edificaes ......................................................................................................................11

1.3 Ventilao para resfriamento dos usurios ...........................................................................................................................12

1.4 Conforto e vesturio......................................................................................................................................................................12

1.5 Velocidade do ar e conforto .......................................................................................................................................................13

2 O VENTO ....................................................................................................................................... 17

2.1 Circulao atmosfrica .................................................................................................................................................................17

2.2 Camada limite urbana ..................................................................................................................................................................18

2.3 Gradiente de vento ........................................................................................................................................................................19

2.3.1 Altura do gradiente e velocidade local do vento ....................................................................................................................................20

2.4 Efeito da capacidade trmica .....................................................................................................................................................21

2.5 Influncia da topografia ...............................................................................................................................................................22

2.6 Dados meteorolgicos do vento .............................................................................................................................................23

2.6.1 Oscilao da velocidade mdia do vento ao longo do dia e do ano ...............................................................................................24

2.6.2 Freqncia e direo do vento ao longo do dia e do ano ...................................................................................................................25

2.6.3 Associao entre freqncia, direo e velocidade do vento ............................................................................................................26

2.6.4 Distribuio das velocidades do vento por hora e perodos do ano ..............................................................................................27

2.6.5 Associao entre dados do vento e a ocorrncia de chuvas...............................................................................................................27

3 PRINCPIOS DO MOVIMENTO DO AR ..................................................................................... 29

3.1 Princpios fsicos do movimento de ar ....................................................................................................................................29

3.2 Equaes fundamentais ..............................................................................................................................................................32

3.2.1 Equao de Bernoulli .........................................................................................................................................................................................32

3.2.2 Equao de Venturi ............................................................................................................................................................................................33

3.2.3 Nmero de Reynolds .........................................................................................................................................................................................34

3.2.4 Zonas de Presso Esttica ................................................................................................................................................................................36

3.2.5 Zonas de Presso Dinmica ............................................................................................................................................................................36

4.1 Configurao do conjunto edificado ......................................................................................................................................40

4.2 Forma e tipologia dos edifcios .................................................................................................................................................43

4.3 Beirais e inclinaes dos telhados ............................................................................................................................................45

4.4 Cercas e muros ................................................................................................................................................................................47

4.5 Vegetao ..........................................................................................................................................................................................48

5 VENTILAO NOS ESPAOS INTERIORES ............................................................................. 51

5.1 Forma e dimenso das aberturas .............................................................................................................................................53

5.2 Localizao das aberturas ...........................................................................................................................................................55

5.3 Tipologias das aberturas ..............................................................................................................................................................58

5.4 Projees verticais .........................................................................................................................................................................60

5.5 Projees horizontais ....................................................................................................................................................................61

5.6 Efeito da diviso do espao interno ........................................................................................................................................62

5.7 Vegetao ..........................................................................................................................................................................................64

6 COMPONENTES ARQUITETNICOS E VENTILAO ........................................................... 65

6.1 Captadores de vento .....................................................................................................................................................................65

6.2 Ptios...................................................................................................................................................................................................71

6.3 Peitoril ventilado.............................................................................................................................................................................74

6.4 Prgulas .............................................................................................................................................................................................75

6.5 Pilotis...................................................................................................................................................................................................77

7 DETERMINAO DO ESCOAMENTO DA VENTILAO NATURAL NOS ESPAOS INTERNOS ....................................................................................................................................... 81

7.1 Mtodo BRE ......................................................................................................................................................................................81

7.2 Mtodo de Aynsley, Melbourne e Vickery .............................................................................................................................82

7.3 Tnel de vento ................................................................................................................................................................................84

7.4 Mesa dgua .....................................................................................................................................................................................84

7.5 Modelos multizonais .....................................................................................................................................................................85

8 CONCLUSES ............................................................................................................................. 89

9 REFERNCIAS DOCUMENTAIS ................................................................................................ 91

APNDICE A .................................................................................................................................... 99

INTRODUO Grande parte do territrio brasileiro constitudo por regies com clima quente e mido. Nesse tipo de

clima, as estratgias bioclimticas de projeto arquitetnico se concentram em controlar os ganhos de calor

nas construes, bem como remover a carga trmica das mesmas. A reduo dos ganhos de calor pode ser

conseguida atravs de sombreamento da envoltria das edificaes, principalmente dos painis envidraados,

e da utilizao de cores claras nos componentes opacos, visando a refletir parte da radiao solar incidente.

Nessas regies, a ventilao natural se constitui na estratgia bioclimtica mais eficiente para remover a

carga trmica acumulada no interior dos ambientes. Alm disso, capaz de produzir resfriamento fisiolgico

nos usurios, devido s perdas trmicas por conveco proporcionadas pelas correntes de ar em contato

com a pele. A utilizao de sistemas de ar condicionado em edificaes que poderiam ser naturalmente

ventiladas representa uma das maiores fontes de desperdcio de energia em regies tropicais.

O contedo do texto aqui apresentado est fortemente baseado numa recente publicao dos mesmos

autores intitulada Introduo Ventilao Natural, editada pela EDUFAL em 2005. Tal trabalho apresenta

enfoque e objetivos semelhantes aos dessa publicao, acrescida com informaes advindas de pesqui-

sas desenvolvidas no Grupo de Estudos em Conforto Ambiental da Universidade Federal de Alagoas, nos

ltimos dez anos.

O contedo abordado est dividido em sete sees. Na primeira so apresentados os efeitos produzidos

pela ventilao na sensao de conforto trmico humano. Na segunda, so introduzidas as informaes

relacionadas ao vento, e, na terceira, so descritos os princpios fsicos do movimento do ar, a fim de pro-

porcionar uma compreenso elementar sobre os fundamentos da ventilao natural. A quarta, discute a

ventilao nos espaos externos s edificaes, enquanto que a quinta seo concentra-se nos aspectos que

influenciam o escoamento de ar nos ambientes internos das construes. A sexta seo mostra a relao

entre a ventilao e os componentes arquitetnicos. Finalmente, na stima seo, so discutidos alguns

algoritmos utilizados na determinao do fluxo de ar atravs das edificaes.

1 VENTILAO E CONFORTOA ventilao nos espaos arquitetnicos pode ser produzida por meios mecnicos (ventiladores, exaustores

etc.), tambm conhecida como ventilao mecnica; e por meios naturais, sendo denominada ventilao natu-

ral. Essa ltima pode ser produzida por diferena de presso esttica ou dinmica nas paredes que separam os

espaos internos e externos de uma edificao em funo de diferenas de densidades (temperatura); tambm

conhecida como ventilao por efeito chamin. O outro meio natural aquele onde o movimento do ar ocorre

em funo das presses dinmicas produzidas pelo vento ao atingir as edificaes, e mais conhecida como

ventilao natural devido ao dos ventos. Esses dois processos sero abordados nesta seo.

A ventilao natural pode ser usada com trs finalidades complementares:

Manter a qualidade do ar nos ambientes internos;

Remover a carga trmica adquirida pela edificao, em decorrncia dos ganhos de calor externos e inter-

nos;

Promover o resfriamento fisiolgico dos usurios.

1.1 Ventilao para manuteno da qualidade do ar nos ambientes

A manuteno da qualidade do ar nos ambientes internos obtida atravs da adequada renovao do ar

de tais espaos, de maneira a remover as impurezas eventualmente existentes e manter os nveis de oxignio

em patamares apropriados. Essa qualidade do ar pode ser obtida com pequenas taxas de renovao do ar das

construes, conforme determina a NBR 15.220-3: 2005 (ABNT, 2005).

1.2 Ventilao para resfriamento das edificaes

Uma das finalidades da ventilao resfriar o edifcio propriamente dito, retirando a carga trmica absorvida

pelas construes em decorrncia da exposio do edifcio radiao solar, assim como dos ganhos trmicos

produzidos no interior das edificaes (devido presena dos usurios, existncia de equipamentos eltricos,

de iluminao artificial, etc). Nesses casos, altas taxas de ventilao podem propiciar temperaturas internas

muito prximas das externas, removendo a carga trmica dos ambientes internos (GANDEMER, 1989; HUET;

CELAIRE, 1986).

VENT ILAO NATURAL EM ED IF ICAES12

1.3 Ventilao para resfriamento dos usurios

O resfriamento fisiolgico o terceiro objetivo da ventilao. Tal resfriamento refere-se ao efeito refrescante

provocado pela evaporao do suor da pele e pelas trocas de calor por conveco, que ocorrem quando o fluxo

de ar entra em contato com o corpo humano (ASHLEY; SHERMAN, 1984). A intensidade desse resfriamento

varia em funo da velocidade e da temperatura do ar; mas tambm depende da turbulncia do fluxo de ar e

a umidade relativa. O resfriamento fisiolgico particularmente importante em regies com elevada umidade

do ar, pois a pele mida , freqentemente, apontada como a principal causa de desconforto (GIVONI, 1991).

Em locais onde o vento possui direo estvel e velocidade acima 3,00 m/s, a ventilao proporcionada

pela fora do vento a estratgia de refrigerao mais simples e eficiente (DUTT; DEAR; KRISHNAN, 1992).

Entretanto, o vento pode se tornar indesejvel quando a temperatura do ar estiver acima de 34C (BOWEN,

1981). importante considerar que, quando o resfriamento por ventilao for empregado, sensato pre-

ver algum esquema de ventilao mecnica para fazer frente aos perodos de calmaria. Eles sero usados

esporadicamente e seu baixo consumo de energia propicia um sistema auxiliar altamente eficiente para

complementar os processos de resfriamento passivo. Nos perodos de inverno, a ventilao pode ser inde-

sejvel. Por isso, deve-se prever formas de controle da mesma nos locais onde essa situao possa ocorrer.

1.4 Conforto e vesturio

A influncia do isolamento trmico, produzido por diversos tipos de roupas e pelas taxas de metabolismo

humano (que variam em funo da atividade exercida), precisa ser tambm considerada no conforto trmico

dos usurios (FANGER, 1987). Taxas de calor produzidas pelo metabolismo em diferentes atividades (expressas

como met), e nveis de isolamento trmico produzidos por diferentes tipos de vestimenta (expressos como

clo) esto apresentadas na figura 1.1. Em climas quentes, o uso de roupas mais leves particularmente

importante, pois permite uma maior intensidade das trocas de calor por conveco entre o vento e o corpo

humano (BAKER, 1987; BAHADORI, 1983).

Figura 1.1 Taxas de calor produzidas pelo metabolismo em diferentes atividades e nveis de isolamento trmico produ-

zido por diferentes tipos de vestimenta.

Fonte: Fanger, 1987.

VENT ILAO NATURAL EM ED IF ICAES 13

A zona de conforto trmico humano pode tambm ser influenciada pela aclimatao (IZARD; GUYOT, 1979;

BEDFORD, 1964). Diferentes combinaes de velocidade do ar, temperatura, umidade e radiao produzem

um conjunto de condies agradveis que so usadas para definir uma zona onde ocorrem sensaes tr-

micas identificadas como confortveis. Essa zona pode ser expressa atravs de ndices de conforto, de cartas

bioclimticas (OLGYAY, 1963) de diagramas psicromtricos (GIVONI, 1976) ou nomogramas de temperatura

efetiva. Pode-se observar que, para uma mesma combinao de temperatura do ar e umidade relativa, as

zonas de conforto, ilustradas na figura 1.2, podem ser ampliadas em funo do aumento na velocidade do ar.

Figura 1.2 Zonas de conforto

representadas pelo nomogra-

ma de temperatura efetiva

( esquerda) e pela carta

bioclimtica ( direita).

Fontes: Koenigsberger et al.,

1974; Izard, 1979.

1.5 Velocidade do ar e conforto

Para baixas velocidades do ar o conforto trmico to sensvel temperatura radiante quanto tempe-

ratura do ar. A temperatura radiante combina os efeitos de temperatura do ar com aquelas produzidas pelas

trocas trmicas por radiao, que ocorrem entre o indivduo e o entorno onde o mesmo se encontra inserido.

No caso de um edifcio, esse entorno representado pelas superfcies que delimitam o espao arquitetnico

(piso, teto, parede, janela, etc.). Normalmente, a temperatura radiante medida com o auxlio de um term-

metro de globo. Porm, para velocidades mais altas, a temperatura do ar determina a percepo do conforto

(CLARK, 1989). Por isso, ao se analisar o conforto trmico em construes bem ventiladas, pode-se considerar

a temperatura do ar como parmetro determinante do conforto, ao invs da temperatura radiante, sem que

isso produza erros significativos.

O movimento do ar reduz a temperatura efetiva devido evaporao do suor da pele e s trocas convec-

tivas entre a corrente de ar e o corpo humano (ASHLEY; SHERMAN, 1984). Por essa razo, o limite mximo

da zona de conforto, estabelecido para condies sem vento, pode ser ampliado em funo da velocidade

de ar, como mostram as figuras 1.2 e 1.3.


O Building Research Establishment - BRE, na Inglaterra, sugere que ajustes na temperatura de conforto

precisam ser realizados para computar o efeito combinado da velocidade do ar, vestimenta e atividade

fsica (BRE, 1979). Por exemplo, para indivduos realizando trabalhos ativos onde a velocidade do ar inter-

no seja da ordem de 1,0 m/s, podem ocorrer ajustes de at 5C na temperatura de conforto preferida, em

comparao com uma condio de calmaria, quadro 1.

Quadro 1. - Temperatura de con-

forto (em C), e ajustes devido

vestimenta e ao nvel de atividade

dos indivduos, em funo da

velocidade do ar.

Fonte: BRE, 1979.

O quadro 1 mostra ainda, que para trabalhos sedentrios (sentados), realizados em ambiente no ventilado,

a mudana da roupa executiva (palet) para uma roupa mais leve (camisa de manga curta de algodo e

cala comprida, por exemplo), aumenta a tolerncia do sujeito em cerca de 3C. Se, alm desse ajuste no

vesturio, existirem correntes de ar com velocidade de 1,0 m/s, o indivduo aceitar um aumento adicional

de 2,5C, devido ao efeito refrescante produzido pelo movimento de ar.

Em outra pesquisa, comparando-se um ambiente com ar parado com outro onde havia uma corrente de

ar com velocidade de 0,8 m/s, observou-se uma elevao de cerca de 2,5C na temperatura preferida de

sujeitos escandinavos, sob condies de 50% de umidade relativa (FANGER et al., 1974). Este efeito refres-

cante tem sido relatado como sendo ainda maior em outros experimentos (FLEURY, 1990; COOK, 1989). H

indicaes de que o movimento de ar possa produzir sensaes de conforto sob temperaturas acima de

30C e velocidades do ar aceitveis (VILLAS BOAS, 1983; EVANS, 1980). No entanto, para temperaturas entre

33C e 37C a velocidade do ar parece no afetar significativamente a sensao trmica (GIVONI, 1984).

Nesse caso, a proximidade entre a temperatura do ar e da temperatura da pele reduz, consideravelmente,

o potencial das trocas trmicas por conveco entre o corpo humano e a corrente de ar.

A figura 1.3 mostra os dados relativos temperatura e umidade do ar para o ms de fevereiro (vero), na

cidade de Recife, juntamente com a zona de conforto trmico para esse perodo. Observa-se que a rea

em azul pode ser ampliada para cima na presena de ventilao e que, com velocidades do ar acima de

0,6m/s, pode-se obter conforto trmico no perodo considerado.


Figura 1.3. Carta bioclimtica para o ve-

ro de Recife/PE, considerando trabalho

sedentrio e roupas de vero.

Fonte: Adaptado de Szokolay, 1985.

As vantagens do movimento de ar parecem ser independentes da direo da velocidade do ar em relao

ao corpo (FANGER et al., 1974), mas a turbulncia do ar tem sido reconhecida como uma importante varivel

de conforto (HANZAWA; MELIKOW; FANGER, 1987). Tem sido tambm sugerido que uma maior turbulncia

e variao da direo do fluxo de ar no interior das construes podem aumentar as trocas de calor por

conveco (CLARK, 1989). possvel que isto possa tambm afetar a sensao de conforto humano (FANGER

et al., 1974), figura 1.4.

Para escoamentos turbulentos a mdia de temperatura preferida aumenta em 0,7C quando comparada

com um fluxo laminar (FLEURY, 1990), sugerindo uma maior troca de calor do corpo com a corrente de ar.

O movimento turbulento produzido por ventiladores de teto bastante eficaz para elevar a temperatura

preferida (SPAIN, 1986). Nestes casos, Clark (1989) verificou que a sensao de uma pessoa exposta a uma

corrente de ar com velocidade de 1 m/s e temperatura de 29C, foi equivalente a 24C sem o ventilador de teto.


Figura 1 .4 E fe i to da ve loc idade e

turbulncia do vento na sensao de

conforto.

Fonte: Fanger et al., 1988.

A velocidade mxima do ar considerada como aceitvel pode variar entre 0.5 e 2.5 m/s, de acordo com

diferentes autores (SPAIN, 1986). O limite mximo tem sido definido com base em problemas prticos,

tais como vo de papis sobre a mesa e desarranjo de penteados, ao invs de exigncias fisiolgicas de

conforto, figura 1.5. Em climas quentes e midos, provvel que o poder refrescante provocado por uma

maior velocidade do ar possa compensar essas desvantagens. O incmodo causado pela turbulncia de

um fluxo de ar constante pode ser verdadeiro em climas frios e temperados, onde os indivduos no esto

acostumados com um movimento de ar contnuo em contato com a pele (FANGER; PEDERSEN, 1977), mas

no reflete a realidade de regies quentes e midas. Ao contrrio, em tais regies, a ventilao um fator

fundamental na determinao do conforto humano (BOWEN, 1981) e velocidades do ar acima de 2,5 m/s

podem ser muito bem aceitas (GIVONI, 1976).

Figura 1.5 Vo de papis

sobre a mesa de trabalho,

causados pelo vento.

Fonte: Arquivo pessoal.

Pode-se concluir, portanto, que alguns ajustes se fazem necessrios nas zonas de conforto mais freqen-

temente utilizadas pelos projetistas, a fim de considerar mais adequadamente os efeitos das variaes da

umidade e velocidade do ar no conforto trmico (DREYFUS, 1960).

2 O VENTOEsta seo trata dos assuntos relacionados ao vento e s suas caractersticas gerais de circulao na atmos-

fera. Discute ainda, os fatores microclimticos que interferem no vento e os principais dados meteorolgicos

necessrios compreenso do potencial de uso da ventilao natural como estratgia bioclimtica.

2.1 Circulao atmosfrica

A atmosfera terrestre est dividida em quatro camadas: mesosfera, termosfera, estratosfera e troposfera. O

vento parte da circulao da camada atmosfrica mais baixa chamada de troposfera. Dentro dessa camada

o gradiente vertical de temperatura muda com a altura, tornando-se mais frio medida que esta aumenta.

Em geral, a taxa de variao da temperatura constante nos primeiros 11 km, apresentando um decrscimo

de 6.5 K por quilmetro (HOUGHTON; CARRUTHERS, 1976).

Mudanas horizontais na temperatura do ar na superfcie do globo terrestre no ocorrem linearmente do

Equador para os Plos. O Equador uma linha imaginria passando ao redor do centro do globo. Entretanto,

o chamado Equador Trmico no uma linha reta, e oscila de acordo com as variaes sazonais e com a

presena de grandes massas de gua (mares, lagos, lagoas etc.), de acidentes geogrficos ou da vegetao

natural (KOENIGSBERGER et al., 1974). Esses fatores afetam a distribuio da temperatura sobre a superfcie

da Terra e, conseqentemente, a configurao global da circulao do vento.

A circulao de ar na atmosfera pode ser classificada em movimentos verticais e horizontais. A circulao

vertical gerada pelo aquecimento do ar na faixa Equatorial, em funo da maior intensidade da radiao

solar que atinge essa regio da Terra. O ar aquecido se expande, torna-se menos denso e sobe verticalmen-

te, criando zonas de baixa presso. Deslocadas em direo a estas zonas de baixa presso, as correntes de

ar vindas das regies subtropicais, geram uma circulao horizontal. O ar aquecido sobe at certo ponto

onde volta a se resfriar e desce na faixa subtropical, produzindo zonas de alta presso, propagando-se nas

direes norte e sul, figura 2.1.


Figura 2.1. Esquema de circulao

do vento na atmosfera.

Fonte: Koenigsberger et al., 1974.

Por ser um fluido, o ar se mantm junto superfcie da Terra por gravidade e frico, e tem a tendncia de

retardar a taxa de rotao da Terra onde esta a mais rpida, isto , no Equador. H um deslizamento na

camada limite entre a Terra e sua atmosfera, causado pelo fenmeno conhecido como fora de Coriolis

(KOENIGSBERGER et al., 1974). Essa ao produz um vento vindo da direo oposta ao movimento da Terra

que, em conjunto com a circulao horizontal do vento na superfcie do globo, gera a configurao da

circulao do vento na Terra. Os ventos do oeste e os alsios so produzidos pela interao dessas duas

foras. Eles apresentam deflexes opostas para compensar a reduo do momento angular ocorrido no

Equador, figura 2.2.

Figura 2 .2 . D i s t r ibu io dos ventos

predominantes na superfcie terrestre.

Fonte: Adaptado de Melaragno, 1982.

2.2 Camada limite urbana

Como visto anteriormente, quando uma corrente livre choca-se com a aresta de um obstculo, a aerodinmica

que governa o escoamento, faz com que este se separe do obstculo. O escoamento torna-se instvel e uma

camada limite gerada. Dependendo da geometria, do obstculo, a camada limite encosta-se ou afasta-se

do mesmo, figura 2.3.


Figura 2.3. Esquema em planta das trs zonas formadas no escoa-

mento do vento em torno de um obstculo no aerodinmico.

Fonte: Aynsley et al., 1977.

O escoamento dentro da camada limite pode ser laminar ou turbulento, dependendo da geometria do

corpo e do nmero de Reynolds, apresentado anteriormente. Na aerodinmica das edificaes comuns,

onde o nmero de Reynolds normalmente alto, as correntes de ar dentro da camada limite so geralmente

turbulentas.

2.3 Gradiente de vento

O fluxo do vento em contato com uma superfcie est sujeito aos efeitos da frico. O grau de rugosidade

da superfcie determina a intensidade dos efeitos provocados pela frico.

O incremento da velocidade do vento ao longo de um eixo vertical varia de zero, na superfcie terrestre, at

uma velocidade igual do fluxo livre de obstrues, gerando o que chamamos de gradiente da velocidade

do vento. A altitude na qual a velocidade do vento livre da influncia do atrito da terra conhecida como

altura do gradiente e funo da rugosidade da superfcie terrestre. Quando o fluxo do vento atravessa

campos abertos, reas suburbanas ou cidades, distintas alturas de gradientes so produzidas, uma vez

que a rugosidade dessas reas bem diferente. Conseqentemente, a velocidade do vento na altura das

construes depender do entorno no qual se encontram inseridas, quadro 2.1. Os expoentes indicados

no quadro 2.1 sero utilizados no item 2.3.1 para encontrar a velocidade do vento em determinada altura

do gradiente do vento.


Quadro 2.1. Gradiente do vento para dife-

rentes reas.

Fonte: Adaptado de Jackman, 1980.

2.3.1 Altura do gradiente e velocidade local do ventoOs dados do vento so coletados em estaes meteorolgicas e podem ser apresentados de modo a in-

formar a direo, velocidade e freqncia do vento, para uma determinada localidade. Para uso no projeto de

edificaes, interessante que esses dados sejam coletados com freqncia horria, pois informam o com-

portamento do vento ao longo do dia, alm das variaes sazonais.

As estaes meteorolgicas so localizadas em reas abertas e, portanto, livre da interferncia de constru-

es vizinhas. As medies so feitas na altura padro de 10m acima do solo. O uso desses dados como,

entrada em problemas de ventilao nos edifcios, impe a necessidade de correes. Para ser utilizada

nos clculos de ventilao natural nas edificaes, a velocidade medida para a altura de 10m, precisa sofrer

ajustes em funo da altura das aberturas da construo em estudo, como tambm para incluir o efeito

produzido pelas diferentes caractersticas do entorno no qual se encontra o edifcio.

Acredita-se que menosprezar a correo da velocidade do vento talvez seja, uma das causas mais comuns

de erro no clculo das taxas de renovao do ar (LIDDAMENT, 1986). As necessrias correes podem ser

feitas usando a seguinte equao do gradiente do vento (BRE, 1978):

Onde:

V = Velocidade mdia do vento na altura da abertura de entrada do ar (m/s).

Vm = Velocidade mdia do vento, medida na estao meteorolgica a uma altura padro de 10m (m/s).


z = Altura da abertura de entrada do vento (m).

kr a = Coeficientes que variam de acordo com a rugosidade do entorno (ver quadro 2.1).

Depois de corrigida, a velocidade do vento pode ser usada em algoritmos que estimam as presses de

vento nas superfcies das edificaes e as taxas de fluxo de ar no interior das mesmas. Embora a equao

2.1 fornea uma estimativa da velocidade do vento no nvel das edificaes, algumas caractersticas das

construes podem afetar o curso do vento ao redor das mesmas, como ser discutido na seo que trata

da ventilao no espao exterior s construes.

2.4 Efeito da capacidade trmica

Brisas martimas e terrestres originam-se da descontinuidade de temperatura provocada pelas diferentes

capacidades trmicas das massas de terra e gua. Durante o dia, a temperatura da superfcie terrestre aumenta

mais rapidamente que a temperatura da massa de gua. O ar mais leve formado sobre a superfcie da terra

sobe, gerando correntes de ar da massa de gua em direo terra. Durante a noite, o inverso verdadeiro: a

massa dgua conserva seu calor por mais tempo que a terra, criando uma corrente de ar da terra em direo

massa dgua, figura 2.4.

Figura 2.4. Brisas diurnas

e noturnas.

Fonte: Adaptado de Bou-

tet, 1987.

Esse efeito pode ser observado, analisando-se os dados de ventos de muitas regies litorneas do Brasil.

tarde, a velocidade dos ventos alsios mais alta devido coincidncia na direo da brisa com a dos

ventos alsios. noite, como a brisa muda sua configurao, soprando em direo oposta, a velocidade do

vento reduzida. Devido ainda diferena de temperatura entre duas reas prximas, brisas locais podem

ser geradas de amplas reas verdes, como parques, em direo a reas vizinhas urbanizadas (PADMANA-

BHMURTY, 1993).

A concentrao de construes e atividades humanas no centro da maioria das grandes cidades produz

uma significativa diferena de temperatura entre o centro da cidade e as reas suburbanas (JAUREGUI,

1986; MONTEIRO, 1986; PADMANABHMURTY, 1993). Esse fenmeno, conhecido como ilha de calor, pode


provocar um significativo fluxo de ar da vizinhana em direo ao centro das grandes cidades, modificando

a configurao do vento regional e aumentando sua turbulncia (PADMANABHMURTY, 1993).

2.5 Influncia da topografia

Dependendo da configurao topogrfica, a direo do vento regional, a velocidade e o teor de umidade

do ar podem ser severamente afetados. mais provvel que uma corrente de ar escoe pelos lados de um

obstculo do que subir e passar por cima do mesmo. Isso ocorre porque as trocas de energia requeridas para

acelerar um escoamento ao redor de um obstculo, situado no mesmo nvel do escoamento, so menores

que aquelas envolvidas no aumento do potencial energtico do ar para ergu-lo. Como regra geral, o ar fluir

pelos vales e s ultrapassar a barreira quando a oportunidade se apresentar (HOUGHTON; CARRUTHERS, 1976).

No caso de barreiras ngremes e velocidades relativamente altas do vento, uma separao do fluxo pode

ocorrer, ocasionando a formao de zonas turbulentas de recirculao do ar, conhecidas como vrtices. O

perfil do vento pode, ento, ser bastante diferente do apresentado no caso de uma suave inclinao, figura 2.5.

Figura 2.5. Efeito do per f i l da

encosta no padro do vento.

Fonte : Adaptado de Ayns ley ;

Melborne; Vickery, 1977.

Vales podem canalizar correntes de ar distorcendo a velocidade e direo do vento regional. Se a direo

do vento normal ao eixo do vale, sua velocidade pode cair para apenas um tero da velocidade do vento

regional (GANDEMER et al., 1992) e bolses de recirculao do ar podem ser gerados, figura 2.6.

Figura 2.6. Os vales podem

propiciar a formao de bolses

de ar.


Brisas de montanha podem ocorrer durante o dia quando inclinaes so aquecidas por radiao solar.

O ar em contato com a superfcie aquecida torna-se leve e sobe sobre as recuadas inclinaes dos vales.

Durante a noite, o processo revertido.


2.6 Dados meteorolgicos do vento

Esta seo tem como objetivo identificar os dados meteorolgicos, relativos ao vento, que sejam relevantes

para determinar o potencial de utilizao da ventilao natural como estratgia bioclimtica em edificaes

localizadas nos climas quentes e midos. O ponto de partida, ao se analisar esse potencial, consiste em verificar

a disponibilidade de ventos com velocidades capazes de produzir o resfriamento das construes, bem como

o resfriamento fisiolgico de seus usurios. O desconhecimento das caractersticas dos ventos disponveis

em um determinado local tem conduzido a erros de interpretao do real potencial da ventilao natural em

edificaes.

Alm da velocidade, outros aspectos se apresentam como de fundamental importncia para avaliar esse

potencial. Alguns desses aspectos so discutidos a seguir, procurando identificar, em funo dos diversos

objetivos inerentes a cada etapa do projeto arquitetnico, os dados meteorolgicos existentes e a sua

melhor forma de apresentao grfica.

Por razes de ordem prtica, os dados horrios originais (LOUREIRO et al., 1986) foram transformados em

mdias relativas a quatro grupos horrios com caractersticas semelhantes. Esses grupos configuram os

diferentes perodos do dia:

Madrugada: 0 - 6h;

Manh: 6-12h;

Tarde: 12 - 18h;

Noite: 18 - 24h.

Da mesma forma, as direes, medidas em ngulos, foram agrupadas em intervalos de 45 correspondentes

aos oito eixos cardeais mais importantes (N, NE, E, SE, S, SO, O, NO). Esses agrupamentos visam a facilitar

a compreenso do comportamento do vento nos diversos perodos, possibilitando uma proposta arqui-

tetnica mais consciente em relao direo dos ventos (BITTENCOURT; CABS, 1994). No que tange

s mdias da velocidade do vento, essas no incluem os perodos com calmaria, para no distorcer a real

velocidade dos perodos com vento.


2.6.1 Oscilao da velocidade mdia do vento ao longo do dia e do ano comum a utilizao, por parte dos arquitetos, de dados apresentados como uma mdia dos ventos do-

minantes para todo o ano. Essa informao pode ser profundamente enganosa, para efeito de avaliao da

ventilao como estratgia de resfriamento das construes. Por exemplo, se em determinado local houver

uma alta velocidade do vento no perodo de inverno e uma baixa velocidade no vero, a mdia no identificar

tal aspecto, produzindo uma informao distorcida para o projetista.

A observao da variao da velocidade ao longo do dia e do ano tem dois objetivos. O primeiro, exami-

nar a velocidade mdia dos ventos na poca do ano em que a ventilao seria mais importante (meses de

vero), e naquelas em que as altas velocidades do vento poderiam produzir efeitos indesejveis (meses de

inverno). O segundo objetivo associar os dados de velocidade do vento, nos diversos perodos do dia,

necessidade de maior ou menor movimento de ar no interior dos edifcios, visando obteno de conforto

trmico por resfriamento fisiolgico em cada um desses perodos.

A figura 2.7 apresenta uma forma de visualizao dessas informaes. Neste sentido, vale a pena lembrar

que os perodos de calmaria tambm precisam ser cuidadosamente observados para uma avaliao ade-

quada, conforme apresentado na figura 2.8.

Figura 2.7. Mdia mensal da velocida-

de do vento em diferentes horas do

dia, excludos os perodos de calma-

ria, para a cidade do Recife/PE.

Fonte: Bittencourt, 1993.

A eventual verificao de que existem longos perodos de calmaria nas tardes de vero, ou que a velocidade

dos ventos nesta poca muito baixa, inviabilizaria a ventilao natural como estratgia de resfriamento

dos espaos arquitetnicos. Os dados do vento em Recife, apresentados na figura 2.8, demonstram que

existe um forte potencial de ventilao natural para aquela cidade, uma vez que a velocidade do vento

satisfatria em todos os perodos do dia e do ano. Pode-se observar, ainda que a velocidade do vento

mais alta justamente no perodo onde ela se faz mais necessria, ou seja, tarde, quando a temperatura

do ar mais elevada.


2.6.2 Freqncia e direo do vento ao longo do dia e do anoA observao da freqncia e direo do vento de fundamental importncia quando da elaborao do

projeto arquitetnico. Novamente aqui freqente a utilizao da mdia anual como fonte de informao do

vento predominante para uma determinada regio.

A direo do vento pode variar ao longo do dia, como acontece no caso das brisas marinhas, ou de acordo

com as estaes do ano. Pode variar tambm em funo de algum fenmeno particular a determinada

regio, como ocorre com o vento Minuano, no Rio Grande do Sul.

Os ventos de vero costumam ter caractersticas diferentes daquelas verificadas no inverno. Por essa razo,

o conhecimento da variao sazonal da direo do vento durante o ano extremamente relevante, para

avaliar, de forma adequada, a melhor orientao das aberturas da edificao, observando as peculiaridades

da cada poca do ano, figura 2.8.

Figura 2.8. Freqncia e direo do

vento s 3h, 9h, 15h e 21h para a

cidade do Recife/PE.



2.6.3 Associao entre freqncia, direo e velocidade do ventoO conhecimento conjugado das informaes relativas freqncia, direo e velocidade dos ventos,

til para identificar a existncia de certas direes associadas com velocidades reduzidas ou elevadas. A alta

velocidade do vento pode causar certos distrbios em edificaes com elevada permeabilidade aos ventos,

como aquelas dotadas de amplos painis de elementos vazados.

O conhecimento conjugado serve ainda para avaliar quais as melhores orientaes para as aberturas do

edifcio, em funo da associao entre predominncia e velocidade dos ventos. A figura 2.9 mostra uma

forma de apresentar os dados de maneira conjugada para um ms determinado (BITTENCOURT; LIMA,

1983). Embora sejam realizadas medies simultneas da velocidade e direo do vento na maioria das

estaes meteorolgicas, esse dado no trabalhado estatisticamente com vistas a produzir resultados

que associem uma velocidade tpica a uma determinada direo do vento. Nas estaes meteorolgicas do

Instituto Nacional de Meteorologia - INMET; as mdias so realizadas em horrios padro de 9h, 15h e 21h,

conforme apresentado na figura 2.9. Nos aeroportos, no entanto, as medies so horrias e apresentam

uma melhor anlise das caractersticas do vento ao longo de todo o dia.

Figura 2.9. Associao entre velocidade

e direo do vento para o ms de junho,

em Macei.

Fonte: Bittencourt; Lima, 1983.


2.6.4 Distribuio das velocidades do vento por hora e perodos do anoRepresentaes grficas como a apresentada na figura 2.9, permitem verificar se existem ventos muito fortes,

ou muito fracos, nos diversos perodos do dia, em cada um dos diversos meses do ano. A figura 2.10, por sua

vez, proporciona uma viso global da distribuio das velocidades do vento, atravs das barras correspondentes

a quatro diferentes meses, representantes das diversas sazonalidades do ano. Se tomados pela mdia, esses

resultados poderiam distorcer a anlise do potencial de ventilao, bem como mascarar a presena de ventos

excessivamente fortes. Identifica, ainda, os horrios onde a ocorrncia de perodos de calmaria mais frequente.

Figura 2.10. Freqncia das

velocidades do vento em

Fevereiro, Maio, Agosto e No-

vembro, s 3h, 9h, 15h e 21h,

para a cidade de Recife/PE.


2.6.5 Associao entre dados do vento e a ocorrncia de chuvasUm dos aspectos mais problemticos no uso da ventilao natural a penetrao de chuvas nos ambientes

construdos, provocada pelas chamadas chuvas de vento. Embora esse tpico seja de extrema relevncia,

poucas so as informaes disponveis para uso em projeto que associem a ocorrncia de chuvas com os

dados de direo e velocidade do vento, e poucas so as pesquisas que abordem essa temtica. Na ausncia

de informaes adequadas, pode-se examinar os dados meteorolgicos locais com a finalidade de conhecer

os perodos com maiores ndices de pluviosidade e as caractersticas relativas direo e velocidade do vento

nestes perodos, a fim de identificar as maiores probabilidades de ocorrncia das chuvas de vento.

3 PRINCPIOS DO MOVIMENTO DO AREste captulo descreve, simplificadamente, os mecanismos bsicos envolvidos na dinmica do ar, bem como

algumas das suas representaes matemticas.

O conhecimento dos princpios fsicos do movimento do ar torna-se necessrio para entender alguns dos

fenmenos envolvidos na ventilao natural das edificaes. Os algoritmos apresentados tm a finalidade

de demonstrar a magnitude de cada varivel envolvida no processo da ventilao, bem como o relaciona-

mento entre elas. Muitos autores concordam que algumas simplificaes so necessrias quando se deseja

estimar o movimento de ar, devido grande complexidade envolvida na mecnica dos fluidos (AWBI, 1991;

AYNSLEY; MELBORNE; VICKERY, 1977). Entre as simplificaes est a suposio de que o escoamento de ar

constante e isotrmico, embora, na prtica, nem sempre isso ocorra.

Para a maioria dos problemas relacionados ventilao, entretanto, as equaes aqui apresentadas podem

ser consideradas adequadas para estimar o escoamento de ar ao redor e dentro das construes.

3.1 Princpios fsicos do movimento de ar

A intensidade e distribuio do escoamento de ar no interior de um ambiente so determinadas pelas

diferenas de presso encontradas nas diversas superfcies do edifcio. Elas podem ser geradas pelas foras

exercidas pelo vento (presso dinmica) ou por diferenas de temperatura e, conseqentemente, por diferenas

na densidade do ar no interior e no exterior das construes (presso esttica).

A presso esttica se constitui na fora motriz do fenmeno que se convencionou chamar de efeito chamin.

Em uma chamin, o ar aquecido torna-se mais leve que o ar circundante e tende a subir. Esse fenmeno

provoca um deslocamento de massas de ar circundantes, com temperatura mais baixa, para ocupar o

lugar do ar quente que subiu pela chamin. Esse ar fresco que substituiu o ar que subiu pela chamin vai

sendo aquecido at que, por sua vez, vai tambm ascendendo, provocando, assim, um ciclo contnuo de

movimentao do ar, figura 3.1.


Figura 3.1. O efeito chamin.


A intensidade do movimento do ar, produzido pela diferena de presso esttica, depende de dois fatores

principais: da diferena de altura entre as aberturas de entrada e sada do ar; e da diferena de temperatura

entre o ar aquecido e o ar do ambiente circundante, como ilustrado na figura 3.2.

Figura 3.2. Esquema do movimento do ar devido

diferena de presso esttica.


Segundo Baker (1987), o fluxo de ar devido ao efeito chamin pode ser expresso como:

Onde:

Q = fluxo de ar (m3/s)

C = coeficiente que representa a resistncia ao escoamento do fluxo de ar (0,12 para a maioria das aberturas)

A = rea da abertura (m)

h = altura mdia entre as aberturas de entrada e de sada do ar (m)


Ti = temperatura do ar interior (C)

Te = temperatura do ar exterior (C)

Quando a abertura de entrada e sada do ar no for igual, um fator de correo precisa ser colocado. A

figura 3.3 apresenta fatores de correo para diversas relaes entre abertura de entrada e de sada do ar.

Figura 3.3. Fatores de correo entre aberturas de entrada e sada.

Fonte: Aynsley; Melborne; Vickery, 1977.

Nas construes localizadas em climas quentes, as temperaturas externas mximas costumam se aproximar

do limite superior das zonas de conforto, na maior parte do ano. Nessas regies, as construes ventiladas

naturalmente so bastante permeveis aos ventos e, por esse motivo, as diferenas das temperaturas inter-

nas e externas localizam-se em torno de 2C (AYNSLEY; MELBORNE; VICKERY, 1977; CROISET, 1972; FLEURY,

1990). Apesar dessa diferena poder atingir 5C em construes com elevada capacidade trmica, ou em

espaos densamente ocupados, tais como salas de aula, ela no suficientemente grande para produzir

significantes taxas de fluxo de ar por efeito chamin, sem comprometer o conforto interno (BAKER, 1987;

EVANS, 1980).

A diferena de temperatura exigida para induzir um aprecivel movimento de ar em construes trreas

(mais ou menos 10C para produzir uma velocidade do ar de apenas 0,5m/s) tornaria os ambientes insupor-

tveis, nessas regies. Portanto, devido a sua limitada eficcia, os efeitos da ventilao por efeito chamin,

podem apresentar algum interesse na regio Sul e Sudeste do Brasil, durante o perodo do inverno. Nas

demais regies, seu potencial de uso limitado.


3.2 Equaes fundamentais

A seguir so apresentadas algumas das principais equaes que descrevem a dinmica dos fluidos, qual

o movimento do ar est subordinado.

3.2.1 Equao de BernoulliO princpio de Bernoulli estabelece que, no caso do fluxo constante de um fluido incompressvel e invscido,

a energia de uma unidade de volume do fluido conservada ao longo de seu percurso. Isso quer dizer que a

soma algbrica da presso (I), da energia cintica por volume (II) e da energia potencial por unidade de volu-

me (III) apresenta um mesmo valor em dois pontos quaisquer do escoamento de um fluido (MASSEY, 1989).

A equao que expressa este princpio, tambm conhecida como equao de Bernoulli, pode ser escrita,

em relao figura 3.4, como segue:

Onde:

p = presso esttica (Pa)

= densidade do fluido (kg/m)

Vm = velocidade mdia (m/s)

g = acelerao da gravidade (m/s)

z = altura acima de uma referncia horizontal dada (m)


Figura 3.4. Escoamento no qual

a equao de Bernoulli pode ser

aplicada.

Fonte: Massey, 1990.

Considera-se que, em construes de altura reduzida, o termo gravitacional insignificante e a densidade

do ar constante, exceto quando ocorrem grandes variaes de temperatura em relao temperatura

do ar exterior. Como, em ambientes bem ventilados, isso raramente ocorre, o terceiro termo da equao

anteriormente citada pode ser omitido. Portanto, a soma do termo relativo presso e o termo relativo

velocidade do ar constante:

A expresso acima mostra que num determinado ponto de uma corrente de ar, o aumento da velocidade

do escoamento mesma resulta, necessariamente, na reduo da presso nesse ponto, e vice-versa. Todavia,

as suposies das quais dependem a validade da equao de Bernoulli, limitam sua aplicao generalizada

s correntes de vento, onde o escoamento no seja contnuo e a ocorrncia de turbulncia seja freqente

(AYNSLEY; MELBORNE; VICKERY, 1977).

3.2.2 Equao de VenturiVenturi estudou o efeito produzido no escoamento de um fluido, ao passar por redues e expanses cnicas

de tubulaes, com a finalidade de reduzir a turbulncia e as perdas de presso causadas pelas mudanas nas

sees transversais de tubulaes.

Na aerodinmica aplicada aos edifcios, o efeito Venturi pode ser percebido em muitas situaes comuns,

como passagens estreitas sob construes altas (pilotis, por exemplo) ou nas proximidades de aberturas

de sada do ar pequenas, localizadas em ambientes que possuam amplas aberturas de entrada do vento.


O chamado efeito de Venturi baseado no princpio de Bernoulli. Este teorema informa que a presso de

um fluido aumenta medida que sua velocidade decresce. Fathy (1986) descreve de uma forma simples

o efeito de Venturi, em relao a um tubo em forma de funil, como representado na figura 3.5. Ele explica

que aps o ar entrar pela parte mais larga do funil, ele vai acelerando medida que o atravessa, devido

reduo na seo do funil. Este aumento da velocidade do ar diminui a presso do escoamento no ponto

A em relao presso atmosfrica existente no ponto B, localizada na parte inferior do tubo.

Figura 3.5. Corte em um funil para ilustrar

o efeito de Venturi.

Fonte: Fathy, 1986.

Dessa forma, nas proximidades do ponto B, o ar externo succionado para dentro do tubo devido diferena

de presso entre os dois pontos, a qual proporcional ao quadrado da velocidade do ar (ver equao 3.2).

Este princpio pode ser usado de vrias maneiras para produzir correntes de ar no interior das construes

(FATHY, 1989).

3.2.3 Nmero de ReynoldsEste parmetro, denominado em homenagem ao fsico irlands Sir Osborne Reynolds, representado

pela relao das foras de inrcia divididas pela foras viscosas. A primeira, a fora gerada pelo impacto da

corrente na parte frontal do obstculo. Apresenta um valor elevado para corpos no aerodinmicos e diminui

para corpos aerodinmicos. As foras viscosas atuam com mais intensidade em formas aerodinmicas, como

aeroflios, por exemplo, e reduzida em edificaes. Em todos os casos, contudo, ambas as foras, inercial e

viscosa, esto sempre presentes ao mesmo tempo, embora em diferentes propores (MELARAGNO, 1982).

Na figura 3.6 as foras de inrcia so representadas pela resistncia ao vento que se desvia do caminho

original do escoamento do ar, acarretando uma diminuio da sua velocidade. As foras laterais de frico,

que tambm contribuem para diminuir a velocidade do ar, so as foras viscosas.


Figura 3.6. Foras de inrcia e viscosidade atuando em

um obstculo.

Fonte: Melaragno, 1982.

A representao fsica do nmero de Reynolds (Re) :

Onde:

Re = nmero de Reynolds

= densidade do ar (kg/m)

V = velocidade do vento (m/s)

L = dimetro da largura do obstculo (m)

= viscosidade dinmica (kg/ m.s)

Sob uma presso atmosfrica de 1013mb e temperatura do ar entre 20C e 30C pode-se usar:

m = 18,4 x 10 - 6 kg/ms

= 1,18 kg/m3

A densidade e a viscosidade do ar podem ser consideradas constantes para problemas de ventilao natural

em regies tropicais. Assim, o Re torna-se uma funo direta da forma do corpo e da velocidade do vento.

Na figura 3.7, a largura (L) depende do ngulo de incidncia do vento e varia consideravelmente de um caso

para outro. A ao das foras de inrcia no bloco direita muito menor que aquela no bloco esquerda,

resultando em diferentes valores de Re para a mesma construo, dependendo da direo do vento.


Figura 3.7. Diferentes nmeros de Reynolds para

diferentes posicionamentos do mesmo edifcio

em relao ao vento incidente.


Os valores de Re para a regio onde ocorre a transio da corrente laminar para a turbulenta so chamados

Re crticos. Variam de 10 a 3.6 x 105 de acordo com a aspereza da superfcie do corpo (MELARAGNO, 1982;

BURGESS; ELLENBERCKER; TREITMEN, 1989). Para valores de Re menores que aqueles mencionados anterior-

mente, a camada limite apresenta uma corrente laminar, onde as foras de frico so reduzidas. Se o Re

maior que os valores crticos, a camada limite tende apresentar um escoamento turbulento e as foras de

frico aumentam. Para correntes dentro de uma tubulao, ou no interior de um espao arquitetnico, o

Re crtico varia de 2000 a 4000 (MASSEY, 1989).

3.2.4 Zonas de Presso EstticaA presso esttica a presso exercida nas superfcies adjacentes, por um volume de fluido. Pode-se citar

como exemplo, a presso exercida pela gua nas paredes de um reservatrio. Na aerodinmica, a ao da

presso esttica exercida pela atmosfera somada presso causada pela diferena de densidade entre o ar

interno e externo s edificaes, como descrito no item 2.1.

3.2.5 Zonas de Presso DinmicaA presso dinmica a presso produzida pela fora da velocidade do vento e est associada com a energia

cintica do movimento da corrente de ar. Algumas vezes chamada presso de estagnao nos pontos onde

a velocidade levada a zero e a energia cintica transformada em presso, figuras 3.8 e 3.9.

Os sinais de positivo (+) e negativo (-) referem-se aos valores de presso nas regies assinaladas, tendo

como referncia a presso atmosfrica do local. Do ponto de vista cientfico as presses so sempre positi-

vas. Essa nomenclatura, usando os termos positivo e negativo, tem sido largamente utilizada por facilitar a

compreenso do efeito de presso do escoamento sobre as superfcies do edifcio. As zonas do escoamento


que apresentam valores da presso acima da presso atmosfrica e exercem um empuxo nas superfcies

do edifcio, foram consideradas como zonas de presso positiva. Aquelas zonas onde a presso menor

que a presso atmosfrica, e um efeito de suco produzido nas superfcies do edifcio, so chamadas de

zonas de presso negativa.

Figura 3.8. Campos de presso em um

corpo aerodinmico.

Fonte: Adaptado de Aynsley; Melborne;

Vickery, 1977.

Figura 3.9. Campos de presso em um cubo.

Fonte: Adaptado de Givoni, 1976.


A presso dinmica representa a energia cintica total do ar que atinge um corpo e funo da velocidade

do vento e da densidade do ar, como mostrado a seguir:

Onde:

q = presso dinmica (Pa)

= densidade do ar (kg/m)

V = velocidade do vento na altura do edifcio (m/s)

Uma vez que parte do escoamento sempre desvia de um obstculo atingido pelo mesmo, e continua a

mover-se aps ultrapass-lo, a presso real num dado ponto da superfcie desse obstculo ser sempre

menor que o valor terico (q) e expresso como percentagem dele, na forma de coeficientes de presso

(Cp). Os coeficientes de presso sero utilizados na seo 7 dessa publicao.

4 VENTILAO NOS ESPAOS EXTERIORESEsta seo descreve as caractersticas dos escoamentos produzidos por diferentes corpos imersos em uma

corrente de vento. A configurao da esteira, que demarcada pela zona de separao entre o fluxo livre do

vento e a regio turbulenta localizada a sotavento dos corpos, caracterizada pela formao de vrtices e recir-

culao do ar, depende da geometria do corpo (ver seo 3).

A forma do corpo tambm define os campos de presso nas superfcies do mesmo, figuras 4.1 e 4.2. Visto

que o diferencial de presso atravs de uma construo a fora motriz para a ventilao, modificaes de

campos de presso das construes implicam em mudanas nas caractersticas do escoamento de ar nos

espaos arquitetnicos. Os vetores indicados nas figuras 4.1 e 4.2 so proporcionais aos coeficientes de presso

(Cp), conforme definida no item 3.2.5 em cada lado dos dois tipos de objetos ilustrados (considerando-se a

escala grfica com valor igual a 1), e representam a presso dinmica exercida pelo vento livre de obstrues.

Figura 4.1. Campos de presso de um corpo aerodinmico.

Fonte: Aynsley et al., 1977.


Figura 4.2 Campos de presso em um cubo.

Fonte: Aynsley et al., 1977; Givoni, 1976.

Os termos presso negativa e presso positiva se relacionam ao valor de presso atmosfrica local. Os

valores de presso acima da presso atmosfrica so considerados como positivos, enquanto que os me-

nores que a mesma so chamadas de negativos. Embora do ponto de vista cientfico, haja uma impreciso

do uso dessa terminologia, visto que todas as presses teriam valores positivos, ela vem sendo utilizada

para facilitar a identificao das regies do edifcio onde haver um efeito de suco (presso negativa) e

as zonas onde o vento tende a forar sua entrada no edifcio (presso positiva).

Um erro freqente na avaliao do fluxo de ar no interior de uma construo provm da falta de conheci-

mento do efeito das construes vizinhas no movimento de ar. O tecido urbano pode reduzir drasticamente

a velocidade do vento devido alta rugosidade da malha urbana, como foi visto na seo 2, e deflexes

causadas por edifcios localizados prximos ao local que se quer estudar (KOENIGSBERGER et al, 1974). O

arranjo das construes, sua configurao e a presena de obstculos externos tambm representam papel

relevante na modificao do perfil do vento (GANDEMER et al, 1992; TSUSTSUMI; KATAYMA; NISHIDA, 1991).

A influncia desses parmetros no fluxo de ar ao redor das construes examinada nesta seo.

4.1 Configurao do conjunto edificado

As formas do fluxo de ar ao redor das construes so principalmente determinadas pela sua distribuio

espacial. Dois dos arranjos mais comuns foram pesquisados por diversos autores (OLGYAY, 1963; BOWEN, 1983),

figura 4.3. Eles acharam que, para o vento que sopra paralelo a grelha, o arranjo escalonado (em forma de


tabuleiro de xadrez) reduz a rea da sombra de vento quando comparada com o arranjo normal (em grelha).

Para incidncia do vento oblqua malha, a situao se inverte. A proporo de blocos em relao distncia

entre eles tambm afeta a configurao do fluxo de ar ao redor da estruturas (KENWORTH, 1985).

Figura 4.3. Simulao

computacional mos-

trando o escoamento

do vento em torno de

edifcios com diferentes

arranjos.


Assentamentos densos, com altura uniforme das construes, produzem uma nova superfcie, correspon-

dente ao plano da coberta das edificaes, que passa a se constituir no limite mais baixo do gradiente do

vento. Entretanto, se existirem espaos entre as edificaes, uma recuperao da velocidade do vento nos

nveis das construes pode ser obtida. Dependendo do espaamento entre as construes, trs regimes

so identificados por Lee, Hussain e Solliman (1980), figura 4.4.

Figura 4.4. Regimes de circulao do vento

entre as edificaes.

Fonte: Adaptado de Lee; Hussain; Solliman,

1980.

Na primeira situao, na figura 4.4, o espao entre as construes (Ec) maior que a soma das regies de

separao do fluxo localizadas a sotavento (Es) e barlavento (E

b) geradas entre as construes.

O segundo regime de fluxo ocorre quando este espao (Ec) menor, ou igual, soma das regies de sepa-

rao (Ec E

s + E

b), restringindo o desenvolvimento completo destas regies, porm esse espaamento

maior que a distncia necessria para produzir vrtices estveis (Ev).


No terceiro regime, o espao entre as construes (Ec) menor que a dimenso necessria para gerar um

vrtice estvel e o vento aparece deslizando suavemente sobre suas cumeeiras criando uma zona de

recirculao do ar entre as edificaes (LEE; HUSSAIN; SOLLIMAN, 1980).

Os autores avaliaram ainda o efeito de diferentes espaamentos entre as construes e suas densidades

construtivas, para arranjos em grelha normal e arranjos escalonados (tabuleiro de xadrez), nos trs regimes

anteriormente mencionados. As concluses so apresentadas na figura 4.5, e so expressas como a diferena

entre os coeficientes de presso (Cp) nas superfcies situadas a barlavento e a sotavento da edificao. Essa

diferena entre os coeficientes de presso representa o potencial de ventilao atravs de uma construo.

Tais coeficientes sero melhor explicados na seo 7. As linhas verticais da figura 4.5 representam os pontos

como a mudana no regime do fluxo em funo do espao entre as construes.

Figura 4.5. Variao dos co-

ef ic ientes de presso (Cp)

em funo do espaamento

entre os edifcios (Ec/H) e da

densidade (%).

Fonte: Lee; Hussain; Solliman,

1980.

O efeito da direo do vento atuando em grupos de construes baixas e em uma construo isolada

mostrado na figura 4.6. Ela indica que, para ngulos entre a normal fachada (0) e 45, a influncia da

direo do vento insignificante para a maioria dos arranjos, com densidade variando de 10% a 40%. Para

construes isoladas, contudo, Cp diminui em funo do aumento do ngulo de incidncia do vento em

relao normal fachada. Isto sugere que construes mais afastadas entre si, que produzem menores

densidades, representam um melhor arranjo para o movimento do ar, visto que elas produzem uma poro-

sidade mais alta do tecido urbano. As figuras demonstram claramente, que o aumento da densidade dos

assentamentos urbanos produz uma queda no potencial de utilizao da ventilao natural como estratgia

de resfriamento dos espaos habitados.


Figura 4.6. Variao dos coeficien-

tes de presso (Cp) em funo

da direo do vento, em relao

normal abertura, e da densidade

do assentamento.

Fonte: Lee; Hussain; Solliman, 1980.

Para uma mesma densidade populacional, edifcios altos e bem afastados entre si produzem um padro de

circulao do ar melhor que aqueles mais baixos e prximos entre si. Do ponto de vista do desenho urbano,

isso sugere que generosos recuos progressivos e reduzidos coeficientes de aproveitamento do terreno, so

instrumentos mais eficientes que a limitao de gabaritos para facilitar a circulao dos ventos no interior

da malha urbana (BITTENCOURT; CRUZ, 1997).

4.2 Forma e tipologia dos edifcios

Evans (1973) conduziu uma srie de estudos, em tnel de vento, usando mdulos cbicos para avaliar a

influncia da dimenso e forma das construes, beirais e inclinaes dos telhados. Os resultados so apresen-

tados como funo do tamanho da esteira em relao profundidade D do cubo, a fim de identificar zonas

localizadas a sotavento do obstculo, onde o movimento de ar seria reduzido, figura 4.7. Ele observou que o

aumento da altura e da largura do modelo corresponde a uma expanso proporcional do tamanho da esteira,

mas que aumentando a profundidade do modelo, a esteira seria reduzida, figura 4.8. O tamanho da esteira

ainda influenciado pela combinao entre a altura e a largura das edificaes.

Figura 4.7. Dimenses bsicas do modelo

ensaiado em tnel de vento.

Fonte: Evans (1979).


Figura 4.8. Influncia das dimen-

ses do edifcio no tamanho

da esteira.

Fonte: Evans, 1979.

Van Straaten, Richards, Lotz e van Daventer (1985) estudaram o fluxo de ar em tnel de vento a fim de

aprimorar projetos para construes escolares na frica do Sul. Analisando a ventilao nas construes

de forma H, eles concluram que o tipo H, ou qualquer tipo similar de planta, no muito eficaz e deveria

ser evitado sempre que possvel, particularmente, em climas quentes. J as edificaes em forma de L ou

C podem apresentar resultados interessantes, figura 4.9.

Figura 4.9. Compor-

tamento do fluxo

de ar em torno de

edificaes em Le

em C.

Fonte: Adaptado de

Evans, 1979 e Boutet,

1987.

Construes com ptio, embora eficazes em regies quentes e secas (FATHY, 1986) podem produzir efeitos

inadequados para regies quentes e midas, tais efeitos dependem da relao entre o tamanho do ptio

e a altura das construes que formam o ptio, assim como do grau de porosidade dessas construes.

Sempre que a configurao em ptio for exigida como condicionante arquitetnico, o aumento na poro-

sidade e a proviso de captadores de vento nas construes a sotavento podem reduzir os riscos de uma

m ventilao, figura 4.10.


Figura 4.10. A colocao de captadores de vento

acima dos telhados pode aumentar a circulao de ar

nos blocos localizados a sotavento.

Foto: Os autores, 1992.

Grandes aberturas de entrada e de sada acentuam o movimento de ar dentro das construes e contribuem

para diminuir o tamanho da sombra de vento. Para aberturas apresentando uma porosidade de cerca de

25% das paredes localizadas a barlavento e a sotavento, a reduo da sombra de vento varia, mais ou menos,

de 1/3 a 2/3 do tamanho da sombra de vento de uma construo sem nenhuma abertura, dependendo da

localizao das aberturas e da configurao da coberta (FATHY, 1986).

O uso de pilotis pode melhorar a eficincia da ventilao interna de uma edificao em cerca de 20%, con-

tanto que se leve em conta uma distncia mnima de 1,0m acima do solo e o vento fique livre de obstculos

embaixo das construes (GAUDEMER, et al, 1992). Alm disso, em assentamentos com construes sobre

pilotis, a ventilao por baixo das construes seria acentuada, o que reduziria pela metade o tamanho da

sombra de vento. Em localidades urbanas densas, a adoo de pilotis nas edificaes pode contribuir para

a penetrao dos ventos na malha urbana, na altura dos usurios.

Tais dispositivos sero melhor detalhados na seo 5 desta publicao.

4.3 Beirais e inclinaes dos telhados

Amplos beirais e varandas afetam levemente a profundidade da esteira do vento, independente da posio

dos beirais (sotavento ou barlavento) e de seu tamanho (EVANS, 1973; VAN STRAATEN et al., 1965), figura 4.11.

Inclinaes de telhados planos produzem um tamanho similar da sombra de vento, mas medida que a

inclinao vai aumentando, a profundidade da esteira se expande, figura 4.12. Este efeito acentuado pelo

fato de que a altura total da construo tambm aumentar em funo da inclinao do telhado. Quando


a zona da sombra de vento ampliada, a presso negativa (e conseqentemente a diferena de presso

entre as fachadas da construo) tambm aumentada. Isto resulta num fluxo de ar interno 15% maior que

o encontrado em construes de cobertura plana (EVANS, 1973).

Figura 4.11. Efeito dos beirais com coberta plana no tamanho da esteira.

Fonte: Evans, 1979; Boutet, 1987.

Figura 4.12. Efeito dos beirais inclinados no tamanho da esteira.

Fonte: Evans, 1979; Boutet, 1987.


4.4 Cercas e muros

A presena de muros no permetro dos lotes pode produzir uma significativa reduo do movimento do ar

no interior das construes, especialmente se os muros forem altos e fechados.

A velocidade do ar na regio da sombra de vento funo da altura do muro, da porosidade e do ngulo

formado pelas lminas dos elementos vazados (para muros vazados), figura 4.13. Nessa figura so apre-

sentadas zonas, localizadas a sotavento dos muros, cujas velocidades mdias so representadas como

percentual da velocidade do vento existente, antes dele atingir esses muros.

Do ponto de vista da ventilao, a ausncia de muros nos lotes acentua o movimento de ar em torno das

construes. Onde divises so requeridas, os muros deveriam ser baixos e afastados das construes para

reduzir a interferncia no vento que atinge a construo.

Figura 4.13. Efeito de cercas

e muros com diferentes

configuraes.

Fonte: Boutet, 1987.

No Brasil, assim como na maioria dos pases localizados em regies quentes e midas, devido carncia de

recursos financeiros, a maioria das moradias de baixo custo situa-se em pequenos lotes. Como conseqncia,

distncias curtas entre os limites do lote e as aberturas das construes so comuns. Nestes casos, uma cerca

de 1,5m desvia a maior parte do fluxo de vento por cima das construes (Figura 4.14). Se componentes

perfurados com porosidade de cerca de 50% forem usados nos muros, a obstruo significantemente

reduzida (MELARAGNO, 1982). Tais elementos podem ser utilizados para minimizar o impacto de muros

no fluxo de ar prximo s aberturas da edificao, produzindo uma vazo na altura das janelas maior que

aquelas obtidas com muros sem aberturas. A figura 4.14 mostra a reduo na velocidade do vento produzida

por cercas e muros com porosidades variadas. Pode-se constatar a influncia benfica da porosidade do

muro, particularmente intensa em curtas distncias a sotavento dos obstculos (BOUTET, 1987).


Figura 4.14. Reduo na velo-

cidade do vento produzida por

cercas e muros com porosida-

des variadas.

Fonte: Melaragno, 1982.

4.5 Vegetao

A presena de vegetao tambm afeta a configurao do vento em funo de sua forma e dimenso

(MELARAGNO, 1982). Uma grande floresta ou uma densa rea de vegetao produz um tamanho pequeno

de sombra de vento em relao ao seu comprimento, figura 4.15b.

Figura 4.15. Efeito da ve-

getao na configurao

do fluxo do vento.

Fonte: Boutet, 1987.

Entretanto, uma curta e alta linha de rvores pode produzir uma esteira significativa, conforme demonstrado

na figura 4.15a. Diferentes densidades de folhagens das rvores, e/ou a presena de arbustos embaixo da

massa de rvores, podem produzir configuraes distintas no fluxo de vento. Se as rvores so plantadas

distantes umas das outras e o vento pode fluir abaixo e ao redor de cada rvore, a distncia da construo

para as rvores no muito importante do ponto de vista da ventilao (VAN STRAATEN et al., 1965).

Em reas tropicais, coqueiros e palmeiras produzem um amplo sombreamento com o mnimo de impedi-

mento ao fluxo do vento (GANDMER; MARNAUD, 1989), figura 4.16. Dessa forma as edificaes usufruem

do sombreamento, sem perder a ventilao.


Figura 4.16. Os coqueirais produzem amplo sombre-

amento sem impedir o fluxo do vento na altura das

edificaes.

Fonte: Bittencourt; Lins; Ramalho, 1985.

5 VENTILAO NOS ESPAOS INTERIORESEsta seo examina a influncia do tamanho e da tipologia das aberturas das construes na configurao

do fluxo de ar no interior dos espaos arquitetnicos. A influncia de componentes externos, tais como co-

berturas, beirais, marquises e protetores solares, tambm considerada.

Uma ampla reviso da literatura, a respeito do movimento de ar atravs dos interiores e ao redor das cons-

trues, foi realizada por Bowen (1983). Ele observou que muitas informaes divulgadas sobre ventilao

natural esto equivocadas, visto que so, freqentemente, baseadas em conhecimentos limitados e na

imaginao frtil de projetistas, que no pesquisaram exaustivamente o assunto. Da surgiu a conhecida

observao, comumente citada pelos estudiosos da ventilao natural, de que, infelizmente, o vento no

segue as setas desenhadas pelo arquiteto quando da elaborao de seus projetos.

Figura 5.1. O vento no sabe ler setas.

Fonte: Acervo pessoal, 2005.

As fontes que baseiam este texto esto entre aquelas citadas na reviso bibliogrfica de Bowen (1983),

devidamente complementadas com bibliografia produzida posteriormente publicao do seu trabalho.

Surpreendentemente, apesar da importncia da ventilao para a produo de uma arquitetura mais

adaptada aos climas tropicais, h ainda muito pouca informao de substncia disponvel sobre o tema

(EVANS, 1983).


Entre a literatura publicada h uma que o resultado de abrangente pesquisa realizada pelo Centre Scienti-

fique et Tecnique du Btiment - CSTB, Frana, incluindo a maioria dos aspectos relevantes para a ventilao

em regies quentes e midas. A investigao consistiu em testes em tnel de vento com modelos similares

aos das construes tradicionais de Guadalupe, Caribe, com aberturas de entrada e sada abrangendo 30%

do total das paredes que continham janelas.

Medies em escala natural foram realizadas para avaliar a preciso dos dados coletados nos modelos

simulados em tnel de vento, mostrando boa correlao (GANDEMER et al., 1992). Os resultados so ex-

pressos como coeficiente de velocidade Cv, representando a razo expressa pela mdia da velocidade de

ar no interior das construes, medida a 1,5m de altura, dividida pela velocidade do vento externo, livre

de obstrues, medida na mesma altura. Este mtodo, alm de fornecer uma expresso quantitativa da

eficincia da ventilao, adequado s finalidades do projeto arquitetnico, pois fornece aos projetistas

o valor mdio da velocidade do ar nos interiores das construes em relao ao vento externo disponvel

(AYNSLEY; MELBORNE; VICKERY, 1977). Tal parmetro se apresenta bastante til para avaliar o potencial do

uso da ventilao como estratgia de resfriamento (ERNEST; BAUMAN; ARENS, 1991).

A configurao do fluxo de ar no interior de uma construo determinada por trs fatores principais

(EVANS, 1983):

1) O tamanho e a localizao das aberturas de entrada do ar na parede;

2) O tipo e a configurao das aberturas usadas;

3) A localizao de outros componentes arquitetnicos nas proximidades das aberturas, tais como divisrias

internas e painis verticais ou horizontais adjacentes a elas (protetores solares e marquises, por exemplo).

Esses pontos so abordados nesta seo, identificando regies do ambiente interno onde a velocidade

do ar mais alta e regies onde o movimento de ar mais baixo; ou onde existam zonas de recirculao

do ar. As velocidades do ar interno so apresentadas como uma percentagem da velocidade externa do

vento na altura da janela.


A deciso de se produzir uma distribuio uniforme do movimento de ar ou um jato concentrado depende

dos requisitos especficos de cada projeto. Se a atividade desenvolvida em um determinado ambiente induz

os usurios a permanecerem em uma localizao fixa quando ocupam o espao, como acontece em quartos,

por exemplo, a concentrao de jatos com velocidades maiores pode ser uma opo mais interessante.

Contudo, em espaos onde a flexibilidade um importante requisito, uma distribuio uniforme do fluxo

de ar pode produzir resultados mais apropriados, figura 5.2. Quantificar a ventilao importante para o

projeto arquitetnico, a fim de informar aos projetistas o valor mdio da velocidade do ar nos interiores

das construes em relao ao vento externo disponvel.

Figura 5.2. A localizao das abertu-

ras pode produzir escoamentos de

ar distribudos ou concentrados no

interior dos ambientes.

5.1 Forma e dimenso das aberturas

O tamanho, a forma e a localizao das aberturas para ventilao so os principais fatores determinantes da

configurao do fluxo de ar no interior das construes (GANDEMER et al., 1992). Para um mesmo tamanho

de abertura localizada a barlavento, maiores taxas de ventilao so obtidas quando as aberturas situadas a

sotavento do edifcio so maiores (VAN STRAATEN et al., 1965), conforme ilustra a figura 5.3.

Figura 5.3. Velocidade interna mdia

em funo da relao entre as aber-

turas de entrada e sada do ar, para

incidncias do vento a 45 e 90.

Fonte: Givoni, 1976.

Entradas de ar maiores que as sadas reduzem o fluxo de ar, porque parte da energia cintica transforma-

da em presso esttica ao redor das aberturas de sada (FAIREY; BETTENCOURT, 1981). Essa configurao,

porm, propicia uma distribuio mais uniforme da velocidade do ar dentro do ambiente (GIVONI, 1976;

ERNEST, 1991), figura 5.4.


Figura 5.4. A distribuio do fluxo de ar no

interior dos ambientes influenciada pelo

tamanho das aberturas de sada.


Para construes apresentando aberturas de entrada e sada iguais, a mdia da velocidade interna de ar

funo da porosidade da construo, representada pela razo do total da rea aberta dividida pela rea da

parede, independentemente da direo do vento (ERNEST, 1991) (Figura 5.5). Por exemplo, uma construo

com 40% de porosidade produz uma velocidade de ar mdia interna aproximadamente duas vezes maior

que em outra com 15% de porosidade (GANDEMER, 1992; EVANS, 1980). O aumento na porosidade da cons-

truo produz tambm uma maior uniformidade da velocidade do ar nos espaos interiores (EVANS 1983).

Figura 5.5. Velocidade interna mdia

em funo da relao entre a direo

do vento e a porosidade da parede.

Fonte: Ernest; Bauman; Arens, 1992.

Sobin (1981) investigou a influncia de trs formas de aberturas (horizontal, quadrada e vertical) no mo-

vimento de ar no interior dos ambientes. Ele concluiu que, para uma mesma rea de abertura, entradas

de ar horizontais apresentam maior rendimento mdio para todos os ngulos de incidncia do vento. Em

comparao com entradas quadradas e verticais, as entradas horizontais aumentam a eficcia da ventilao

para incidncias oblquas do vento. Dois picos so produzidos para ngulos de vento em torno de 45 em

qualquer um dos lados da perpendicular fachada, enquanto uma resposta mais estvel apresentada

para uma incidncia de 90 (Figura 5.6a). Contudo, a insero de painis verticais (como protetores solares,

por exemplo), modifica o rendimento da abertura horizontal em funo da direo do vento e da inclinao

do painel (Figura 5.6b).


Figura 5.6. Efeito da forma da abertu-

ra em funo da direo do vento e

da existncia de protetores solares.

Fonte: Sobin, 1981.

Considerando a distribuio do fluxo do vento dentro de um ambiente, a forma horizontal das aberturas

produz uma ampla circulao do ar, mais apropriada sensao de conforto trmico no interior das cons-

trues.

Van Straaten (1965) identificou que para aberturas em srie, as taxas de fluxo de ar so determinadas

principalmente pela rea total das aberturas existentes na parede com a menor rea de aberturas. Este

um aspecto relevante a considerar quando se trata de construes com vrios ambientes, uma vez que

existe a tendncia de se prestar mais ateno ao tamanho das aberturas de entrada e sada do ar e no se

considerar a importncia das aberturas intermedirias.

5.2 Localizao das aberturas

O movimento de ar dentro das construes governado, principalmente, pela direo externa do vento,

pela configurao da abertura de entrada do ar e pelas foras de inrcia das correntes de ar que resistem a

mudanas na direo do fluxo (BOWEN, 1983; AYNSLEY; MELBORNE; VICKERY, 1977; VAN STRAATEN et al., 1985).

A distribuio interna do fluxo do ar tambm influenciada por campos de presso gerados pelo vento

no entorno da construo e pelas presses existentes ao redor da abertura. Neste ltimo caso, quando o

vento incide perpendicularmente janela, o fluxo interno se mantm perpendicular mesma se as presses

ao redor da entrada forem simtricas, e passa a ser oblquo quando elas forem assimtricas (EVANS, 1983;

KONYA, 1980) (Figura 5.7).


Figura 5.7. O padro de circulao

do ar depende das foras geradas

no exterior das aberturas.


O planejamento das aberturas de entrada a estratgia mais eficiente para definir o componente direcional

do fluxo do ar, pois ele determina os vetores das foras que afetam o ar ingressando na construo (EVANS,

1983), como demonstra a figura 5.7. Em uma construo trrea, a diferena mxima de presso obtida

se as entradas de ar forem localizadas na regio de maior presso positiva das fachadas a barlavento, e as

sadas, na regio de presso negativa mais intensa nas paredes a sotavento. O apndice A fornece valores

de coeficientes de presso para vrias condies. Eles podem ser usados para planejar a localizao das

aberturas, baseado no princpio de que a diferena de presso entre as fachadas a barlavento e a sotavento

se constitui na fora motriz para a movimentao do ar (FLEURY, 1990).

Em geral, quando o vento sopra na direo prxima perpendicular entrada de ar, uma maior diferena de

presso atravs da construo observada. Portanto, a localizao das aberturas em funo da direo do

vento de fundamental importncia, quando se projeta considerando a ventilao natural como estratgia

bioclimtica (WHITE, 1957; GANDEMER; BARNAUD, 1989).

A ventilao cruzada otimizada em ambientes com aberturas em trs fachadas diferentes, mas espaos

com tal configurao no so muito freqentes (FLEURY, 1990). Para construes com uma nica zona (por

exemplo, galpes e ginsio de esportes) dotadas com aberturas localizadas a barlavento e a sotavento, e

com rea aberta representando 30% das suas respectivas fachadas, a adio de outra abertura lateral na

quarta fachada produzir somente um aumento de 5% no fluxo de ar (GANDEMER; BARNAUD, 1989). Em

geral, uma construo com aberturas distribudas em diferentes fachadas aumentar o potencial para se

obter uma adequada ventilao natural, pelo fato de produzir significantes gradientes de presso em vrios

pontos da mesma.

Considerando o movimento do ar atravs de aberturas em srie, o fluxo varia tambm em funo da distncia

entre as aberturas. O alinhamento das aberturas direo do vento in

ventilação natural em edificações

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