Dispositivos de sombreamento: avaliação do impacto no desempenho da ventilação natural

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Rossi, Michele Marta
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: coeficientes de pressão devido ao vento (Cp); dispositivos de sombreamento; natural ventilation; shading devices; túnel de vento; ventilação natural; wind pressure coefficient (WPC); wind tunnel
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/102/102131/tde-10042024-144735/

A ventilação natural é uma eficiente estratégia para garantir os níveis adequados de renovação do ar e de conforto térmico aos usuários nos espaços internos, sendo a sua indução decorrente de um diferencial de pressão originado por ação eólica, térmica ou conjugada. Na ação eólica, esse diferencial é quantificado a partir dos coeficientes de pressão, denominados de Cps. Os Cps são sensíveis a orografia, ângulo de incidência do vento, entorno, geometria da edificação, e detalhamentos nas fachadas principalmente quando locados nas adjacências de suas aberturas. Em climas quentes e úmidos, como em grande parte do território brasileiro, a combinação de estratégias de ventilação natural e de sombreamento das aberturas pode contribuir para a melhoria do conforto térmico e para a redução do condicionamento artificial e do consumo energético nas edificações. Contudo, apesar da importância do uso de dispositivos de sombreamento, poucos são os estudos que fornecem ao projetista dados quantitativos acerca do seu impacto no desempenho da ventilação natural. A maioria dos dados disponíveis fazem referência a geometrias regulares, lisas e seladas. Desta forma, nesta pesquisa, parte-se da hipótese de que os dispositivos de sombreamento externos influenciam na distribuição de pressão e, logo, valores de Cps obtidos por meio de geometrias lisas devem ser utilizados com criticidade para avaliações e/ou estimativas de edificações naturalmente ventiladas com sombreamentos. Assim, objetiva-se avaliar e mensurar o impacto das características projetuais de diferentes dispositivos de sombreamento externos no desempenho da ventilação natural em um modelo genérico isolado de 3,0 m x 3,0 m x 2,7 m com duas aberturas (de 1 m2 cada) dispostas em faces opostas, centralizadas e posicionadas a 1,1 m do piso, através, prioritariamente, da distribuição de pressão na sua envoltória. A partir de ensaios em túneis de vento de 18 tipologias expostas a diferentes incidências, determinou-se o impacto quantitativo (nomeado de ) da adoção destes elementos arquitetônicos na ventilação natural. Ademais, indicou-se com base nos dados aferidos áreas e valores mais adequados para a determinação do diferencial de pressão efetivo (Cp) e do coeficiente de descarga (Cd). Por fim, os resultados apontaram que, exceto para geometrias mais restritivas, a adoção dos sombreamentos no intervalo de ângulo de incidência de vento de -15° a 30° resulta em incremento do potencial de ventilação (em até 40%), dependendo da tipologia de sombreamento analisada, quando comparado ao estimado por dados usuais, ou seja, Cps provenientes de aferições em modelos selados e Cd igual a 0,60. Ademais, o afastamento dos elementos do limiar da abertura pode representar uma efetiva estratégia aos 45°. E, em 90°, a incorporação de sombreamentos ao alterar a concordância nas distribuições de pressão entre as faces opostas resulta em incrementos nas taxas de renovação do ar.