Desempenho Térmico de edificações
Ventilação
PROFESSOR
Roberto
Lamberts
ECV 5161
UFSC
FLORIANÓPOLIS
estrutura
introdução vento
diferença de
temperatura
2
Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts
Aula 11: Ventilação
15
introdução
+
Ventilação é
necessária por
questões térmicas
e higiênicas
Diferentes
necessidades no
verão e inverno
Ventilação para higiene
Ventilação para conforto
3
Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts
Aula 11: Ventilação
15
Ventilação natural
•
•
Diferença de pressão causada
pelo vento
Diferença de temperatura
Ventilação forçada
•
Equipamentos
Natural driving mechanisms - AIVC
Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts
introdução – vento – diferença de temperatura
Mecanismos de ventilação
4
Aula 11: Ventilação
15
vento
+
Gerado por
movimentos
convectivos do ar na
escala planetária
(diferencial no aquecimento da
superficie terrestre dependendo
da latitude e rotação do planeta).
Em uma escala menor,
o vento pode ser
gerado por diferenças
no terreno ou
presença de corpos de
água e terra.
5
Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts
Aula 11: Ventilação
15
introdução –
Coeficientes de pressão
função do ângulo de incidência:
0    30º
CP = 1.2
o
30° <   90 CP = 0.1+0.0183 (90 - )
30o
+
Cp1
-
Cp2
vento – diferença de temperatura
Diferença entre os coeficientes de pressão do
vento (CP) para casas em campo aberto em
0
30o
6
Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts
Aula 11: Ventilação
15
introdução –
Coeficientes de pressão em loteamentos
CPL = 60% do CP sem obstruções
L= A
CPL = 30% do CP sem obstruções
vento – diferença de temperatura
A
L= 2A
L
7
Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts
Aula 11: Ventilação
15
introdução –
Ventilação cruzada (só vento)
z
Cp1
Q w  0,6. A w . Vz . CP
A1
A3
A2
A4 Cp2
[m³/s]
vento – diferença de temperatura
Vz
1
1
1


2
2
AW ( Aentrada) ( Asaída)2
[m²]
8
Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts
Aula 11: Ventilação
15
Onde:
Vz
V10
Z
Kea
entorno
é a velocidade do vento na altura Z de interesse (m/s);
é a velocidade do vento a 10 metros de altura (m/s);
é a altura da cumeeira para edificações de até dois
andares ou a altura da janela para edificações mais
altas (m);
são função da localização da edificação e podem ser
obtidos por tabelas
K
A
Campo aberto
0,68
0,17
Campo aberto c/ algumas barreiras
0,52
0,20
Urbano
0,40
0,25
Centro
0,31
0,33
vento – diferença de temperatura
Vz = V10.K.Za
introdução –
Ventilação cruzada – correção para altura na velocidade do vento
9
Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts
Aula 11: Ventilação
15
introdução –
Ventilação unilateral – só vento
vento – diferença de temperatura
Q= 0,025 . A . Vz
[m³/s]
Vz
z
10
Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts
Aula 11: Ventilação
15
diferença de temperatura
+
Pei-Chun Liu , et al. `Evaluation of buoyancy-driven ventilation in atrium buildings
using`computational fluid dynamics and reduced-scale air model`.
Building and Environment 44 (2009) 1970–1979
As diferenças entre
as temperaturas
do ar interior e
exterior provocam um
deslocamento da
massa de ar da zona
de maior para a de
menor pressão
Flow intake due to
temperature difference
Air flows through upper
dormer between office
rooms and the atrium
due to temperature
difference
Flow exhausts from
dormer due to stack
effect
11
Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts
Aula 11: Ventilação
15
Onde:
H
g
Δt
A1
t
A3
Ab
H te A
2
ti
A4
é a altura entre a entrada e saída de ar (m).
é a força da gravidade (m/s²)
é a diferença da temperatura interna pela externa
(ti – te) em [°C ou K]
(ti  te )
2
é a área equivalente de aberturas [m², dada pela
equação a seguir:
1
1
1


Ab2 ( Aentrada) 2 ( Asaída) 2
diferença de temperatura
Qb  0,6. Ab . 2.t.g.H /( 273  t )
introdução – vento –
Ventilação cruzada – diferença de temperatura
12
Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts
Aula 11: Ventilação
15
introdução – vento –
Ventilação cruzada – vento + diferença de temperatura
A
H
 0,26. b .
Aw C p
t
VZ
Quando houver vento e diferença de temperatura, o
fluxo de ar (QT) é igual a Qb quando
E o fluxo de ar (QT) é igual a QW quando:
diferença de temperatura
A
VZ
H
 0,26. b .
Aw C p
t
13
Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts
Aula 11: Ventilação
15
introdução – vento –
Ventilação unilateral – diferença de temperatura com uma abertura
H
A. t.g.H
.
3 t  273
A2
Ventilação unilateral – diferença de temperatura com duas aberturas
A1
H
A2

E
Q  0,6. A. 2.
(1  E ). 1  E 2


H
. t.g.
t  273

Onde:
A é a soma total das áreas de aberturas de ventilação (A1 + A2)[m²]
E
A1/A2
diferença de temperatura
A1
Q  0,6.
14
Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts
Aula 11: Ventilação
15
introdução – vento –
Ventilação unilateral – vento + diferença de temperatura
Deve-se calcular os dois fluxos e usar o maior valor.
Tipo de tela
Ventilação cruzada
Ventilação unilateral
Algodão
Qm = 0,30Qw
Qm = 0,30Q
Nylon
Qm = 0,65Qw
Qm = 0,65Q
Número de trocas de ar por hora (N):
N=Q.3600/V
onde:
V é o volume do ambiente [m³]
Q é o fluxo de ar [m³/s]
diferença de temperatura
Ventilação – redução de fluxo de ar com a adoção de telas contra mosquitos
15
Desempenho térmico em edificações| Roberto Lamberts
Aula 11: Ventilação
15