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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
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AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
1. Introdução
2. Ventilação Natural
3 Procedimentos de Cálculo3. Procedimentos de Cálculo
4. Exemplos Projetuais e Aplicações
5. Considerações Finais
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
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AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
1. Introdução
2. Ventilação Natural
3 Procedimentos de Cálculo3. Procedimentos de Cálculo
4. Exemplos Projetuais e Aplicações
5. Considerações Finais
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
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Ventilação
Objetivo: salubridade e conforto térmico
- Ventilação higiênica
- Ventilação para remoção de carga térmica
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1. Introdução
2. Ventilação Natural
3 Procedimentos de Cálculo3. Procedimentos de Cálculo
4. Exemplos Projetuais e Aplicações
5. Considerações Finais
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
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Ventilação natural
- Ventilação por ação dos ventos
- Ventilação por efeito chaminé
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Ventilação por ação dos ventosConsidera 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
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Ventilação por ação dos ventos
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
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Ventilação por ação dos ventos
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
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Fonte: Evans (1957).
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Fonte: Evans (1957).
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Fonte: Evans (1957).
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Ventilação por ação dos ventos
Fonte: Olgyay (1963).
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Ventilação por ação dos ventos
Fonte: Olgyay (1963).
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
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Frequência de ocorrências
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Ventilação por efeito chaminé
Croquis explicativos da distribuição das pressões em uma caixa cúbica
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
das pressões em uma caixa cúbica
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Ventilação por efeito chaminé
10 m² 9,5 m
10 m
9 m
ZN 5m H=9 m
10 m²1 m
0,5 m
elevação corte
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Ventilação por efeito chaminé
4m
5m ZN 2,5mH=2,5 m10 m²
10 m²
elevação corte
10 m
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
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Ventilação por efeito chaminé
1 m
5 m
1 m
4m10 m
5 m
elevação corte
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AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
1. Introdução
2. Ventilação Natural
3 Procedimentos de Cálculo3. Procedimentos de Cálculo
4. Exemplos Projetuais e Aplicações
5. Considerações Finais
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
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Ventilação necessária
V til ã hi iê i MÍNIMA- Ventilação higiênica – MÍNIMA
- Ventilação para remoção de carga térmica – MÁXIMA
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V il ã Hi iê iVazão de ar mínima recomendada para atender
Ventilação HigiênicaVazão 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).
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
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V il ã Hi iê iExemplo: 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)
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
nec / V => 30/21,6 => N ~ 1,5 (1/h)
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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
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
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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)
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
nec/V = 286/21,6 => N ~ 13 (1/h)
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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 para dimensionamento da ventilação natural das edificações
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Procedimentos de cálculo
- Ventilação por efeito chaminé
- Ventilação por ação dos ventos
- Ventilação por efeito conjugado
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Ventilação por efeito chaminé
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)
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
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Ventilação por efeito chaminé
1,2m
As = 0 6m21m 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)
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Ventilação por efeito chaminé
1,2m
As = 0 3m21m 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 EdificaçõesMunicípio de São PauloL i N º 11 228 1992Φc 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
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
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Ventilação por ação dos ventosConsidera 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
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
cs: coeficiente de pressão da abertura de saída de ar.
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Ventilação por ação dos ventos
Caso o vento não seja normal à abertura:
v = vo cos θ (m/s)
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
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AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Gráfico de Irminger e Nokkentued
Coeficientes de pressão
Gráfico de Irminger e Nokkentuedpara determinação dos coeficientes de pressãopara modelos de seção quadradacom anteparo maciço com altura = h. Fonte: Toledo (1967).
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
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AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Coeficientes de pressão
Gráfico de Irminger e Nokkentuedpara determinação dos coeficientes de pressãopara modelos de seção quadradacom anteparo maciço com altura = h/3com anteparo maciço com altura h/3. Fonte: Toledo (1967).
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
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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
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Ventilação por efeito conjugado
2) Análise quantitativa dos dois mecanismos de ventilação:
Fonte A S H R A E (1977)
fFonte A.S.H.R.A.E. (1977).
= Фc/(Фc+Фv) % Фr = Фc . f
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1. Introdução
2. Ventilação Natural
3 Procedimentos de Cálculo3. Procedimentos de Cálculo
4. Exemplos Projetuais e Aplicações
5. Considerações Finais
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C t d P t ã A bi t l d B lbi MCentro de Proteção Ambiental de Balbina, ManausArq. Severiano Mário Porto e Mário Emílio RibeiroProjeto: 1983, Obra: 1984-88
R i t P j t 125 S t 1989
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
Revista Projeto 125, Set. 1989.
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Revista Projeto 125, Set. 1989.
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Revista Projeto 125, Set. 1989.
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Restaurante da UFPA, BelémArq. João Castro FilhoProjeto: 1991, Obra: 1992-93
Revista Projeto 169, Nov. 1993.
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Revista Projeto 169, Nov. 1993.
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Revista Projeto 169, Nov. 1993.
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Revista Projeto 169, Nov. 1993.
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Hospital Sarah, Fortaleza, Arq. João Filgueiras Lima Projeto: 1991, Inaugurado: 2001j g
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C t C lt l J M i Tjib N C l dô iCentro Cultural Jean-Marie Tjibaou, Nova CaledôniaArq. Renzo PianoProjeto 1990, Obra: 1991-1998
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Centro Cultural Jean Marie TjibaouCentro Cultural Jean-Marie TjibaouNouméa, Nova CaledôniaArq. Renzo Piano
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Vento fraco (inferior a 3m/s) Vento forte (de 10 a 15m/s)
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Laboratorios da UFSCLaboratorios da UFSCArq. Hector ViglieccaProjeto: 2006-2007, Obra: em andamento
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Distribuição do ar a 1,1m
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Distribuição do ar a 4,0m
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Distribuição de ar a 0,5m de uma fachada leste
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Distribuição de ar a 0,5m de uma fachada oeste
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Distribuição do ar a 1,1m
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
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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
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
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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
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
Seção C: 19m do eixo Leste-Oeste – com exaustor sem exaustor
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Sistema Cycloar (conjunto,parte superior e aletas)
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
parte superior e aletas)
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Ventilador Natural: Entrada de ar Ventilador Natural: Saída de ar
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1. Introdução
2. Ventilação Natural
3 Procedimentos de Cálculo3. Procedimentos de Cálculo
4. Exemplos Projetuais e Aplicações
5. Considerações Finais
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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
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REFERÊNCIA BÁSICA
FROTA, Anésia; SCHIFFER, Sueli. Manual de Conforto Térmico. São Paulo: Nobel, 2001
REFERÊNCIAS CITADAS
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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.
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