( PDF ) Aproveitamento da ventilação natural nas habitações: um estudo de caso na cidade de Aracaju

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LUCIANA CORREIA DO NASCIMENTO COSTA

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

Faculdade de Arquitetura e Urbanismo

Orientadora: ANÉSIA BARROS FROTA

São Paulo, 2009

APROVEITAMENTO DA VENTILAÇÃO NATURAL NAS HABITAÇÕES:

um estudo de caso na cidade de Aracaju-

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LUCIANA CORREIA DO NASCIMENTO COSTA

–

Dissertação apresentada à Comissão de Pós-

Graduação da Faculdade de Arquitetura e

Urbanismo da Universidade de São Paulo,

como parte dos requisitos para obtenção do

título de Mestre em Arquitetura e Urbanismo.

Área de concentração: Tecnologia da

Arquitetura

ORIENTADORA: ANÉSIA BARROS FROTA

São Paulo

2009

AUTORIZO A REPRODUÇÃO E/OU DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL

DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU

ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A

FONTE.

Nome do autor: Luciana Correia do Nascimento Costa

Instituição: Universidade de São Paulo

e-mail: [email protected]

Costa, Luciana Correia do Nascimento

C837a Aproveitamento da ventilação natural nas habitações:

um estudo de caso na cidade de Aracaju-SE / Luciana

Correia do Nascimento Costa. --São Paulo, 2009.

272 p. : il.

Dissertação (Mestrado - Área de Concentração: Tecnologia

da Arquitetura) - FAUUSP.

Orientadora: Anésia Barros Frota

1.Conforto térmico das construções 2.Ventilação

3. Softwares (Simulação computacional) I.Título

CDU 697

COSTA, Luciana Correia do Nascimento. Aproveitamento da ventilação

natural nas habitações: um estudo de caso na cidade de Aracaju-

SE. Dissertação apresentada à comissão de Pós-Graduação da Faculdade

de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo, para obtenção

do título de Mestre.

Área de concentração: Tecnologia da Arquitetura

Aprovado em ___/___/___

Banca Examinadora

1. Prof (

). Dr.(

): Anésia Barros Frota

Titulação: Professora Doutora – Orientadora

Instituição: FAUUSP Assinatura:______________________

2. Prof(

). Dr(

).: _________________________________________

Titulação: ______________________________________________

Instituição: _______________Assinatura:_____________________

3. Prof(

). Dr(

).: _________________________________________

Titulação: ______________________________________________

Instituição: _______________Assinatura:_____________________

...

“Admiro os poetas. O que eles dizem com

duas palavras a gente tem que exprimir com

milhares de tijolos.” (VILANOVAS ARTIGAS)

…

À minha pequena grande guerreira, Gabriela,

por ter me ensinado a amar da forma mais

pura e intensa que existe.

…

À professora Anésia Barros Frota, pela orientação nesta dissertação

de mestrado, pela confiança depositada em mim e pelo apoio carinhoso

em todos os momentos mais complicados.

Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico –

CNPq – pelo financiamento desta pesquisa.

Aos professores da UFRN Virgínia Araújo, que me apresentou

brilhantemente o estudo do Conforto Ambiental, como professora na

graduação e orientadora na iniciação científica, e Fernando Costa por

despertar meu interesse na simulação computacional, me transmitindo

seus primeiros conhecimentos na área.

Aos professores Joana Gonçalves e Dácio Ottoni, pela participação

na banca de qualificação e interesse demonstrado nesta pesquisa.

À todos os professores e colegas do LABAUT, em especial Rafael

Brandão, que com muita paciência me ajudou nas simulações, Alessandra

Prata, pelas valiosas dicas e revisão final, e Daniel Cóstola pelas muitas

discussões, sugestões e incentivo no desenvolvimento deste trabalho.

Ao Laboratório Master do IAG/USP e ao INMET por fornecer dados

climáticos da cidade de Aracaju-SE, fundamentais para a caracterização

do clima local.

À minha mãe, que mesmo longe sempre esteve presente me

apoiando com muito amor e crença no meu sucesso, e ao meu pai, que

me ensinou a sempre lutar pelo meu objetivo dando o melhor de mim.

Ao meu grande amor, Rodolpho, por cuidar de mim com tanto

carinho, reabastecendo minhas forças e doando parte de seu tempo para

me ajudar no desenvolvimento deste trabalho.

Enfim, agradeço à todos que direta ou indiretamente contribuíram

para a realização desta pesquisa. Obrigada!

COSTA, Luciana Correia do Nascimento. Aproveitamento da ventilação

natural nas habitações: um estudo de caso na cidade de Aracaju-

SE. 2009. 272p. Dissertação de Mestrado, Faculdade de Arquitetura e

Urbanismo, Universidade de São Paulo, 2009.

O estudo da ventilação natural como forma de amenização climática

tem sido tema de diversos trabalhos científicos apresentados em

congressos e encontros da área de conforto ambiental tanto no país como

no exterior. E segundo o Método de Givoni, em 74% das horas do ano, a

ventilação natural é a principal estratégia de projeto para se obter o

conforto térmico dos usuários na cidade de Aracaju – SE. Assim sendo,

tem-se como objeto desta pesquisa a ventilação natural nas habitações, e

como objetivo geral um estudo do aproveitamento do vento para

promover a ventilação natural em edificações residenciais na cidade de

Aracaju, a fim de proporcionar melhores condições térmicas ambientais

para os usuários sem a necessidade do condicionamento artificial do ar. O

produto final consiste em recomendações de projeto baseadas nas

pesquisas teóricas e simulações computacionais com o ANSYS CFX –

Computacional Fluid Dynamics Software – que serviram de base para

verificar a influência da ventilação natural na edificação por meio de

propostas de alterações no projeto original.

Palavras-chave: ventilação natural, conforto térmico, simulação

computacional, software CFX, cidade de Aracaju.

COSTA, Luciana Correia do Nascimento. Use of housing natural

ventilation: a case study in Aracaju city. 2009. 272p. Master´s

Thesis, Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de São Paulo,

2009.

Studies of natural ventilation as a way to minimize climate

influences has been theme of several scientific papers presented in

congresses and meetings concerning environmental comfort, in Brazil as

well as in other countries. According to Givoni’s method, in 74% of the

year hours, natural ventilation is the main strategy to obtain thermal

comfort for the inhabitants of Aracaju (Sergipe capital city). Based on that

information, the object of this research is the housing natural ventilation,

and its general objective is a study of wind use to promote housing

natural ventilation and provide better thermal comfort conditions of its

users without the need of artificial air conditioning. The final product of

this research consists in design recommendations based on theoretical

research and computer simulations with ANSYS CFX – Computacional Fluid

Dynamics Software – which became the base to verify the influence of

natural ventilation in a building by proposing alterations in the original

project.

Key-words: natural ventilation, thermal comfort, computer simulation,

CFX software, city of Aracaju.

FIGURA 2.1 - INFLUÊNCIA DO TERRENO SOBRE A VENTILAÇÃO ........................................................... 60

FIGURA 2.2 – GRADIENTE DO VENTO PARA DIFERENTES ÁREAS .......................................................... 61

FIGURA 2.3 – CARTA BIOCLIMÁTICA DE OLGYAY .................................................................................. 66

FIGURA 2.4 – CARTA BIOCLIMÁTICA ADOTADA PARA O BRASIL .......................................................... 70

FIGURA 2.5 – ESTRATÉGIAS DE ORGANIZAÇÃO PARA VENTILAÇÃO CRUZADA DE EDIFICAÇÕES COM

CORREDORES ................................................................................................................................ 73

FIGURA 2.6 – ESTRATÉGIAS DE ORGANIZAÇÃO DOS ESPAÇOS QUE FAVORECEM TANTO A

VENTILAÇÃO CRUZADA QUANTO A VENTILAÇÃO POR EFEITO CHAMINÉ ................................... 77

FIGURA 2.7 – INCLINAÇÃO DO TELHADO E ALTURA DA EDIFICAÇÃO EM CORTE ................................. 79

FIGURA 2.8 – IMPACTO DA LARGURA DA EDIFICAÇÃO EM PLANTA BAIXA .......................................... 80

FIGURA 2.9 – CONFIGURAÇÃO E ORIENTAÇÃO DA PLANTA BAIXA ...................................................... 81

FIGURA 2.10 – DIMENSIONAMENTO DE PATIOS INTERNOS, PARA UMA BOA VENTILAÇÃO –

VELOCIDADE MEDIA DOS VENTOS COMO UM PERCENTUAL DO VENTO INCIDENTE E SEM

OBSTRUÇÕES (%) .......................................................................................................................... 83

FIGURA 2.11- VELOCIDADE INTERNA MEDIA EM FUNÇÃO DA RELAÇÃO ENTRE AS ABERTURAS DE

ENTRADA E SAÍDA DO AR, PARA INCIDÊNCIA DO VENTO A 45º E 90º ......................................... 85

FIGURA 2.12 - DISTRIBUIÇÃO DAS ABERTURAS DE VENTILAÇÃO ......................................................... 88

FIGURA 2.13 – INFLUÊNCIA DA LOCALIZAÇÃO E DIMENSÃO DAS ABERTURAS LOCALIZADAS EM

PAREDES ADJACENTES .................................................................................................................. 90

FIGURA 2.14 – PEITORIL VENTILADO .................................................................................................... 95

FIGURA 2.15 – CROQUI DE JANELA DE CORRER EM VISTA E EM PLANTA BAIXA. ................................. 96

FIGURA 2.16 – CROQUI DE JANELA GUILHOTINA EM VISTA E EM CORTE. ........................................... 97

FIGURA 2.17 – CROQUI DE JANELA DE ABRIR DE EIXO VERTICAL EM VISTA E EM CORTE .................... 97

FIGURA 2.18 – CROQUI DE JANELA PROJETANTE OU DE TOMBAR EM VISTA E EM CORTE ................. 98

FIGURA 2.19 – CROQUI DE JANELA PIVOTANTE EM VISTA E EM PLANTA BAIXA .................................. 99

FIGURA 2.20 – CROQUI DE JANELA BASCULANTE OU GELOSIA EM VISTA E EM CORTE ....................... 99

FIGURA 2.21 – CROQUI DE JANELA SANFONADA OU CAMARÃO EM VISTA E EM PLANTA BAIXA ..... 100

FIGURA 2.22 – AS DIVISÕES DO ESPAÇO INTERNO AFETAM A CONFIGURAÇÃO DO FLUXO DE AR. .. 101

2.23 - COMPONENTES VERTICAIS AFETAM O CONJUNTO DE PRESSÕES DESENVOLVIDAS NAS

ENTRADAS DO AR, ALTERANDO O PADRÃO DE DISTRIBUIÇÃO DO FLUXO DO AR. .................... 103

FIGURA 2.24 – PROJEÇÕES VERTICAIS PODEM INTERFERIR NO FLUXO DE AR ................................... 103

FIGURA 2.25 – ESTRATÉGIAS DE DESIGN DE WING WALLS ................................................................. 104

FIGURA 2.26 – EFEITOS DAS PROJEÇÕES HORIZONTAIS NO FLUXO DE AR NO INTERIOR DOS

AMBIENTES ................................................................................................................................. 105

FIGURA 2.27- EFEITO DE ELEMENTOS HORIZONTAIS NO FLUXO DE AR EM EDIFÍCIOS ...................... 105

FIGURA 3.1 – MAPAS DE LOCALIZAÇÃO DO UNIVERSO DE ANÁLISE .................................................. 107

FIGURA 3.2 – FOTO AÉREA DA CIDADE DE ARACAJU-SE ..................................................................... 108

FIGURA 3.3 - ZONAS BIOCLIMÁTICAS DEFINIDAS PELA NORMA DESEMPENHO TÉRMICO DE ........... 111

FIGURA 3.4 – TABELA DOS DADOS CLIMÁTICOS DE ARACAJU/SE ....................................................... 116

FIGURA 3.5 – CARTA BIOCLIMÁTICA PARA ARACAJU-SE ..................................................................... 118

FIGURA 3.6 – DIAGNÓSTICO CLIMÁTICO PELO MÉTODO DE GIVONI ................................................. 119

FIGURA 4.1 - PLANTA DA SALA COM ABERTURA DE ENTRADA= 1/5 DO PISO, NA FAIXA MÉDIA, E

SAÍDA NA FAIXA ALTA COM VENTO A 90º .................................................................................. 145

FIGURA 4.2 – CORTE NO CENTRO DA SALA COM ABERTURA DE ENTRADA=1/5 DO PISO, NA FAIXA

MÉDIA, E SAÍDA NA FAIXA ALTA COM VENTO A 90º .................................................................. 145

FIGURA 4.3 - ETAPAS DA SIMULAÇÃO NO CFX .................................................................................... 150

FIGURA 4.4 – MODELO 1: ÁREA DO ENTORNO ................................................................................... 154

FIGURA 4.5 – ELABORAÇÃO DO DOMÍNIO .......................................................................................... 156

FIGURA 4.6 – CRIAÇÃO DAS PARTES NO ICEM CFD. ............................................................................ 157

FIGURA 4.7 – MALHA NO DOMÍNIO EM PLANTA DO MODELO EXPERIMENTAL ................................ 159

FIGURA 4.8 – AMPLIAÇÃO DA MALHA NO DOMÍNIO EM PLANTA DO MODELO EXPERIMENTAL ...... 160

FIGURA 4.9 – MALHA NOS EDIFÍCIOS EM PERSPECTIVA DO MODELO EXPERIMENTAL ..................... 160

FIGURA 4.10 – DETALHE EM CORTE DA MALHA EM UM EDIFÍCIO DO MODELO EXPERIMENTAL ..... 160

FIGURA 4.11 – DOMÍNIO COM DEFINIÇÃO DA CONDIÇÃO DE CONTORNO – MODELO EXPERIMENTAL

.................................................................................................................................................... 165

FIGURA 4.12– CONTORNO DA VEL. DO VENTO NO H1P5 (ORTOGONAL) .......................................... 168

FIGURA 4.13 - CONTORNO DA VEL. DO VENTO NO H1P5 (PERSPECTIVA) .......................................... 168

FIGURA 4.14 - CONTORNO DA VEL. DO VENTO NO H4P5 (ORTOGONAL) .......................................... 169

FIGURA 4.15 - CONTORNO DA VEL. DO VENTO NO H4P5 (PERSP.) .................................................... 169

FIGURA 4.16 - CONTORNO DA VEL. DO VENTO NO H37P5 (ORTOGONAL) ........................................ 170

FIGURA 4.17 - CONTORNO DA VEL. DO VENTO NO H37P5 (PERSP.) .................................................. 170

FIGURA 4.18 - CONTORNO DA VEL. DO VENTO NO PVL1 (ORTOGONAL) ........................................... 171

FIGURA 4.19 - CONTORNO DA VEL. DO VENTO NO PVL1 (PERSP.) ..................................................... 171

FIGURA 4.20 - CONTORNO DA VEL. DO VENTO NO PVL2 (ORTOGONAL) ........................................... 172

FIGURA 4.21 - CONTORNO DA VEL. DO VENTO NO PVL2 (PERSP.) ..................................................... 172

FIGURA 4.22 - CONTORNO DA VEL. DO VENTO NO PVT1 (ORTOGONAL) ........................................... 173

FIGURA 4.23 - CONTORNO DA VEL. DO VENTO NO PVT1 (PERSP.) ..................................................... 173

FIGURA 4.24 - CONTORNO DA VEL. DO VENTO NO PVT2 (ORTOGONAL) ........................................... 174

FIGURA 4.25 - CONTORNO DA VEL. DO VENTO NO PVT2 (PERSP.) ..................................................... 174

FIGURA 4.26 – VETORES DE VEL. DO VENTO NO PLANO HORIZONTAL A 1,50M (ORTOGONAL) ....... 175

FIGURA 4.27 – VETORES DE VEL. DO VENTO NO PLANO HORIZONTAL A 4,5M (ORTOGONAL) ......... 175

FIGURA 4.28 – VETORES DE VEL. DO VENTO NO PLANOS HORIZONTAL A 37,5M (ORTOGONAL) ..... 175

FIGURA 4.29 – VETORES DE VEL. DO VENTO NO PLANO HORIZONTAL A 1,5M (PERSP.) ................... 176

FIGURA 4.30 – VETORES DA VEL. DO VENTO NO PLANO HORIZONTAL A 4,5M (PERSP.) ................... 176

FIGURA 4.31 – VETORES DA VEL. DO VENTO NO PLANO HORIZONTAL A 37,5M (PERSP.) ................. 176

FIGURA 4.32 – VETORES DE VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO VERTICAL LONGITUDINAL 01

(ORTOGONAL) ............................................................................................................................. 177

FIGURA 4.33 - VETORES DE VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO VERTICAL LONGITUDINAL 01

(PERSPECTIVA) ............................................................................................................................ 177

FIGURA 4.34 - VETORES DE VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO VERTICAL LONGITUDINAL 02

(ORTOGONAL) ............................................................................................................................. 177

FIGURA 4.35 - VETORES DE VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO VERTICAL LONGITUDINAL 02

(PERSPECTIVA) ............................................................................................................................ 178

FIGURA 4.36 - VETORES DE VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO VERTICAL TRANSVERSAL 01

(ORTOGONAL) ............................................................................................................................. 178

FIGURA 4.37 - VETORES DE VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO VERTICAL TRANSVERSAL 01

(PERSPECTIVA) ............................................................................................................................ 178

FIGURA 4.38 - VETORES DE VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO VERTICAL TRANSVERSAL 02

(ORTOGONAL) ............................................................................................................................. 179

FIGURA 4.39 - VETORES DE VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO VERTICAL TRANSVERSAL 02

(PERSPECTIVA) ............................................................................................................................ 179

FIGURA 4.40 – PRESSÃO DO VENTO NO EDIFÍCIO MONTPARNASSE – FACHADAS LESTE E NORTE .... 180

FIGURA 5.1 – EDIFÍCIO COM DESTAQUE PARA O ESPAÇO DO APARTAMENTO 1102 DEFINIDO. ....... 183

FIGURA 5.2- DELIMITAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ............................................................................... 186

FIGURA 5.3 – EDIFÍCIO MONTPARNASSE ............................................................................................ 186

FIGURA 5.4 – MAPA DA ÁREA DE ESTUDO .......................................................................................... 186

FIGURA 5.5 – PLANTA BAIXA DO PAVTO TIPO E DOS APTOS DA TORRE DE FINAL 2 – SEM ESCALA. . 187

FIGURA 5.6 – PLANTA BAIXA DO MODELO 01 COM ABERTURAS SEM PRESENÇA DE ESQUADRIAS .. 189

FIGURA 5.7 – PERSPECTIVA MODELO 01 ............................................................................................. 189

FIGURA 5.8 – APARTAMENTO INSERIDO NO EDIFÍCIO – MODELO 01 ................................................ 189

FIGURA 5.9 – PLANTA BAIXA DO MODELO 02 ..................................................................................... 191

FIGURA 5.10 – PERSPECTIVA MODELO 02 .......................................................................................... 191

FIGURA 5.11 – APARTAMENTO INSERIDO NO EDIFÍCIO – MODELO 02 .............................................. 191

FIGURA 5.12 – PLANTA BAIXA DO MODELO 03 COM DESTAQUE DAS ÁREAS OBSTRUÍDAS PELAS

ESQUADRIAS ............................................................................................................................... 193

FIGURA 5.13 – PERSPECTIVA DO MODELO 03 .................................................................................... 193

FIGURA 5.14 – APARTAMENTO INSERIDO NO EDIFÍCIO – MODELO 03 .............................................. 193

FIGURA 5.15 – PLANTA BAIXA DO MODELO 04 COM DESTAQUE PARA AS PORTAS DOS QUARTOS

FECHADAS ................................................................................................................................... 195

FIGURA 5.16 – PERSPECTIVA DO MODELO 04 .................................................................................... 195

FIGURA 5.17 - APARTAMENTO INSERIDO NO EDIFÍCIO – MODELO 04 ............................................... 195

FIGURA 5.18 – PLANTA BAIXA DO MODELO 05 COM DESTAQUE PARA AS PORTAS DOS QUARTOS

FECHADAS COM BANDEIRAS ACIMA DAS MESMAS COM VÃOS LIVRES DE DIMENSÃO .70M X

.30M ............................................................................................................................................ 197

FIGURA 5.19 – PERSPECTIVA DO MODELO 05 .................................................................................... 197

FIGURA 5.20 - APARTAMENTO INSERIDO NO EDIFÍCIO – MODELO 05 ............................................... 197

FIGURA 5.21 – PLANTA BAIXA DO MODELO 06 COM DESTAQUE PARA A ALTERAÇÃO DA PLANTA

ORIGINAL .................................................................................................................................... 199

FIGURA 5.22 – PERSPECTIVA DO MODELO 06 .................................................................................... 199

FIGURA 5.23 - APARTAMENTO INSERIDO NO EDIFÍCIO – MODELO 06 ............................................... 199

FIGURA 5.24 – PLANTA BAIXA DO MODELO 07 COM DESTAQUE PARA A DIMENSÃO DAS ABERTURAS

DOS QUARTOS ............................................................................................................................ 201

FIGURA 5.25 – PERSPECTIVA DO MODELO 07 .................................................................................... 201

FIGURA 5.26 - APARTAMENTO INSERIDO NO EDIFÍCIO – MODELO 07 ............................................... 201

FIGURA 5.27 – PLANTA BAIXA DO MODELO 08 COM DESTAQUE NA ALTERAÇÃO DA PORTA DO

QUARTO DO MEIO ...................................................................................................................... 203

FIGURA 5.28 – PERSPECTIVA DO MODELO 08 .................................................................................... 203

FIGURA 5.29 - APARTAMENTO INSERIDO NO EDIFÍCIO – MODELO 08 ............................................... 203

FIGURA 6.1 – CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO ENTORNO DO EDIFÍCIO NO MODELO

EXPERIMENTAL ........................................................................................................................... 211

FIGURA 6.2 – CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO ENTORNO DO EDIFÍCIO NO MODELO BASE

.................................................................................................................................................... 211

FIGURA 6.3 – CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO MODELO

01 – PLANO HORIZONTAL H= 1.20M .......................................................................................... 212

FIGURA 6.4 - VETORES DE DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 01 – PLANO HORIZONTAL H= 1.20M ........................................................................... 212

FIGURA 6.5 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO MODELO

01 – PLANO HORIZONTAL H= 2.00M .......................................................................................... 212

FIGURA 6.6 - VETORES DE DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 01 – PLANO HORIZONTAL H= 2.00M ........................................................................... 212

FIGURA 6.7 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO MODELO

01 – H=1.20M.............................................................................................................................. 215

FIGURA 6.8 - VETORES DA DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 01 – H=1.20M .............................................................................................................. 215

FIGURA 6.9 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO MODELO

02 – H=1.20M.............................................................................................................................. 215

FIGURA 6.10 – VETORES DA DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 02 – H=1.20M .............................................................................................................. 215

FIGURA 6.11 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 02 – H=2.00M .............................................................................................................. 215

FIGURA 6.12 - VETORES DA DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 02 – H=1.20M .............................................................................................................. 215

FIGURA 6.13 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 01 – H=1.20M .............................................................................................................. 217

FIGURA 6.14 – VETORES DA DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 01 – H=1.20M .............................................................................................................. 217

FIGURA 6.15 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 03 – H=1.20M .............................................................................................................. 217

FIGURA 6.16 - VETORES DA DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 03 – H=1.20M .............................................................................................................. 217

FIGURA 6.17 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 03 – H=2.00M .............................................................................................................. 217

FIGURA 6.18 - VETORES DA DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 03 – H=2.00M .............................................................................................................. 217

FIGURA 6.19 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 03 – H=1.20M .............................................................................................................. 219

FIGURA 6.20 – VETORES DA DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 03 ................................................................................................................................ 219

FIGURA 6.21 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 04 – H=1.20M .............................................................................................................. 219

FIGURA 6.22 - VETORES DA DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 04 – H=1.20M .............................................................................................................. 219

FIGURA 6.23 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 04 – H=2.00M .............................................................................................................. 219

FIGURA 6.24 - VETORES DA DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 04 – H=2.00M .............................................................................................................. 219

FIGURA 6.25 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 04 – H=1.20M .............................................................................................................. 221

FIGURA 6.26 – VETORES DA DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 04 – H=1.20M .............................................................................................................. 221

FIGURA 6.27 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 05 – H=1.20M .............................................................................................................. 221

FIGURA 6.28 - VETORES DA DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 05 – H=1.20M .............................................................................................................. 221

FIGURA 6.29 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 05 – H=2.00M .............................................................................................................. 221

FIGURA 6.30 - VETORES DA DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 05 – H=2.00M .............................................................................................................. 221

FIGURA 6.31 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 03 – H=1.20M .............................................................................................................. 223

FIGURA 6.32 – VETORES DA DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 03 – H=1.20M .............................................................................................................. 223

FIGURA 6.33 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 06 – H=1.20M .............................................................................................................. 223

FIGURA 6.34 - VETORES DA DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 06 – H=1.20M .............................................................................................................. 223

FIGURA 6.35 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 06 – H=2.00M .............................................................................................................. 223

FIGURA 6.36 - VETORES DA DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 06 – H=2.00M .............................................................................................................. 223

FIGURA 6.37 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 01 – H=1.20M .............................................................................................................. 227

FIGURA 6.38 – VETORES DA DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 01 – H=1.20M .............................................................................................................. 227

FIGURA 6.39 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 07 – H=1.20M .............................................................................................................. 227

FIGURA 6.40 – VETORES DA DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 07 – H=1.20M .............................................................................................................. 227

FIGURA 6.41 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 07 – H=2.00M .............................................................................................................. 227

FIGURA 6.42 - VETORES DA DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 07 – H=2.00M .............................................................................................................. 227

FIGURA 6.43 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 01 – H=1.20M .............................................................................................................. 230

FIGURA 6.44 – VETORES DA DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 01 – H=1.20M .............................................................................................................. 230

FIGURA 6.45 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 08 – H=1.20M .............................................................................................................. 230

FIGURA 6.46 – VETORES DA DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 08 – H=1.20M .............................................................................................................. 230

FIGURA 6.47 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 08 – H=2.00M .............................................................................................................. 230

FIGURA 6.48 - VETORES DA DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO NO INTERIOR DO APARTAMENTO NO

MODELO 08 – H=2.00M .............................................................................................................. 230

FIGURA A.1 – LOCALIZAÇÃO DOS PLANOS VERTICAIS LONGITUDINAIS E TRANSVERSAIS ................. 257

FIGURA A.2 – MODELO 01 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO HORIZONTAL

H=2.00M ..................................................................................................................................... 257

FIGURA A.3 – MODELO 01 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PLANO HORIZONTAL

H=2.00M ..................................................................................................................................... 257

FIGURA A.4 – MODELO 01 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO VERTICAL

LONGITUDINAL 1 (PVL1) ............................................................................................................. 257

FIGURA A.5 – MODELO 01 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PLANO VERTICAL

LONGITUDINAL 1 (PVL1) ............................................................................................................. 257

FIGURA A.6 - MODELO 01 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO VERTICAL

LONGITUDINAL 2 (PVL2) ............................................................................................................. 258

FIGURA A.7 - MODELO 01 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PLANO VERTICAL

LONGITUDINAL 2 (PVL2) ............................................................................................................. 258

FIGURA A.8 - MODELO 01 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO VERTICAL

TRANSVERSAL 1 (PVT1) ............................................................................................................... 258

FIGURA A.9 - MODELO 01 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PLANO VERTICAL

TRANSVERSAL 1 (PVT1) ............................................................................................................... 258

FIGURA A.10 - MODELO 01 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO VERTICAL

TRANSVERSAL 2 (PVT2) ............................................................................................................... 258

FIGURA A.11 - MODELO 01 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PLANO VERTICAL

TRANSVERSAL 2 (PVT2) ............................................................................................................... 258

FIGURA A.12 - MODELO 02 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO HORIZONTAL

H=1.20M ..................................................................................................................................... 259

FIGURA A.13 - MODELO 02 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PLANO

HORIZONTAL H=1.20M ............................................................................................................... 259

FIGURA A.14 - MODELO 02 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO HORIZONTAL

H=2.00M ..................................................................................................................................... 259

FIGURA A.15 – MODELO 02 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PLANO

HORIZONTAL H=2.00M ............................................................................................................... 259

FIGURA A.16 – MODELO 02 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVL1 .............................. 259

FIGURA A.17 – MODELO 02 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVL1 ................ 259

FIGURA A.18 - MODELO 02 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVL2 .............................. 260

FIGURA A.19 - MODELO 02 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVL2 ................. 260

FIGURA A.20 – MODELO 02 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVT1 ............................. 260

FIGURA A.21 – MODELO 02 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVT1................ 260

FIGURA A.22 - MODELO 02 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVT2 .............................. 260

FIGURA A.23 - MODELO 02 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVT2 ................ 260

FIGURA A.24 - MODELO 03 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO HORIZONTAL

H=1.20M ..................................................................................................................................... 261

FIGURA A.25 - MODELO 03 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PLANO

HORIZONTAL H=1.20M ............................................................................................................... 261

FIGURA A.26 – MODELO 03 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO HORIZONTAL

H=2.00M ..................................................................................................................................... 261

FIGURA A.27 – MODELO 03 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PLANO

HORIZONTAL H=2.00M ............................................................................................................... 261

FIGURA A.28 – MODELO 03 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVL1 .............................. 261

FIGURA A.29 - MODELO 03 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVL1 ................. 261

FIGURA A.30 - MODELO 03 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVL2 .............................. 262

FIGURA A.31 - MODELO 03 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVL2 ................. 262

FIGURA A.32 – MODELO 03 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVT1 ............................. 262

FIGURA A.33 - MODELO 03 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVT1 ................ 262

FIGURA A.34 - MODELO 03 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVT2 .............................. 262

FIGURA A.35 - MODELO 03 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVT2 ................ 262

FIGURA A.36 - MODELO 04 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO HORIZONTAL

H=1.20M ..................................................................................................................................... 263

FIGURA A.37 - MODELO 04 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PLANO

HORIZONTAL H=1.20M ............................................................................................................... 263

FIGURA A.38 – MODELO 04 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO HORIZONTAL

H=2.00M ..................................................................................................................................... 263

FIGURA A.39 - MODELO 04 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PLANO

HORIZONTAL H=2.00M ............................................................................................................... 263

FIGURA A.40 - MODELO 04 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVL1 ............................... 263

FIGURA A.41 - MODELO 04 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVL1 ................. 263

FIGURA A.42 - MODELO 04 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVL2 ............................... 264

FIGURA A.43 - MODELO 04 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVL2 ................. 264

FIGURA A.44 - MODELO 04 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVT1 .............................. 264

FIGURA A.45 - MODELO 04 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVT1 ................. 264

FIGURA A.46 - MODELO 04 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVT2 .............................. 264

FIGURA A.47 - MODELO 04 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVT2 ................. 264

FIGURA A.48 - MODELO 05 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO HORIZONTAL

H=1.20M ..................................................................................................................................... 265

FIGURA A.49 - MODELO 05 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PLANO

HORIZONTAL H=1.20M ............................................................................................................... 265

FIGURA A.50 - MODELO 05 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO HORIZONTAL H=2M

.................................................................................................................................................... 265

FIGURA A.51 - MODELO 05 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PLANO

HORIZONTAL H=2M .................................................................................................................... 265

FIGURA A.52 - MODELO 05 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVL1 ............................... 265

FIGURA A.53 - MODELO 05 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVL1 ................. 265

FIGURA A.54 - MODELO 05 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVL2 ............................... 266

FIGURA A.55 - MODELO 05 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVL2 ................. 266

FIGURA A.56 - MODELO 05 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVT1 .............................. 266

FIGURA A.57 - MODELO 05 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVT1 ................. 266

FIGURA A.58 - MODELO 05 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVT2 .............................. 266

FIGURA A.59 - MODELO 05 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVT2 ................ 266

FIGURA A.60 - MODELO 06 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO HORIZONTAL

H=1.20M ..................................................................................................................................... 267

FIGURA A.61 - MODELO 06 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PLANO

HORIZONTAL H=1.20M ............................................................................................................... 267

FIGURA A.62 - MODELO 06 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO HORIZONTAL

H=2.00M ..................................................................................................................................... 267

FIGURA A.63 - MODELO 06 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PLANO

HORIZONTAL H=2.00M ............................................................................................................... 267

FIGURA A.64 - MODELO 06 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVL1 .............................. 267

FIGURA A.65 - MODELO 06 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVL1 ................. 267

FIGURA A.66 - MODELO 06 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVL2 .............................. 268

FIGURA A.67 - MODELO 06 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVL2 ................. 268

FIGURA A.68 - MODELO 06 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVT1 .............................. 268

FIGURA A.69 - MODELO 06 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVT1 ................ 268

FIGURA A.70 - MODELO 06 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVT2 .............................. 268

FIGURA A.71 - MODELO 06 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVT2 ................ 268

FIGURA A.72 - MODELO 07 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO HORIZONTAL

H=1.20M ..................................................................................................................................... 269

FIGURA A.73 - MODELO 07 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PLANO

HORIZONTAL H=1.20M ............................................................................................................... 269

FIGURA A.74 - MODELO 07 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO HORIZONTAL

H=2.00M ..................................................................................................................................... 269

FIGURA A.75 - MODELO 07 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PLANO

HORIZONTAL H=2.00M ............................................................................................................... 269

FIGURA A.76 - MODELO 07 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVL1 ............................... 269

FIGURA A.77 – MODELO 07 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVL1 ................ 269

FIGURA A.78 - MODELO 07 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVL2 ............................... 270

FIGURA A.79 - MODELO 07 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVL2 ................. 270

FIGURA A.80 - MODELO 07 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVT1 .............................. 270

FIGURA A.81 - MODELO 07 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVT1 ................. 270

FIGURA A.82 - MODELO 07 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVT2 .............................. 270

FIGURA A.83 - MODELO 07 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVT2 ................. 270

FIGURA A.84 - MODELO 08 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO HORIZONTAL

H=1.20M ..................................................................................................................................... 271

FIGURA A.85 - MODELO 08 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PLANO

HORIZONTAL H=1.20M ............................................................................................................... 271

FIGURA A.86 - MODELO 08 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PLANO HORIZONTAL

H=2.00M ..................................................................................................................................... 271

FIGURA A.87 - MODELO 08 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PLANO

HORIZONTAL H=2.00M ............................................................................................................... 271

FIGURA A.88 - MODELO 08 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVL1 ............................... 271

FIGURA A.89 - MODELO 08 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVL1 ................. 271

FIGURA A.90 - MODELO 08 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVL2 ............................... 272

FIGURA A.91 - MODELO 08 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVL2 ................. 272

FIGURA A.92 - MODELO 08 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVT1 .............................. 272

FIGURA A.93 - MODELO 08 - VETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO NO PVT1 ................. 272

FIGURA A.94 - MODELO 08 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVT2 .............................. 272

FIGURA A.95 - MODELO 08 - CONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO PVT2 .............................. 272

GRÁFICO 2.1 - DIMENSIONAMENTO DA VENTILAÇÃO POR EFEITO CHAMINÉ E DIMENSIONAMENTO

DE ENTRADA E SAÍDA DE AR ......................................................................................................... 75

GRÁFICO 2.2 - DIMENSIONAMENTO DAS ABERTURAS PARA VENTILAÇÃO CRUZADA ......................... 86

GRÁFICO 2.3 - EFEITO DA FORMA DA ABERTURA EM FUNÇÃO DA DIREÇÃO DO VENTO E DA

EXISTÊNCIA DE PROTETORES SOLARES VERTICAIS ....................................................................... 87

GRÁFICO 2.4 - EFICIÊNCIA DE COLETA DOS DIFERENTES TIPOS DE COLETORES DE VENTO ................. 93

GRÁFICO 3.1 – VARIAÇÃO DA TEMPERATURA ANUAL E HORÁRIA ..................................................... 117

GRÁFICO 3.2 – PRECIPITAÇÃO MÁXIMA EM 24H ................................................................................ 117

GRÁFICO 3.3 – PRECIPITAÇÃO MENSAL .............................................................................................. 117

GRÁFICO 3.4 – VARIAÇÃO DA UMIDADE RELATIVA ............................................................................ 118

GRÁFICO 3.5 - MÉDIA MENSAL DA TEMPERATURA DO AR DE BULBO SECO. ..................................... 123

GRÁFICO 3.6 – MÉDIA MENSAL DA UMIDADE RELATIVA DO AR ........................................................ 125

GRÁFICO 3.7- DIREÇÃO PREDOMINANTE DOS VENTOS ...................................................................... 126

GRÁFICO 3.8 – VELOCIDADE MÉDIA MENSAL DO VENTO ................................................................... 128

GRÁFICO 3.9 – TEMPERATURA DO AR AO LONGO DO ANO DE REFERÊNCIA (°C) .............................. 129

GRÁFICO 3.10 – MÉDIAS DA TEMPERATURA DO AR (2003 A 2006) ................................................... 130

GRÁFICO 3.11 – TEMPERATURA HORÁRIA ABSOLUTA – MÁXIMAS E MÍNIMAS ................................ 131

GRÁFICO 3.12 – FREQÜÊNCIA DA TEMPERATURA DO AR ENTRE 2003 E 2006 .................................. 131

GRÁFICO 3.13 – UMIDADE RELATIVA DO AR AO LONGO DO ANO DE REFERÊNCIA ........................... 132

GRÁFICO 3.14 – MÉDIA DA UMIDADE RELATIVA DO AR ( 2003 A 2006) ............................................ 133

GRÁFICO 3.15 – MÊS CRÍTICO DE VERÃO – MARÇO DE 2006 ............................................................. 138

GRÁFICO 3.16 – TEMPERATURA DO AR – 12 DE MARÇO DE 2006 ..................................................... 139

GRÁFICO 3.17 – UMIDADE RELATIVA DO AR – 12 DE MARÇO DE 2006 ............................................. 139

GRÁFICO 3.18 – VELOCIDADE DO VENTO – 12 DE MARÇO DE 2006 .................................................. 139

GRÁFICO 3.19 – DIREÇÃO DOS VENTOS – 12 DE MARÇO DE 2006 ..................................................... 140

GRÁFICO A.1 – MÉDIA DIÁRIA DA TEMPERATURA DO AR (ºC) – MÊS DE JANEIRO ............................ 249

GRÁFICO A.2 - MÉDIA DIÁRIA DA TEMPERATURA DO AR (ºC) – MÊS DE FEVEREIRO ........................ 249

GRÁFICO A.3 - MÉDIA DIÁRIA DA TEMPERATURA DO AR (ºC) – MÊS DE MARÇO ............................. 249

GRÁFICO A.4 - MÉDIA DIÁRIA DA TEMPERATURA DO AR (ºC) – MÊS DE ABRIL ................................. 249

GRÁFICO A.5 - MÉDIA DIÁRIA DA TEMPERATURA DO AR (ºC) – MÊS DE MAIO ................................. 249

GRÁFICO A.6 - MÉDIA DIÁRIA DA TEMPERATURA DO AR (ºC) – MÊS DE JUNHO............................... 249

GRÁFICO A.7 - MÉDIA DIÁRIA DA TEMPERATURA DO AR (ºC) – MÊS DE JULHO ............................... 250

GRÁFICO A.8 - MÉDIA DIÁRIA DA TEMPERATURA DO AR (ºC) – MÊS DE AGOSTO ............................ 250

GRÁFICO A.9 - MÉDIA DIÁRIA DA TEMPERATURA DO AR (ºC) – MÊS DE SETEMBRO ........................ 250

GRÁFICO A.10 - MÉDIA DIÁRIA DA TEMPERATURA DO AR (ºC) – MÊS DE OUTUBRO ....................... 250

GRÁFICO A.11 - MÉDIA DIÁRIA DA TEMPERATURA DO AR (ºC) – MÊS DE NOVEMBRO .................... 250

GRÁFICO A.12 - MÉDIA DIÁRIA DA TEMPERATURA DO AR (ºC) – MÊS DE DEZEMBRO ..................... 250

GRÁFICO A.13 – MÉDIA DIÁRIA DA UMIDADE RELATIVA DO AR (%) - JANEIRO ................................. 251

GRÁFICO A.14 - MÉDIA DIÁRIA DA UMIDADE RELATIVA DO AR (%) - FEVEREIRO .............................. 251

GRÁFICO A.15 - MÉDIA DIÁRIA DA UMIDADE RELATIVA DO AR (%) - MARÇO ................................... 251

GRÁFICO A.16 - MÉDIA DIÁRIA DA UMIDADE RELATIVA DO AR (%) - ABRIL ....................................... 251

GRÁFICO A.17 - MÉDIA DIÁRIA DA UMIDADE RELATIVA DO AR (%) - MAIO ....................................... 251

GRÁFICO A.18 - MÉDIA DIÁRIA DA UMIDADE RELATIVA DO AR (%) - JUNHO ..................................... 251

GRÁFICO A.19 - MÉDIA DIÁRIA DA UMIDADE RELATIVA DO AR (%) – JULHO ..................................... 252

GRÁFICO A.20 - MÉDIA DIÁRIA DA UMIDADE RELATIVA DO AR (%) – AGOSTO.................................. 252

GRÁFICO A.21 - MÉDIA DIÁRIA DA UMIDADE RELATIVA DO AR (%) – SETEMBRO ............................. 252

GRÁFICO A.22 - MÉDIA DIÁRIA DA UMIDADE RELATIVA DO AR (%) – OUTUBRO ............................... 252

GRÁFICO A.23 - MÉDIA DIÁRIA DA UMIDADE RELATIVA DO AR (%) - NOVEMBRO ............................ 252

GRÁFICO A.24 - MÉDIA DIÁRIA DA UMIDADE RELATIVA DO AR (%) - DEZEMBRO .............................. 252

GRÁFICO A.25 – DIREÇÃO PREDOMINANTE DOS VENTOS - JANEIRO ................................................. 253

GRÁFICO A.26 - DIREÇÃO PREDOMINANTE DOS VENTOS - FEVEREIRO ............................................. 253

GRÁFICO A.27 - DIREÇÃO PREDOMINANTE DOS VENTOS - MARÇO ................................................... 253

GRÁFICO A.28 - DIREÇÃO PREDOMINANTE DOS VENTOS - ABRIL ...................................................... 253

GRÁFICO A.29 - DIREÇÃO PREDOMINANTE DOS VENTOS - MAIO ...................................................... 253

GRÁFICO A.30 - DIREÇÃO PREDOMINANTE DOS VENTOS - JUNHO .................................................... 253

GRÁFICO A.31 - DIREÇÃO PREDOMINANTE DOS VENTOS – JULHO .................................................... 254

GRÁFICO A.32 - DIREÇÃO PREDOMINANTE DOS VENTOS - AGOSTO ................................................. 254

GRÁFICO A.33 - DIREÇÃO PREDOMINANTE DOS VENTOS – SETEMBRO............................................. 254

GRÁFICO A.34 - DIREÇÃO PREDOMINANTE DOS VENTOS - OUTUBRO ............................................... 254

GRÁFICO A.35 - DIREÇÃO PREDOMINANTE DOS VENTOS - NOVEMBRO............................................ 254

GRÁFICO A.36 - DIREÇÃO PREDOMINANTE DOS VENTOS - DEZEMBRO ............................................. 254

GRÁFICO A.37 – VELOCIDADE MÉDIA DO VENTO (M/S) - JANEIRO .................................................... 255

GRÁFICO A.38 - VELOCIDADE MÉDIA DO VENTO (M/S) - FEVEREIRO ................................................. 255

GRÁFICO A.39 - VELOCIDADE MÉDIA DO VENTO (M/S) - MARÇO ...................................................... 255

GRÁFICO A.40 - VELOCIDADE MÉDIA DO VENTO (M/S) - ABRIL ......................................................... 255

GRÁFICO A.41 - VELOCIDADE MÉDIA DO VENTO (M/S) - MAIO ......................................................... 255

GRÁFICO A.42 - VELOCIDADE MÉDIA DO VENTO (M/S) - JUNHO ....................................................... 255

GRÁFICO A.43 - VELOCIDADE MÉDIA DO VENTO (M/S) – JULHO ....................................................... 256

GRÁFICO A.44 - VELOCIDADE MÉDIA DO VENTO (M/S) – AGOSTO .................................................... 256

GRÁFICO A.45 - VELOCIDADE MÉDIA DO VENTO (M/S) – SETEMBRO ................................................ 256

GRÁFICO A.46 - VELOCIDADE MÉDIA DO VENTO (M/S) – OUTUBRO ................................................. 256

GRÁFICO A.47 - VELOCIDADE MÉDIA DO VENTO (M/S) - NOVEMBRO ............................................... 256

GRÁFICO A.48 - VELOCIDADE MÉDIA DO VENTO (M/S) - DEZEMBRO ................................................ 256

TABELA 2.1 - VEL. MEDIA DO AR NO INTERIOR DE UMA EDIFICAÇÃO COMO PERCENTUAL DA

VELOCIDADE DO AR NO EXTERIOR – ÂNGULO DE INCIDÊNCIA VARIANDO ENTRE 45º E

PERPENDICULAR À ABERTURA ...................................................................................................... 91

TABELA 3.1 – CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO TÉRMICO PARA CONDIÇÕES DE VERÃO

(ABNT, 2004) ............................................................................................................................... 113

TABELA 3.2 – MÉDIAS DA TEMPERATURA DO AR (2003 A 2006) ........................................................ 130

TABELA 3.3 – MÉDIAS DA UMIDADE RELATIVA DO AR (2003 A 2006) ................................................ 133

TABELA 3.4 – DADOS DOS VENTOS NA CIDADE DE ARACAJU (2003 A 2006)...................................... 135

TABELA 3.5 – DADOS CLIMÁTICOS DE ARACAJU DE 2003 A 2006 ....................................................... 136

TABELA 4.1 – MÓDULO DO CFX COM AS RESPECTIVAS ATIVIDADES .................................................. 151

TABELA 4.2 – PARÂMETROS DA SIMULAÇÃO INSERIDOS NO CFX-PRE ............................................... 161

TABELA 6.1 – QUADRO RESUMO DAS SIMULAÇÕES DOS MODELOS 1 A 8 ......................................... 208

1. INTRODUÇÃO 41

1.1 C

OLOCAÇÃO DO PROBLEMA E JUSTIFICATIVA DA PESQUISA

1.2 O

BJETO E OBJETIVOS

1.2.1 O

BJETO

1.2.2 O

BJETIVO GERAL

1.2.3 O

BJETIVOS ESPECÍFICOS

1.3 M

ETODOLOGIA DA PESQUISA

1.4 E

STRUTURA DO TRABALHO

1.5 R

ECURSOS E RESTRIÇÕES

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 57

2.1 V

ENTILAÇÃO

ATURAL

2.1.1 P

RINCÍPIOS DO MOVIMENTO DO AR

2.1.2 F

INALIDADES DA VENTILAÇÃO

2.1.3 H

IGIENE

2.1.4 C

ONFORTO TÉRMICO

2.1.5 V

ENTILAÇÃO E AS VARIÁVEIS AMBIENTAIS DE CONFORTO TÉRMICO

2.1.6 Í

NDICES DE CONFORTO TÉRMICO

2.2 F

UNDAMENTOS DA VENTILAÇÃO NATURAL

2.2.1 V

ENTILAÇÃO POR AÇÃO DOS VENTOS

(

VENTILAÇÃO CRUZADA

) 71

2.2.2 V

ENTILAÇÃO POR EFEITO CHAMINÉ

2.2.3 S

IMULTANEIDADE DOS PROCESSOS

2.3 V

ENTILAÇÃO E ARQUITETURA

2.3.1 L

OCALIZAÇÃO

FORMA E ORIENTAÇÃO DO EDIFÍCIO

2.3.2 V

ENTILAÇÃO NO INTERIOR DAS EDIFICAÇÕES

2.3.3 T

AMANHOS E FORMAS DAS ABERTURAS

2.3.4 L

OCALIZAÇÃO DAS ABERTURAS

2.3.5 T

IPOLOGIA DAS ABERTURAS

2.3.6 E

FEITOS DAS DIVISÕES INTERNAS

100

2.3.7 E

LEMENTOS HORIZONTAIS E VERTICAIS

102

3. O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU - SE 107

3.1 C

ARACTERIZAÇÃO DA ÁREA

107

3.2 D

ADOS

LIMÁTICOS

113

3.2.1 C

LASSIFICAÇÃO

LIMÁTICA

114

3.2.2 C

OLETA DE DADOS CLIMÁTICOS

120

3.2.3 A

NO CLIMÁTICO DE REFERÊNCIA

128

3.2.4 D

IA TÍPICO DE PROJETO

136

4. SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL 141

4.1 M

ÉTODOS PREDITIVOS DE VENTILAÇÃO NATURAL

141

4.1.1 T

ÚNEIS DE VENTO E SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

142

4.1.2 A

PRÁTICA DA SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

143

4.2 A

ESCOLHA DO SOFTWARE DE SIMULAÇÃO

148

4.3 M

ÓDULOS DO

CFX 150

4.4 P

PROCESSOR

–

LABORAÇÃO DA GEOMETRIA E CRIAÇÃO DA MALHA

151

4.4.1 G

EOMETRY

151

4.4.2 D

EFINIÇÃO DO DOMÍNIO E CONCEPÇÃO DO MODELO

154

4.4.3 M

ESHING

156

4.4.4 CFX-

PRE

161

4.5 S

OLVER

–

EFINIÇÃO DAS CONDIÇÕES INICIAIS E DE CONTORNO

165

4.6 P

OST

PROCESSOR

–

ONVERGÊNCIA E ANÁLISE DOS RESULTADOS

166

4.6.1 C

ONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO

LANO

ORIZONTAL

–

NÍVEL PEDESTRE

(

=1,5

) 168

4.6.2 C

ONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO DO

LANO

ORIZONTAL

–

ACIMA DAS EDIFICAÇÕES TÉRREAS

(

=4,5

) 169

4.6.3 C

ONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO

LANO

ORIZONTAL

H37

–

NÍVEL DO MEIO DO APARTAMENTO

º ANDAR

(

=37,5

) 170

4.6.4 C

ONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO

LANO

ERTICAL LONGITUDINAL

–

PVL1

–

NO CENTRO DO

APARTAMENTO

171

4.6.5 C

ONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO

LANO

ERTICAL

ONGITUDINAL

–

PVL2

–

CENTRO DO EDIFÍCIO

172

4.6.6 C

ONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO

LANO

ERTICAL

RANSVERSAL

–

PVT1

–

CENTRO DE EDIFÍCIO

173

4.6.7 C

ONTORNO DA VELOCIDADE DO VENTO NO

LANO

ERTICAL

RANSVERSAL

–

PVT2

–

CENTRO DO

APARTAMENTO

174

4.6.8 V

ETORES DA VELOCIDADE E DIREÇÃO DOS VENTOS

175

4.6.9 C

ONTORNO DA PRESSÃO DO VENTO NA FACHADA

179

5. DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO 183

5.1 D

ELIMITAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO

185

5.2 M

ODELO

01 188

5.3 M

ODELO

02 190

5.4 M

ODELO

03 192

5.5 M

ODELO

04 194

5.6 M

ODELO

05 196

5.7 M

ODELO

06 198

5.8 M

ODELO

07 200

5.9 M

ODELO

08 202

6. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES 205

6.1 E

NTORNO DO APARTAMENTO

ODELO EXPERIMENTAL X

ODELO BASE

209

6.2 M

ODELO

01 211

6.3 M

ODELO

02 213

6.4 M

ODELO

03 216

6.5 M

ODELO

04 218

6.6 M

ODELO

05 220

6.7 M

ODELO

06 222

6.8 M

ODELO

07 225

6.9 M

ODELO

08 229

7. CONCLUSÃO 233

REFERÊNCIAS 243

ANEXOS 249

. ANEXO

–

RÁFICOS DA MÉDIA DA TEMPERATURA DO AR MÊS A MÊS ENTRE

2003

2006

COM BASE NO

TRATAMENTO DOS DADOS FORNECIDOS PELO

INMET. 249

. ANEXO

–

RÁFICOS DA MÉDIA DA UMIDADE RELATIVA DO AR MÊS A MÊS ENTRE

2003

2006

COM BASE NO

TRATAMENTO DOS DADOS FORNECIDOS PELO

INMET. 251

. ANEXO

–

RÁFICOS DA DIREÇÃO PREDOMINANTE DOS VENTOS MÊS A MÊS ENTRE

2003

2006

COM BASE

NO TRATAMENTO DOS DADOS FORNECIDOS PELO

INMET. 253

. ANEXO

–

RÁFICOS DA VELOCIDADE MÉDIA DOS VENTOS MÊS A MÊS ENTRE

2003

2006

COM BASE NO

TRATAMENTO DOS DADOS FORNECIDOS PELO

INMET. 255

. ANEXO

–

MAGENS COMPLEMENTARES DA SIMULAÇÃO DO MODELO

01 257

. ANEXO

MAGENS COMPLEMENTARES DA SIMULAÇÃO DO MODELO

02 259

. ANEXO

–

MAGENS COMPLEMENTARES DA SIMULAÇÃO DO MODELO

03 261

. ANEXO

MAGENS COMPLEMENTARES DA SIMULAÇÃO DO MODELO

04 263

. ANEXO

MAGENS COMPLEMENTARES DA SIMULAÇÃO DO MODELO

05 265

. ANEXO

MAGENS COMPLEMENTARES DA SIMULAÇÃO DO MODELO

06 267

. ANEXO

MAGENS COMPLEMENTARES DA SIMULAÇÃO DO MODELO

07 269

. ANEXO

MAGENS COMPLEMENTARES DA SIMULAÇÃO DO MODELO

08 271

...

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

1.1 C

OLOCAÇÃO DO PROBLEMA E JUSTIFICATIVA DA PESQUISA

O homem sempre buscou, desde os primórdios da história da

civilização humana, um abrigo para se proteger das intempéries,

utilizando os meios que encontrava em sua região. Buscava em suas

construções reduzir o calor, o frio, a umidade, etc., aproveitando as

características desejáveis do clima local enquanto se evitava as

indesejáveis. A esse tipo de arquitetura dá-se o nome de Arquitetura

Vernacular, que nada mais é do que o resultado de uma vivência do

homem com o ambiente que o cerca, por meio de muita observação e

tentativas através dos tempos. É a manifestação de um saber adquirido

graças a uma experiência secular, transmitida e aperfeiçoada de geração

a geração. É conveniente refletir e aprender com ela, assim como

perpetuá-la, mas também é necessário enriquecê-la e melhorá-la.

A grande expansão de técnicas construtivas após a II Guerra

Mundial proporcionou uma mudança radical na arquitetura mundial até o

ponto onde os estilos começaram a ser “importados” de outras regiões

com características climáticas distintas simplesmente por representar

status, ostentar progresso ou simbolizar o poder. Criou-se assim uma

arquitetura globalizada permitindo, por exemplo, que edificações com

fachadas totalmente envidraçadas fossem construídas em locais de clima

tropical, criando verdadeiras estufas urbanas. Ou seja, o homem por um

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

tempo se entusiasmou com as descobertas tecnológicas e a possibilidade

de executar praticamente qualquer criação e se esqueceu dos recursos

que a natureza coloca a disposição para o conforto ambiental.

Assim, a forma encontrada pelos profissionais da área de projeto

para solucionar os problemas de conforto ambiental causados pelo

emprego de uma arquitetura não adequada ao clima local, foi criar

sistemas de iluminação e de climatização artificiais cada vez mais

potentes e isso, consequentemente, gerou um aumento cada vez maior do

consumo de energia para suprir essa necessidade, numa época em que

não existia uma consciência sobre os impactos no meio ambiente causado

pelo consumo exagerado de energia.

Na década de 70, com o surgimento da primeira crise mundial de

energia, ressurgiu uma arquitetura integrada ao clima local, objetivando a

melhoria da qualidade de vida das pessoas no ambiente construído e seu

entorno e ao mesmo tempo fornecendo conforto ambiental com menor

consumo de energia e menor impacto ambiental. Em outras palavras,

voltou-se a perceber que conceitos simples como: proteção contra

insolação no verão, amortecimento das variações da temperatura através

do emprego de materiais de grande inércia térmica, aproveitamento da

ventilação natural, aproveitamento da insolação no inverno, entre muitos

outros recursos, além de tornar a arquitetura regional mais criativa e

personalizada, estaria contribuindo para a preservação da natureza

através da redução no consumo de energia.

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

No Brasil a questão energética começou a repercutir com mais força

a partir da crise no abastecimento de energia elétrica ocorrida em 2001,

causando o conhecido “apagão” seguido de um racionamento e mostrando

quais as prováveis consequências do consumo desenfreado de energia

elétrica no mundo. A partir de então o tema eficiência energética tornou-

se assunto conhecido em todos os segmentos da população.

Com a necessidade imediata de se economizar energia, surge

também uma renovação na consciência da população e também dos

profissionais que podem e querem contribuir para a mudança do quadro

mundial, ou pelo menos na estagnação do processo crescente de

degradação do meio ambiente.

Na área do conforto ambiental, principalmente no que se refere à

térmica e iluminação, surgem cada vez mais ferramentas que auxiliam o

arquiteto a criar espaços com o uso de tecnologias passivas na busca do

conforto do usuário e o primeiro passo é o estudo do clima local, assim

como acontecia nos primórdios dos tempos. É evidente que nos tempos

atuais não se pretende adotar exclusivamente técnicas passivas para

solucionar problemas ambientais em locais com climas extremos, porém

ao balancear todos os aspectos naturais e tecnológicos, será possível

obter ambientes confortáveis e energeticamente eficientes.

O estudo da ventilação natural, como forma de amenização

climática, tem sido tema de diversos trabalhos científicos apresentados

em congressos e encontros da área de conforto ambiental tanto no país

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

como no exterior. A ventilação natural tem como principal vantagem o

baixo custo necessário a sua efetivação. No entanto, conhecimentos

bastante sofisticados podem ser necessários para uma eficaz implantação

dessa estratégia, pelo fato do fluxo de ar ser de difícil previsão e por

envolver certa complexidade de análise e cálculo. De um modo geral é

possível racionalizar o uso de energia elétrica em um edifício por meio da

ventilação natural. Em países em desenvolvimento como o Brasil, o uso

passivo da energia na edificação tem papel fundamental e é meta da

arquitetura bioclimática que tem como objetivo:

“[...] prover um ambiente construído com conforto físico, sadio e

agradável, adaptado ao clima local, que minimize o consumo de

energia convencional e precise da instalação da menor potência

elétrica possível, o que também leva a mínima produção de

poluição” (CORBELLA & YANNAS, 2003).

O objeto desta pesquisa é a ventilação natural nas edificações na

cidade de Aracaju. E desde o início desta pesquisa procura-se destacar a

forte necessidade de se analisar cuidadosamente as características

climáticas apresentadas na região objeto de estudo por ser, como citado

em várias referências bibliográficas, altamente importante para se adotar

partidos arquitetônicos adequados ao local.

[...] além dos elementos referentes aos processos de ventilação, é

indispensável que o projetista disponha de dados meteorológicos

relativos ao local onde vai ser construído o edifício, pois analisando

cuidadosamente os dados climáticos, concluirá se e quando a

ventilação deverá ser utilizada para melhoria do conforto térmico

no interior do prédio. (TOLEDO, E. 1999).

Publicação brasileira do Relatório “Ventilação Natural das Habitações” publicado

pelo Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), Lisboa-Portugal, em 1967.

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

Para a análise dos dados climáticos da cidade de Aracaju, foi

realizada uma pesquisa extensa em busca de arquivos climáticos

disponíveis para uma caracterização climática atual. Os dados da

temperatura do ar, umidade relativa do ar, velocidade e direção dos

ventos foram minuciosamente analisados. A disponibilidade e o

tratamento dos dados climáticos da região são importantes para o

conhecimento das condições climáticas da cidade e, por meio de sua

correta interpretação é mais fácil a adoção de partidos arquitetônicos

adequados ao clima. Além disso, esses dados podem ser utilizados em

uma série de simulações computacionais de desempenho térmico da

edificação e de mecânica dos fluidos para análise da ventilação natural.

Porém é sempre importante lembrar que não é apenas um arquivo

climático que garante resultados confiantes em uma simulação

computacional, mas a maneira a qual ele é utilizado e como os resultados

são interpretados.

Segundo o software Climaticus 4.2

, o método de Givoni indica que

em 74% das horas do ano a ventilação é a principal estratégia de projeto

para obter o conforto térmico dos usuários na cidade de Aracaju – SE,

cidade localizada no litoral nordestino do Brasil, que se destaca por

apresentar uma temperatura na sombra que poucas vezes ultrapassa os

30ºC, mas com umidade relativa com média em torno de 75%, o que

provoca um desconforto acentuado que pode ser amenizado por meio da

Software elaborado pelo Laboratório de Conforto Ambiental e Eficiência

Energética sob supervisão da Profa. Dra. Márcia P. Alucci da FAUUSP

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

constante presença da ventilação natural. Além disso, o clima dessa

região caracteriza-se também por uma radiação solar intensa e uma

amplitude térmica pequena, tanto diária quanto sazonal, e suas

características são semelhantes à maioria das cidades litorâneas do

nordeste brasileiro, onde os ventos sopram constantemente.

“Por causa do alto nível de umidade nas regiões tropicais, é

difícil o corpo humano perder calor por transpiração. O movimento

do ar, seja ele fresco ou não, produzirá conforto por incrementar a

perda de calor pelo corpo. O resultado desse efeito da ventilação

acarretará uma redução aparente de até aproximadamente 4ºc,

embora normalmente varie 2ºC a 3ºC. Essa redução torna-se

significativa ao se examinar a pequena diferença entre a variação

das temperaturas diurnas nas regiões tropicais a qual não é muito

maior que esse efeito produzido pela ventilação.” (HERTZ, 1998)

A ventilação natural no interior de um edifício ainda é um campo

relativamente pouco explorado no meio acadêmico se comparado à

importância deste tema para o conforto térmico nas habitações localizadas

em climas quentes e úmidos, principalmente, e também para a questão da

eficiência energética na arquitetura.

Esse fato se deve a dificuldade de se prever o comportamento dos

ventos no meio urbano e no interior das edificações, uma vez que fatores

naturais, urbanos e arquitetônicos interferem ao mesmo tempo nesta

resposta.

Estudos sobre a ventilação natural nos edifício podem ser feitos com

base na bibliografia existente, com ensaios em túneis de vento e com o

auxílio de softwares de simulação computacional de dinâmica dos fluidos.

O uso de referências teóricas é de suma importância uma vez que é

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

necessário entender a dinâmica do vento e seus assuntos correlatos, para

que se tenha embasamento suficiente para escolher a ferramenta

adequada e para saber interpretar as respostas obtidas.

A simulação computacional é uma ferramenta bastante eficiente

para a análise da interação entre ventos locais, elementos naturais e os

elementos construídos no entorno do sítio onde se pretende intervir na

fase dos estudos preliminares de um projeto. Porém é necessário um

conhecimento especializado para que essas simulações sejam feitas e,

mais do que isso, sejam interpretadas corretamente.

No estudo da ventilação natural, os softwares são de grande

complexidade e em geral utilizados por grupos de pesquisadores ou

profissionais especializados nas áreas de conforto ambiental que buscam

nas simulações a visualização das respostas aos problemas impostos.

Felizmente, vários programas vem sendo desenvolvidos em várias partes

do mundo e se tornam cada vez mais ferramentas bastante úteis na área

da arquitetura e urbanismo.

O software escolhido para a realização da pesquisa experimental

desta dissertação foi o CFX 5.7, um software de dinâmica dos fluídos

adequado ao estudo da ventilação natural ou mecânica, tanto no edifício

quanto no meio urbano. Segundo Prata (2005), “[...] os modelos CFD são

muito poderosos e requerem cálculos intensos, mas fornecem resultados

detalhados que podem mostrar claramente os defeitos em projetos

sugeridos”.

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

A escolha deste programa de simulação computacional se baseou

nos seguintes princípios:

• Disponibilidade de licença educacional para o LABAUT – Laboratório de

Conforto Ambiental e Eficiência Energética – da Faculdade de

Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo;

• A experiência no uso deste aplicativo em dissertações de mestrado e

teses de doutorados anteriores, permitindo que os alunos mais

experientes pudessem compartilhar o conhecimento acumulado para a

realização desta pesquisa;

• Estuda a mecânica dos fluidos em ambientes ou superfícies e possibilita

a interação entre fluxos internos e externos;

• Apresenta os resultados das simulações em imagens 3D, facilitando a

análise e visualização destes resultados;

• Permite a simulação de modelos em qualquer escala e em qualquer

condição de contorno.

O universo de análise deste mestrado é a cidade de Aracaju e

buscou-se escolher um tipo de edificação que representasse um dos

modelos padrão de construção que vem sendo explorado nesta cidade nos

últimos anos com a finalidade de aproximar os resultados alcançados nas

simulações da realidade atual. Além disso, a escolha da edificação foi

principalmente baseada nas características dos ventos locais e do entorno

da edificação, pois como a proposta desta pesquisa é realizar um estudo

da ventilação natural no interior da habitação, foi importante escolher

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

uma edificação que estivesse inserida numa área ainda pouco

verticalizada da cidade e com boa permeabilidade para os ventos locais

para que as simulações apresentassem respostas claras e com mais

objetividade. Desta forma o modelo utilizado em todas as simulações foi o

apto 1102 do edifício Montparnasse, localizado na Rua Duque de Caxias,

nº 167, Bairro São José. E o entorno considerado foi definido para analisar

a influência que as edificações vizinhas exercem no edifício escolhido, de

forma que a quadra onde o edifício Montparnasse está situado ficou bem

no centro do modelo.

Assim, através dos problemas expostos e das ferramentas e objetos

utilizados nesta pesquisa, pode-se perceber o grande potencial ainda a ser

explorado na elaboração do projeto da edificação, buscando mecanismos

de condicionamento natural, por meio de uma série de critérios que

definem o conforto térmico do usuário. Desse modo, enfatiza-se

novamente, que antes de propor uma solução arquitetônica, o arquiteto

precisa estudar o clima local a fim de verificar a melhor estratégia a ser

empregada na busca do conforto térmico natural, ou seja, quais os

recursos de projeto podem ser utilizados para se obter o melhor

aproveitamento da ventilação natural, produzindo assim, um ambiente

compatível com as exigências humanas e econômicas dos usuários e do

país.

1.2 O

BJETO E OBJETIVOS

1.2.1 Objeto

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

O objeto de estudo desta pesquisa é a ventilação natural nas

habitações da cidade de Aracaju – SE.

1.2.2 Objetivo geral

O objetivo geral é realizar um estudo do aproveitamento do vento

para promover a ventilação natural em edificações residenciais na cidade

de Aracaju a fim de proporcionar melhores condições térmicas ambientais

dos usuários sem a necessidade do condicionamento artificial do ar.

1.2.3 Objetivos específicos

São os objetivos específicos desta pesquisa:

• Identificar referências sobre ventilação natural no edifício e sua relação

com o conforto térmico em climas quentes e úmidos.

• Identificar o perfil climático da cidade de Aracaju - SE.

• Caracterizar o clima da região quanto aos aspectos dos ventos

predominantes.

• Escolher uma habitação padrão local para verificação do efeito da

ventilação natural nos ambientes internos.

• Definir a ferramenta mais apropriada para as simulações

computacionais.

• Verificar, por meio da simulação computacional a influência da

ventilação natural na edificação.

• Elaborar algumas propostas para intervenção no projeto e estudar as

conseqüências dessas alterações.

• Analisar qualitativamente e comparar os resultados obtidos.

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

1.3 M

ETODOLOGIA DA PESQUISA

A metodologia empregada nesta pesquisa foi dividida nas seguintes

etapas metodológicas:

A pesquisa referencial consistiu no levantamento dos dados

secundários por meio de pesquisa bibliográfica sobre ventilação natural

nas edificações e assuntos correlatos e também consultas à especialistas

na área para reunir informações que contribuíssem para o embasamento

teórico e contextual, além de levantamento de mapas, plantas,

documentos e legislação urbanística do município de Aracaju-SE.

A pesquisa de campo consistiu no levantamento de dados

primários com a caracterização climática da cidade de Aracaju – SE,

principalmente no que se refere à velocidade e direção dos ventos

predominantes e também de levantamento fotográfico.

A pesquisa experimental foi a etapa da série de simulações

realizada no programa ANSYS CFX – Computacional Fluid Dynamics

Software, desde a simulação do modelo escolhido com suas características

arquitetônicas preservadas até a simulação de cada um do modelos

referentes as alterações propostas para o estudo da ventilação natural no

edifício.

A análise dos dados simulados consistiu na observação e

comparação dos resultados fornecidos pelo programa CFX com o efeito do

vento no entorno e no interior da edificação em sua configuração atual e

com as alterações arquitetônicas propostas.

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

Por fim, as conclusões finais encerraram o processo metodológico

desta pesquisa, apresentando todas as conclusões obtidas juntamente

com a contribuição que esses resultados proporcionam para o estudo da

ventilação natural no edifício e do conforto térmico dos usuários em locais

de climas semelhantes ao da área de estudo.

1.4 E

STRUTURA DO TRABALHO

Este trabalho está estruturado da seguinte forma:

• Capítulo 1 – Introdução: Neste capítulo é feita a colocação do

problema destacando a importância do aproveitamento da ventilação

natural no interior das edificações para promover o conforto térmico

em locais de clima quente e úmido. A pesquisa se justifica

considerando que por meio da escolha de um partido arquitetônico

adequado às características climáticas locais e do estudo prévio dos

ventos locais é possível criar ambientes internos bem ventilados. Além

disso, são relacionados o objeto de estudo e os objetivos geral e

específicos da pesquisa, esclarecendo os limites deste estudo e recorte

feito sobre o tema da ventilação natural. E por fim, a metodologia do

trabalho é apresentada, juntamente com os recursos e restrições da

pesquisa como um todo.

• Capítulo 2 – Fundamentação teórica: A fundamentação teórica

busca, através de uma revisão bibliográfica, expor os fundamentos,

princípios e finalidades da ventilação natural, além de mostrar a

interferência direta da arquitetura no comportamento da ventilação

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

natural nos espaços internos das edificações. Mostra também o papel

fundamental do arquiteto na busca de espaços bem ventilados e a

importância de se conhecer e utilizar os princípios dos ventos, os dados

climáticos e os métodos de simulação na fase de concepção de projeto.

• Capítulo 3 – O clima da cidade de Aracaju-SE: Neste capítulo se

refere à cidade de Aracaju, buscando, inicialmente, situar o leitor no

ambiente estudado através da apresentação geral de seus aspectos

físico-espaciais. Em seguida, finalizando o capítulo, são abordados

todos os dados climáticos que foram coletados e tratados com a

finalidade de caracterizar o clima local com registros atuais.

• Capítulo 4 – Simulação Computacional: Neste capítulo é descrito

todo o processo de simulação com CFD realizado na pesquisa. São

explicadas todas as etapas, desde a elaboração do modelo e seus

possíveis ajustes e a definição dos parâmetros, bem como as etapas

PRE, SOLVER e POST do software CFX. Em seguida todos os resultados

obtidos na simulação de um modelo experimental são apresentados,

comparados e analisados.

• Capítulo 5 – Definição dos modelos para simulação: Com o

objetivo de apresentar todos os modelos criados para o processo de

simulação desta dissertação, o capítulo relaciona todas as

características físicas destes modelos e explica as razões e os critérios

adotados em cada proposta de alteração.

• Capítulo 6 – Discussão dos Resultados das Simulações: Neste

capítulo, apresentam-se e discutem-se os resultados encontrados em

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

todas as simulações, buscando a possibilidade de definir certos

parâmetros de projeto que possam ser aplicados por arquitetos na fase

de concepção de anteprojeto quando a finalidade for o aproveitamento

da ventilação natural em climas quentes e úmidos.

• Capítulo 07 – Conclusões: Nas conclusões finais, é retomada a

importância da realização de todas as etapas desta pesquisa,

destacando a contribuição dos resultados encontrados para estudos

futuros e para a prática da arquitetura consciente e adequada a região.

1.5 R

ECURSOS E RESTRIÇÕES

A pesquisa foi apoiada pelo CNPq - Conselho Nacional de

Desenvolvimento Científico e Tecnológico – por meio de uma bolsa de

estudo para auxiliar as principais despesas vinculadas à pesquisa no

período de 01/08/2006 a 30/09/2008.

As principais referências bibliográficas – dissertações, teses, artigos

e livros - foram consultados nas bibliotecas da Faculdade de Arquitetura e

Urbanismo, em biblioteca da autora, da orientadora e dos pesquisadores

do LABAUT, em coletâneas de eventos científicos e em sistemas de busca

informatizadas de outras universidades. Além disso, com o auxílio de sites

científicos, foi possível ter acesso a inúmeros textos, artigos, teses,

dissertações e documentos que ajudaram nesta pesquisa.

Para ter acesso aos principais dados secundários como: mapas, base

de dados climáticos, e demais documentos necessários, foi importante

consultar o Instituto de Pesquisa Espacial – INPE, o Aeroporto

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

Internacional Santa Maria, da cidade de Aracaju, as bibliotecas das

universidades locais, órgãos municipais, além de sites que dispunham de

informações complementares para o desenvolvimento da pesquisa.

Ao escolher o objeto-concreto, foi considerada também a facilidade

ao acesso para que fosse possível fotografar, analisar, e se houvesse

necessidade, entrevistar os usuários.

O Labaut da FAU-USP dispõe de recursos computacionais para a

realização de simulações, inclusive com licença educacional para o uso de

softwares utilizados para estudos na área da ventilação natural e conforto

térmico, como por exemplo, o CFX e o TAS (além do Energy Plus que não

precisa de licença), devidamente explorados pelos pesquisadores locais.

No caso desta pesquisa foi utilizado o ANSYS CFX – Computacional Fluid

Dynamics Software e foi possível contar com a orientação de

pesquisadores familiarizados há mais tempo com esta ferramenta.

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1 V

ENTILAÇÃO

ATURAL

2.1.1 Princípios do movimento do ar

A ventilação é a principal estratégia de projetos para se obter o

conforto térmico dos usuários em construções situadas em locais de clima

quente e úmido, visto que uma boa ventilação natural remove o excesso

de calor nas ruas e promove a ventilação cruzada no interior das

edificações, além do que, a ventilação também é de grande importância

para a higiene geral, promovendo a renovação do ar e a dissipação de

fumaças, odores, poluentes e etc.

Apesar de ser uma ferramenta da extrema importância para a

produção de uma arquitetura adaptada ao clima e às necessidades

humanas, ainda é muito comum que os profissionais estimem o

comportamento do vento sem o real conhecimento sobre o assunto, ou

mesmo ignorem essa ferramenta, produzindo ambientes desconfortáveis

que necessitam de soluções ativas para resfriamento e consequentemente

o consumo desnecessário de energia elétrica para resolver os problemas

de temperaturas elevadas no interior das edificações.

Em geral os dados de ventos a que se tem acesso são fornecidos em

aeroportos e obtidos em torres a uma altura em torno de 10m em campo

aberto, ou seja, sem nenhum tipo de obstrução. No entanto, sabemos que

esses dados não correspondem à realidade em qualquer outro ponto de

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

uma determinada cidade, onde o relevo, as construções e até mesmo a

vegetação interferem na velocidade e direção dos ventos medidos. Na

maioria dos casos a velocidade dos ventos na cidade é inferior àquelas

onde são geralmente mensuradas.

O arquiteto que pretende iniciar corretamente um projeto de

qualquer edificação deve ter em mãos dados climáticos da região, o que

inclui, por exemplo, dados sobre os ventos locais, sobretudo se a

utilização de técnicas construtivas e a adoção de um partido arquitetônico

que aproveitem a ventilação natural forem importantes para atingir o

conforto térmico dos usuários.

Os túneis aerodinâmicos são uma ferramenta eficiente para que o

projetista se familiarize com a interação existente entre os ventos locais,

os elementos naturais e os elementos construídos no entorno do sítio

onde se pretende intervir. Contudo, raramente esse recurso pode ser

empregado nos estudos preliminares de um projeto impedindo que grande

parte dos profissionais tenha conhecimento do real comportamento deste

recurso natural.

A simulação computacional é outra ferramenta que vem sendo

utilizada cada vez mais com o mesmo objetivo. Porém é necessário um

conhecimento especializado para que as simulações sejam feitas e, mais

do que isso, sejam interpretadas corretamente. Além, evidentemente, do

alto custo dos softwares.

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Assim sendo, Brown e Dekay (2004, p.40) indicam a aplicação de

três “princípios do movimento do ar para adaptar os dados de ventilação

coletados em aeroportos ao nível aproximado de ventilação em

determinado sítio” e destaca que o fluxo de ar tem comportamento

semelhante a um fluido, como a água, e que é possível visualizar o fluxo

do vento usando os seguintes princípios:

a) A velocidade do vento diminui à medida que se aproxima da

superfície da terra em função do atrito causado pela irregularidade do

terreno;

b) O ar continua movendo-se na mesma direção quando encontra

um obstáculo, da mesma forma que a água flui ao redor de uma rocha;

c) O ar flui de áreas de alta pressão para áreas de baixa pressão.

O diagrama de Influência do terreno sobre a ventilação (figura 2.1),

resultado de testes em túneis aerodinâmicos, (MCCLENON & ROBINETTE,

1975, apud BROWN; DEKAY, 2004, p.40)

mostra os padrões de fluxo de

ventos para uma variedade de relevos topográficos.

MCCLENNON, Charles; ROBINETTE, Gary O. Site Planning for solar energy utilization. McLean, VA:

American Society of Landscape Architects Foundation. 1975.

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Figura 2.1 - Influência do terreno sobre a ventilação

(McCLENON & ROBINETTE, 1975 adaptado por BROWN E DEKAY, 2004, p.41)

A velocidade do vento pode ser corrigida em função do gradiente do

vento para diferentes tipos de rugosidade de terreno.

“O incremento da velocidade ao longo de um eixo vertical

varia de zero, na superfície terrestre, até uma velocidade igual à

do fluxo livre de obstruções, gerando o que chamamos de

gradiente da velocidade do vento.” (BITTENCOURT e CÂNDIDO,

2005, p. 34).

Assim, entende-se que a velocidade do vento que incide nas

aberturas e nos espaços construídos dependerá diretamente da

configuração do entorno.

A figura 2.2 mostra um gráfico de gradiente de vento que determina

um fator (expoente) para diferentes tipos de áreas que servirá no cálculo

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

de correção da velocidade do vento em função do tipo de rugosidade de

cada terreno a ser estudado. Quanto maior a rugosidade, maior será este

fator de correção e menor será a velocidade do vento no meio urbano.

Figura 2.2 – Gradiente do Vento para diferentes áreas

(JACKMAN, 1980 adaptado por BITTENCOURT E CÂNDICO, 2005, P.34)

2.1.2 Finalidades da ventilação

A ventilação natural a princípio apresenta dois objetivos claros:

atender as questões de conforto térmico removendo a carga térmica do

ambiente e ajudando na dissipação do calor do corpo humano, por

convecção e por evaporação, principalmente em climas quentes e úmidos;

e prover a higiene dos ambientes ao renovar o ar viciado e poluído e ao

evitar o incremento da umidade do ar nos espaços. Ou seja, a ventilação

natural é importante também em locais de clima frio, pois para que se

tenha ambientes saudáveis, um mínimo de taxa de ventilação é

necessário para contínua renovação do ar viciado por igual volume de ar

fresco proveniente do exterior, partindo-se do princípio de que o ar

externo é suficientemente puro. Além disso, com a ventilação natural é

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

possível diminuir os gastos de energia com sistemas de aclimatação

artificial.

2.1.3 Higiene

Sendo a higiene o objetivo da ventilação natural, deve-se levar em

consideração o tipo de ambiente e seu volume, a intensidade de produção

de odores e poluentes, a população prevista para a edificação, os hábitos

locais e o clima. Em locais de clima frio, é importante adotar uma

estratégia que proporcione apenas o mínimo de renovação do ar

necessário para higiene local, pois o vento externo pode causar

desconforto térmico aos usuários.

2.1.4 Conforto térmico

A ASHARAE (1993) define conforto térmico como um estado de

espírito que reflete a satisfação com o ambiente térmico que envolve a

pessoa. Em outras palavras, Lamberts et al (2004, p. 41) afirma que “se o

balanço de todas as trocas de calor a que está submetido o corpo for nulo

e a temperatura da pele e suor estiverem dentro de certos limites, pode-

se dizer que o homem sente conforto térmico”.

Se a temperatura do ar for maior que a temperatura da pele, a

evaporação do suor produzido pelo homem é a única forma de manter o

conforto térmico, uma vez que a forma que o homem tem de se defender

do ganho de calor é enviando água para a superfície da pele e com a

presença de movimento do ar, esse suor é evaporado, retirando o calor da

pele e baixando sua temperatura e então dando sensação de conforto. De

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

acordo com Corbella & Yannas (2003, p.193), “se o ar não estiver em

movimento, a água não evapora, a pele fica molhada, pingando suor, e a

pessoa não conseguirá a sensação de conforto”, daí a importância da

ventilação para o conforto térmico do homem e é por isso que o ventilador

sempre produz uma sensação de alívio mesmo quando o ar apresenta-se

numa condição desagradável.

2.1.5 Ventilação e as variáveis ambientais de conforto

térmico

“É sabido que a sensação de conforto ou desconforto

térmico experimentado pelo homem no interior de um recinto

depende, de um lado, da atividade que está desenvolvendo e do

tipo de roupa que está usando e, de outro lado, da temperatura,

umidade e velocidade do ar em contato com o corpo e das

temperaturas e emissividades das superfícies das paredes, piso,

teto e objetos existentes no interior do recinto.” (TOLEDO, E.

1999, p. 41).

As variáveis do ambiente que influenciam no conforto térmico do

homem são: temperatura, umidade relativa, velocidade e direção do ar,

radiação solar incidente e as características físicas da envoltória do

ambiente, como temperaturas e emissividade das paredes, piso, teto e

objetos existentes no local.

Sabe-se que a temperatura, a umidade e a velocidade do ar são

características climáticas da região e que penetram no ambiente, onde só

podem sofrer algum tipo de modificação por meio de utilização de força

mecânica, como os equipamentos de ar condicionado ou de umidificadores

de ar, dependendo do clima em questão.

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Muitas vezes é possível obter temperaturas mais baixas ou mais

altas no interior das edificações com estratégias passivas de projeto como

a adequada orientação da edificação, sombreamento das fachadas, uso de

materiais adequados ao clima nas envoltórias e coberturas além de um

estudo dos ventos locais, aproveitando ou barrando os mesmos em função

do objetivo final. Ou seja, utilizar as características climáticas locais em

conjunto com materiais e técnicas construtivas apropriadas pode, em

muitos casos, proporcionar conforto térmico dos usuários sem maiores

gastos de energia elétrica. De acordo com Frota e Schiffer (2003, p.18),

“[…] o conhecimento das exigências humanas de conforto

térmico e do clima, associado ao das características térmicas dos

materiais e das premissas genéricas para o partido arquitetônico

adequado a climas particulares, proporciona condições de projetar

edifícios e espaços urbanos cuja resposta térmica atenda às

exigências de conforto térmico.”

Uma variável de ambiente importante para o conforto térmico é a

velocidade de circulação do ar no interior da edificação, independente das

características climáticas locais. Essa movimentação do ar pode ser

fornecida por processos mecânicos ou naturais, ou até mesmo com a

conjugação dos dois. É importante ressaltar que a velocidade do ar e a

temperatura das superfícies internas, principalmente em épocas e/ou

locais de calor, são variáveis de ambiente com as quais o arquiteto pode

“brincar” dentro de certos limites, sem precisar utilizar equipamentos

mecânicos para promover o conforto térmico. Ou seja, o grande segredo é

trabalhar em conjunto com a natureza em busca do melhor resultado

dentro de uma edificação.

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Além das variáveis de ambiente já citadas, devem ser consideradas

também variáveis como a atividade desenvolvida pelos indivíduos e sua

vestimenta assim como sexo, idade, biótipo, hábitos alimentares, entre

outros.

“O tipo de vestimenta é um dado importante no fenômeno

da dissipação do calor, em regiões quentes. A transferência, para

regiões tropicais, de hábitos de vestir que se desenvolveram em

países de clima temperado ou frio, é prejudicial ao conforto e à

eficiência dos indivíduos.” (TOLEDO, E. 1999, p.63)

2.1.6 Índices de conforto térmico

Todas as variáveis, citadas anteriormente, em conjunto geraram os

índices de conforto térmico que, segundo Frota e Schiffer (2003, p. 25),

sob a forma de cartas ou nomogramas relacionam todas as variáveis

ambientais e reúnem as diversas condições ambientais que proporcionam

respostas iguais por parte dos indivíduos.

Os índices de conforto térmico englobam diferentes aspectos e são

classificados como biofísicos, fisiológicos ou subjetivos. A escolha do tipo

de índice deve estar relacionada com o tipo de atividade desenvolvida pelo

indivíduo, com as condições ambientais e com as relações entre as

variáveis consideradas na obtenção do índice, entre outros aspectos do

conforto.

Dentre dezenas de índices existentes, Frota e Schiffer (2003)

apresentam apenas três por serem os mais apropriados ao clima brasileiro

e às condições ambientais no interior dos edifícios:

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

● Carta Bioclimática, de Olgay (figura 2.3), que utiliza como

variáveis a temperatura de bulbo seco e a umidade relativa do ar aplicada

para condições externas. Em 1969 Givoni corrigiu essa carta baseando-se

em temperaturas internas do edifício e propondo estratégias de projeto

para adequação da arquitetura ao clima local.

Figura 2.3 – Carta bioclimática de Olgyay

(Lamberts et al, 2004, p.104)

● Temperatura Efetiva, de Yaglou e Houghthen; ou Temperatura

Efetiva Corrigida, de Vernon e Warner, que são apresentadas sob a

forma de nomogramas e podem ser utilizadas quando se tem os dados da

temperatura de bulbo seco ou do termômetro de globo, umidade e

velocidade do ar. Esses dados normalmente utilizados em conjunto com a

Carta Psicrométrica que fará a correspondência entre a temperatura de

bulbo seco e a de bulbo úmido a partir da umidade relativa do ar;

● Índice de Conforto Equatorial ou Índice de Cingapura, de

Webb, desenvolvido para indivíduos de climas tropicais (quente e úmido)

“com base em dados obtidos a partir da psicologia experimental e análise

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

de testes aplicados a indivíduos completamente aclimatados na região”.

(FROTA e SCHIFFER, 2003, p. 28).

É importante ressaltar que utilizar índices que foram elaborados

para regiões de climas diferentes e/ou grupos populacionais ambientados

a regiões climáticas diferentes, pode resultar em um diagnóstico

equivocado, visto que a sensação de conforto não é a mesma para todos.

Pode-se afirmar que os habitantes de uma determinada região já estão

aclimatados e, portanto sofrem menos com os efeitos causados pelo clima

local e conseqüentemente suas respostas em relação à sensação de

conforto será diferente aos habitantes de regiões com climas diferentes.

Goulart et al. (1994) desenvolveram um estudo onde analisaram a

metodologia proposta por vários autores com o objetivo de selecionar uma

metodologia bioclimática a ser adotada para o Brasil. Concluiu-se então

que o trabalho desenvolvido por Givoni em 1992, onde ele apresenta uma

carta bioclimática adequada aos países em desenvolvimento, com os

limites máximos de conforto expandido em relação ao seu trabalho

apresentado anteriormente, é o mais adequado às condições climática

brasileiras. Os autores explicam que adotaram a carta de Givoni porque:

“● Givoni desenvolveu um trabalho voltado para países

quentes e em desenvolvimento;

● Seu trabalho foi baseado na aclimatação das pessoas a

climas quentes e úmidos, e este estudo confirmado por

experimentos realizados na Tailândia;

● A metodologia de Givoni adota limites maiores de

velocidade do ar para temperaturas mais elevadas, coerentes com

a realidade dos países de clima quente e úmido;

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

● O espaço interno pode ser resfriado, quando necessário,

com menor consumo de energia, já que a temperatura máxima de

conforto estabelecida está mais próxima da temperatura externa

do local”. (GOULART, et al. 1994, p.78).

A Carta bioclimática de Givoni (figura 2.4) foi construída sobre o

diagrama psicométrico e fornece os dados que permitem definir a melhor

estratégia de projeto a ser empregada na busca pelo conforto térmico. Ao

plotar sobre a carta os dados de temperatura e umidade relativa do ar de

certa região serão identificadas as zonas que determinam a estratégia a

ser empregada, conforme a seqüência a seguir:

• Zona de conforto: com os dados localizados nesta zona, indica que

provavelmente as pessoas estão em conforto térmico no ambiente

interior.

• Ventilação: neste caso, devem-se utilizar estratégias de projeto que

promovam o maior movimento do ar no interior nas edificações para

proporcionar conforto térmico, como a ventilação cruzada, o

sombreamento, o uso de captadores de ventos, entre outras. É a

principal estratégia para climas quentes e úmidos.

• Resfriamento evaporativo: significa que o clima é quente e seco e

com a evaporação da água e consequentemente o aumento da

umidade relativa, é possível obter conforto térmico nesta região.

• Massa térmica para resfriamento: com o clima que apresenta

condições de temperatura e umidade relativa delimitadas por esta

zona, o uso de massa para aumentar a inércia térmica irá evitar que a

amplitude térmica que ocorre no exterior da edificação entre o dia e a

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

noite seja transferida para o interior da edificação e dessa forma a

sensação térmica no ambiente será mais confortável para os usuários.

• Ar condicionado

: já para as condições climáticas delimitadas por esta

zona, fica claro que apenas com uso de condicionamento artificial do ar

será possível atingir níveis de conforto térmico. Este dado é importante

para que o projeto seja adaptado a esta condição, evitando ganhos

excessivos de calor e assim promover o menor consumo possível de

energia elétrica para resfriar o ambiente interno.

• Umidificação: em climas de temperaturas mais amenas, mas umidade

relativa do ar muito baixa, estimular a umidificação do ar melhora a

sensação de conforto térmico.

• Massa térmica e aquecimento solar: a proposta aqui é utilizar a

massa térmica para acumular o calor gerado pelo aquecimento solar

durante o dia e liberá-lo para o interior da edificação durante a noite

quando as temperaturas são mais baixas.

• Aquecimento solar passivo: quando as temperaturas médias variam

entre 10,5°C e 14°C, o uso de aquecimento solar passivo é a melhor

estratégia para manter a temperatura interna mais agradável, sem

esquecer que o isolamento eficiente evitará que a perda de calor seja

grande.

• Aquecimento artificial: quando as temperaturas são muito baixas o

aquecimento solar passivo pode não ser suficiente para o conforto, mas

para melhor eficiência do sistema de aquecimento artificial, essas duas

estratégias devem trabalhar em conjunto sempre que possível.

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Figura 2.4 – Carta bioclimática adotada para o Brasil

(Lamberts et al, 2004, p. 105)

1- Zona de conforto

2- Zona de ventilação

natural

3- Zona de resfriamento

evaporativo

4- Zona de massa térmica

para resfriamento

5- Zona de ar

condicionado

6- Zona de umidificação

7- Zona de massa térmica

e aquecimento solar

8- Zona de aquecimento

solar passivo

9- Zona de aquecimento

artificial.

É sempre importante destacar que as variações climáticas durante o

ano ou até mesmo durante o dia, como ocorre em várias regiões do país,

podem exigir o uso de mais de uma estratégia para se obter o conforto

térmico. Muitas vezes é possível utilizar estratégias diferentes

simultaneamente para se atingir melhores resultados. Caberá ao arquiteto

definir prioridades, utilizar o bom senso e a criatividade para conseguir os

melhores resultados para cada edificação.

Existe ainda o Método de Fanger, que consiste em um índice de

conforto térmico fisiológico por ser baseado nas reações fisiológicas

originadas de condições ambientais conhecidas (temperatura, umidade e

velocidade do ar). É considerado como o estudo mais completo até hoje

disponível sobre índice de conforto térmico.

Fanger (1972) desenvolveu um critério com a combinação de doze

variáveis relacionadas ao ambiente, ao indivíduo e à roupa, que resultam

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

em conforto térmico. Em seu estudo, para conhecer o grau de desconforto

de um grupo de pessoas, ele definiu uma escala de sensação – Voto Médio

Estimado (VME) – baseada nas teorias de trocas térmicas e balanço de

calor, e comparou as respostas de 1300 estudantes no interior de uma

sala climatizada, usando roupas padrão e em atividades sedentárias. Os

votos das pessoas foram anotados em uma escala de sete pontos de

sensações térmicas:

+3 Muito Quente

+2 Quente

+1 Levemente quente

0 Neutro

-1 Levemente Frio

-2 Frio

-3 Muito Frio.

Apesar de seu estudo ter sido realizado com estudantes

dinamarqueses e americanos, pode ser aplicado a diferentes grupos e

regiões, e por ser considerado consistente do ponto de vista conceitual

apresenta grande aceitação e recomendação no país.

2.2 F

UNDAMENTOS DA VENTILAÇÃO NATURAL

2.2.1 Ventilação por ação dos ventos (ventilação cruzada)

A ventilação cruzada é muito importante como estratégia de

resfriamento em regiões de clima quente e úmido porque além de

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

remover o calor do ambiente, é capaz de aumentar o nível de evaporação

das pessoas, contribuindo para uma melhora na sensação térmica.

A ventilação cruzada será mais eficiente quando as aberturas de

entrada do ar estiverem localizadas em zonas de alta pressão e as de

saída em zonas de baixa pressão, ou área de sucção, uma vez que a taxa

de fluxo de ar depende da diferença de pressão entres as aberturas. Essas

zonas de pressão são criadas pelos ventos que circulam em torno da

edificação, sofrendo ou não influência de seu entorno. A taxa de ar em um

ambiente é função das áreas de entrada e saída do ar, da velocidade do

vento e da direção dos ventos em relação às aberturas.

Brown e Dekay (2004, p.172) afirmam que:

“[…] sempre que o fluxo de ar é barrado por um recinto ou

corredor, há três soluções básicas: 1) o uso de janelas com

bandeiras móveis ou de respiradores elevados; 2) o rebaixamento

do teto na área menor, criando um pleno; ou 3) o uso da estrutura

do piso ou do teto como hipocausto

.”

Esses autores apresentam ainda uma matriz com estratégias de

organização de edificações com corredores simples, duplos ou com

pavimentos com desníveis para melhor aproveitamento da ventilação

cruzada. (figura 2.5)

Segundo dicionário Michaelis, hipocausto significa “câmara de fogo subterrânea,

da qual o calor era distribuído aos aposentos por condutos de cerâmica”. Disponível em:

http://michaelis.uol.com.br/ Acesso em 12 de junho de 2009.

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Corredor simples Corredor duplo

Corredor duplo,

pavimentos com desnível

Corredores em todos os

pavimentos

Figura 2.5 – Estratégias de organização para ventilação cruzada de edificações

com corredores

(BROWN E DEKAY, 2004, P.172)

Corredores em pavimentos

alternados

Corredores em cada

três pavimentos

2.2.2 Ventilação por efeito chaminé

Quando não há disponibilidade dos ventos em alguns horários do dia

ou quando existem obstáculos que impeçam o acesso do vento às

edificações em função da condição urbana, climática ou arquitetônica, a

ventilação por efeito chaminé pode garantir o mínimo de movimento de ar

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

necessário para resfriar um ambiente interno, removendo a carga térmica

ali acumulada sem precisar dos ventos externos pra isso. Toledo, E.

(1999, p.70) reforça lembrando que “em tempo calmo, sem vento, é o

efeito de chaminé o único responsável pela renovação do ar os edifícios

não dotados de sistemas mecânicos de ventilação.”

O estudo da ventilação por efeito chaminé é baseado na diferença

de pressão devido à variação entre a temperatura interna e externa ao

edifício. O princípio básico é que o ar quente torna-se menos denso, sobe

e sai pelas aberturas localizadas na parte superior do ambiente e é

substituído pelo ar mais frio que entra através das aberturas localizadas

na parte inferior deste ambiente. Mas esse fenômeno e sua intensidade

dependem da dimensão e distância entre as aberturas de entrada e saída

do ar e da diferença de temperatura externa e interna. Quanto maior a

distância entre as aberturas de entrada e saída do ar e quanto maior a

diferença de temperaturas internas e externas maior será a taxa de

renovação do ar no recinto e consequentemente mais eficiente a

ventilação por efeito chaminé.

Para se obter a máxima taxa de ventilação por efeito chaminé a

abertura de entrada de ar deve ter a mesma dimensão da abertura para

saída do ar. Porém, em função do partido arquitetônico adotado, essa

estratégia nem sempre é possível. Contudo, Brown e Dekay (2004)

lembram que “o aumento da área de entradas-de-ar sobre a área de

saídas-de-ar (ou vice-versa) aumenta o fluxo de ar, mas não

propor

cionalmente à área acrescida

gráfico 2.

1 para dimensionar a distância entre as aberturas de entrada e

saída do ar e a área em corte necessária à ventilação por efeito chaminé

em função da carga térmica a ser removida do

de fluxo do ar necessária para resfriar o ambiente.

Gráfico 2.1 -

Dimensionamento da ventilação por efeito chaminé e dimensionamento de

(

ASHRAE, 1997, adaptado por

2.2.3

Simultaneidade dos processos

Em climas quentes onde geralmente o movimento do ar à noite é

mais fraco que durante o dia, a ventilação por efeito chaminé pode

complementar a ventilação cruzada em uma edificação. Também é

possível que a simultaneidade dos processos ocorra em ambientes

iferentes de uma mesma edificação em função de suas respectivas

localizações em relação ao fluxo de ar. Dessa forma, os ambientes

localizados em zonas de pressão positiva e em pavimentos mais elevados

CAPÍTULO 2 –

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

cionalmente à área acrescida

.” Os autores sugerem ainda o uso do

1 para dimensionar a distância entre as aberturas de entrada e

saída do ar e a área em corte necessária à ventilação por efeito chaminé

em função da carga térmica a ser removida do

espaço interno ou da taxa

de fluxo do ar necessária para resfriar o ambiente.

Dimensionamento da ventilação por efeito chaminé e dimensionamento de

entrada e saída de ar

ASHRAE, 1997, adaptado por

BROWN e DEKAY, 2004, p.210)

Simultaneidade dos processos

Em climas quentes onde geralmente o movimento do ar à noite é

mais fraco que durante o dia, a ventilação por efeito chaminé pode

complementar a ventilação cruzada em uma edificação. Também é

possível que a simultaneidade dos processos ocorra em ambientes

iferentes de uma mesma edificação em função de suas respectivas

localizações em relação ao fluxo de ar. Dessa forma, os ambientes

localizados em zonas de pressão positiva e em pavimentos mais elevados

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

.” Os autores sugerem ainda o uso do

1 para dimensionar a distância entre as aberturas de entrada e

saída do ar e a área em corte necessária à ventilação por efeito chaminé

espaço interno ou da taxa

Dimensionamento da ventilação por efeito chaminé e dimensionamento de

BROWN e DEKAY, 2004, p.210)

Em climas quentes onde geralmente o movimento do ar à noite é

mais fraco que durante o dia, a ventilação por efeito chaminé pode

complementar a ventilação cruzada em uma edificação. Também é

possível que a simultaneidade dos processos ocorra em ambientes

iferentes de uma mesma edificação em função de suas respectivas

localizações em relação ao fluxo de ar. Dessa forma, os ambientes

localizados em zonas de pressão positiva e em pavimentos mais elevados

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

podem se beneficiar pela ventilação cruzada enquanto que os recintos

localizados em zonas de pressão negativa ou nos espaços inferiores, da

ventilação por efeito chaminé, independente da hora do dia.

Frota e Schiffer (2003, p.125) reforçam que:

“quando a ventilação natural de um edifício é

criteriosamente estudada verifica-se a conjugação dos dois

processos. No entanto, a simultaneidade dos processos pode

resultar na soma das forças, ou pode agir em contraposição e

prejudicar a ventilação dos ambientes.”

Brown e Dekay (2004, p.170) elaboraram um diagrama com

estratégias de organização dos espaços que favorecem tanto a ventilação

cruzada quanto à ventilação por efeito chaminé (figura 2.6).

No eixo horizontal estão alguns esquemas de plantas baixas que

visam favorecer todos os ambientes com a ventilação cruzada, enquanto

que no eixo vertical eles colocaram cortes esquemáticos com várias

estratégias que permitem a ventilação por efeito chaminé. E por fim, ao

mesclar algumas dessas estratégias, eles apresentam combinações

diagramáticas possíveis que favorecem tanto a ventilação cruzada quanto

a ventilação por efeito chaminé, resfriando todos os ambientes de uma

edificação

Figura 2.6 –

Estratégias de organização dos espaços que favorecem tanto a ventilação cruzada quanto a ventilação por efeito chaminé

CAPÍTULO 2

Estratégias de organização dos espaços que favorecem tanto a ventilação cruzada quanto a ventilação por efeito chaminé

(BROWN e DEKAY, 2004, p.170)

CAPÍTULO 2

– FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Estratégias de organização dos espaços que favorecem tanto a ventilação cruzada quanto a ventilação por efeito chaminé

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.3 V

ENTILAÇÃO E ARQUITETURA

2.3.1 Localização, forma e orientação do edifício

A configuração das ruas e edificações em uma cidade em relação à

direção dos ventos predominantes pode garantir espaços urbanos mais

agradáveis e ventilação natural na maioria das edificações.

As ruas paralelas aos ventos predominantes permitem a maior

velocidade dos ventos, porém as ruas perpendiculares promovem o

deslocamento do fluxo de ar sobre as edificações. Segundo Brown e

Dekay (2004, p.137), “uma orientação de ruas oblíquas aos ventos

predominantes resultará em dois lados de edificações com pressão

positiva e dois lados com pressão negativa, otimizando o potencial de

ventilação cruzada das edificações.”

Evans (1957) estudou o fluxo de ventos ao redor das edificações em

túneis aerodinâmicos, e mostrou por meio de gráficos como as formas

construídas podem alterar os padrões eólicos. Ele representou o fluxo dos

ventos com setas, e os redemoinhos, (zona de baixa pressão ou zona de

sucção), com setas circulares.

Analisando os diagramas que mostram a inclinação do telhado

(figura 2.7), percebe-se que quanto maior a inclinação do telhado, mais

para o alto o vento é direcionado e maior é a altura e comprimento da

zona de baixa pressão. Nota-se também, no diagrama em corte da

edificação, que o aumento da zona de baixa pressão é proporcional ao

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

aumento da altura da edificação. Dessa maneira, a presença de muros

pode reduzir significativamente o movimento do ar nas edificações,

principalmente se forem altos e fechados.

Figura 2.7 – Inclinação do telhado e altura da edificação em corte

(EVANS, 1957 adaptado por BROWN E DEKAY, 2004, p.43)

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Porém, no caso do aumento da largura em edificações da mesma

altura, o padrão de fluxo eólico nas laterais das edificações é semelhante

independente da largura, havendo alteração no comprimento da zona de

sucção, mas não na mesma proporção como ocorre no caso de edificações

de alturas diferentes. (figura 2.8)

Figura 2.8 – Impacto da largura da edificação em planta baixa

(EVANS, 1957 adaptado por BROWN E DEKAY, 2004, p.43)

O fluxo dos ventos também pode ser alterado pela forma e

orientação das edificações de acordo com os estudos de Evans (1957). Por

meio do diagrama (figura 2.9) é possível fazer uma análise criteriosa e

adequar o projeto às características dos ventos locais, protegendo ou

expondo os ambientes externos e internos das edificações.

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Figura 2.9 – Configuração e orientação da planta baixa

(EVANS, 1957 adaptado por BROWN E DEKAY, 2004, p.43)

Ao avaliar o fluxo de ar no interior de uma edificação não se pode

ignorar o efeito das construções vizinhas no movimento do ar. Além da

altura, largura, forma, tipologia e orientação da edificação, o arranjo das

construções vizinhas e os obstáculos também podem modificar o perfil dos

ventos no interior das edificações. Além disso, a distância entre as

edificações também pode interferir na corrente de ar, portanto algumas

pesquisas já demonstraram que para que isso não ocorra, as edificações

devem manter uma distância de cinco a sete vezes a altura do edifício.

Alguns autores pesquisaram as formas que o fluxo de ar ao redor

das edificações pode apresentar nos principais arranjos, o escalonado

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

(tabuleiro de xadrez) e o arranjo normal (em grelha), tanto para ventos

que sopram paralelamente a grelha, quanto para os ventos que incidem

obliquamente. Assim como a relação entre as distâncias entre cada bloco

e suas alturas. De acordo com Bittencourt e Cândido (2005), as pesquisas

demonstraram:

“[…] que para o vento que sopra paralelo a grelha, o

arranjo escalonado reduz a área de sombra de vento quando

comparada com o arranjo normal. Para incidência do vento oblíqua

à malha, a situação se inverte.”

O uso de um pátio interno numa edificação também pode ser uma

boa estratégia de resfriamento, porém a ventilação nesse espaço vai

depender da proporção entre a altura da construção e a largura do pátio.

Essa forma em conjunto com a direção dos ventos define a velocidade do

vento no pátio interno.

Segundo Brown e Dekay (2004, p.231),

“[…] em climas quentes onde a ventilação é desejável,

uma orientação do pátio interno de 45° em relação aos ventos

predominantes otimiza tanto os ventos no pátio quanto a

ventilação cruzada nas edificações”.

Esses mesmos autores sugerem num diagrama como dimensionar

os pátios internos para um bom aproveitamento da ventilação natural,

mensurando a velocidade média dos ventos como um percentual do vento

incidente em três ângulos diferentes para pátios de formas e proporções

diversas (figura 2.10).

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Figura 2.10 – Dimensionamento de patios internos, para uma boa ventilação – Velocidade media dos ventos como um percentual do vento

incidente e sem obstruções (%)

(BROWN E DEKAY, 2004, p.232)

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.3.2 Ventilação no interior das edificações

O comportamento do fluxo de ar no interior de uma construção

depende de outros fatores além da forma, orientação e localização do

edifício, como já citado anteriormente. Os principais fatores estão

relacionados com as aberturas de entrada e saída de ar dentro de cada

ambiente, bem como a configuração interna e externa dessa construção.

Portanto, para estudar o fluxo de ar no interior das edificações, deve-se

levar em consideração:

• O tamanho e a localização das aberturas de entrada e saída do ar;

• A tipologia e a configuração dessas aberturas;

• A existência e a localização de alguns elementos arquitetônicos que

possam interferir nesse fluxo pela proximidade das aberturas, tais

como divisões internas, elementos horizontais e verticais, entre outros.

Vale salientar que estimar o fluxo de ar no interior das edificações é

uma tarefa bastante complexa e é necessário um amplo conhecimento

sobre o assunto e muita pesquisa na área, visto que o vento é um

elemento que varia constantemente e de difícil análise e previsão. Em

geral, as fontes bibliográficas de maior confiabilidade se basearam em

amplas pesquisas por meio de testes em túneis de vento com modelos

simulando situações reais, como por exemplo, as pesquisas realizadas

pelo Centre Scientifique et Tecnique Du Bâtiment – CSTB, da França.

Em termos gerais, o importante é ter a informação de velocidade e

direção dos ventos externos para que se possa quantificar a velocidade

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

média do vento no interior da edificação ainda na fase de projeto. Assim,

todas as possibilidades podem ser analisadas até que a escolha mais

apropriada do partido arquitetônico seja feita.

2.3.3 Tamanhos e formas das aberturas

O tamanho, a forma e a localização das entradas e saídas de ar em

um ambiente determinam a configuração do fluxo de ar no interior da

edificação, interferindo na distribuição do fluxo e na velocidade média

interna do ar.

Givoni (1976) apresentou um estudo que determinou a taxa de

velocidade média do ar no interior das ambientes em função da relação

entre as aberturas de entrada e saída do ar, para ventos com incidência

de 45° e 90° (ver figura 2.11).

Figura 2.11- Velocidade interna media em função da relação entre as aberturas de

entrada e saída do ar, para incidência do vento a 45º e 90º

(GINONI, 1976 adaptado por BITTENCOURT E CÂNDIDO, 2005, p.61)

Concluiu-se então que com aberturas de entrada do ar do mesmo

tamanho, as taxas de ventilação internas são maiores quando as

aberturas de saída do vento são maiores. Outra conclusão é que com as

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

entradas de ar maiores que as saídas o fluxo de ar no interior da

edificação é reduzido, porém proporciona uma melhor distribuição.

Brown e Dekay (2004, p.205) apresentam um gráfico que determina

“as dimensões da abertura necessária à remoção de calor de uma

edificação, como um percentual da área de piso, considerando-se uma

diferença de temperatura de 1,7°C (3°F) entre o interior e o exterior”.

Para isso é necessário definir a velocidade do vento considerada para o

projeto e sua taxa de ganho térmico para estipular o tamanho mínimo

ideal das tomadas ou saídas de ar por área de piso (%), conforme gráfico

2.2.

Gráfico 2.2 - Dimensionamento das aberturas para ventilação cruzada

(BROWN E DEKAY, 2004, p.205)

O gráfico 2.3 adiante mostra como diferentes formas de aberturas

podem interferir no movimento do ar no interior dos ambientes em função

da direção dos ventos e da existência ou não de elementos verticais. De

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

uma maneira geral, considerando a mesma área de abertura, os gráficos

mostram que as entradas de forma horizontal apresentam uma eficiência

maior em relação à velocidade média do vento, principalmente quando o

vento incide obliquamente à fachada. Por isso, é possível afirmar que

“[...] a forma horizontal das aberturas produz uma ampla

circulação do ar, mais apropriada à sensação de conforto térmico

no interior das construções em climas quentes.” (BITTENCOURT e

CÂNDIDO, 2005).

Porém no caso da existência de elementos verticais, o rendimento

da abertura horizontal irá variar de acordo com a relação entre o ângulo

de inclinação do elemento e o ângulo de incidência do vento.

Gráfico 2.3 - Efeito da forma da abertura em função da direção do vento e da existência

de protetores solares verticais

(SOBIN, 1981 adaptado por BITTENCOURT e CÂNDIDO, 2005, p.62)

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.3.4 Localização das aberturas

O comportamento do ar dentro da edificação depende de diversos

fatores externos à construção, como vem sendo explanado aqui, porém

saber onde localizar a abertura de entrada do ar na edificação é a

principal estratégia para definir a direção do fluxo do ar ao ingressar no

ambiente. E para que esse fluxo circule dentro do ambiente, é necessária

também uma abertura de saída do ar proporcionando assim uma

ventilação cruzada. Porém, diversos estudos demonstram que a influência

da localização da abertura de saída do ar na distribuição interna desse ar

é menor que a de entrada. Por meio da figura 2.12, nota-se também que

a localização da abertura de saída exerce maior influência na distribuição

interna do ar, contra a influência da localização de entrada do ar.

Aberturas altas Aberturas baixas Aberturas altas e baixas

Abertura única

Duas aberturas na mesma

parede

Duas aberturas com wing

walls

Duas aberturas em paredes adjacentes Duas aberturas em paredes opostas

Figura 2.12 - Distribuição das aberturas de ventilação

(GIVONI, 1976 e MELARAGNO, 1982 adaptado por BROWN E DEKAY, 2004, p.265)

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Para um resultado satisfatório, a abertura de entrada de ar deve

estar localizada nas fachadas de pressão positiva e a de saída na parede

de pressão negativa. Segundo Bittencourt e Cândido (2005, p.64),

“[…] em uma construção térrea, a diferença máxima de

pressão é obtida se as entradas de ar forem localizadas na região

de maior pressão positiva das fachadas a barlavento, e as saídas

na região de pressão negativa mais intensa nas paredes a

sotavento”.

Desta maneira é interessante analisar as diversas condições de uma

fachada em relação ao vento, para se determinar o coeficiente de pressão

que o vento exerce sobre esta fachada e assim planejar a melhor

localização das aberturas “[...] baseado no princípio de que a diferença de

pressão entre as fachadas a barlavento e a sotavento se constitui na força

motriz para o movimento do ar.” (BITTENCOURT e CÂNDIDO, 2005,

p.64).

Quando o objetivo é aumentar a velocidade do fluxo de ar dentro de

um ambiente, as aberturas em paredes opostas são mais eficazes e

dependendo da localização de cada uma delas o fluxo interno do ar pode

ser diferente, o que deve ser analisado em função da atividade que será

realizada no local. Porém, nem sempre é possível localizar as aberturas de

entrada e saída em paredes opostas e nesse caso a localização e a

dimensão das aberturas influenciam no resultado da velocidade média do

ar interno, como sugere Givoni (1976). Já aberturas localizadas em

paredes adjacentes promovem certa turbulência dentro do ambiente

proporcionando uma melhor distribuição do ar e conseqüentemente

melhor sensação de resfriamento entre os usuários. Por este motivo

também é importante prever a altura dessas aberturas de acordo com a

função desempenhada no local, pois abertur

teto ou ao chão podem privar a pessoas de receberem os benefícios da

ventilação natural no ambiente. As aberturas localizadas em uma altura

média na parede irão promover maiores velocidades do ar nas

ocupadas.

Figura 2.13 –

Influência da localização e dimensão das aberturas localizadas em paredes

(

GIVONI, 1976 adaptado por

Brown e Dekay (2004, p.265) reuniram alguns estudos reali

por outros pesquisadores e elaboraram uma tabela que mostra a

velocidade média do ar no interior de uma edificação como percentual da

velocidade do ar no exterior quando o vento incide numa variação angular

entre 45 e 90° em relação à abertura e sem

resultados pode-

se afirmar que a velocidade do ar no interior de uma

edificação depende da velocidade do vento externo sem obstrução, do

ângulo de incidência deste vento sobre a abertura de entrada do ar, da

localização desta abertura

CAPÍTULO 2 –

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

melhor sensação de resfriamento entre os usuários. Por este motivo

também é importante prever a altura dessas aberturas de acordo com a

função desempenhada no local, pois abertur

as localizadas próximas ao

teto ou ao chão podem privar a pessoas de receberem os benefícios da

ventilação natural no ambiente. As aberturas localizadas em uma altura

média na parede irão promover maiores velocidades do ar nas

Influência da localização e dimensão das aberturas localizadas em paredes

adjacentes

GIVONI, 1976 adaptado por

BITTENCOURT e CÂNDIDO, 2005, p.66)

Brown e Dekay (2004, p.265) reuniram alguns estudos reali

por outros pesquisadores e elaboraram uma tabela que mostra a

velocidade média do ar no interior de uma edificação como percentual da

velocidade do ar no exterior quando o vento incide numa variação angular

entre 45 e 90° em relação à abertura e sem

obstrução. Por esses

se afirmar que a velocidade do ar no interior de uma

edificação depende da velocidade do vento externo sem obstrução, do

ângulo de incidência deste vento sobre a abertura de entrada do ar, da

localização desta abertura

e sua dimensão. É notável também que a

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

melhor sensação de resfriamento entre os usuários. Por este motivo

também é importante prever a altura dessas aberturas de acordo com a

as localizadas próximas ao

teto ou ao chão podem privar a pessoas de receberem os benefícios da

ventilação natural no ambiente. As aberturas localizadas em uma altura

média na parede irão promover maiores velocidades do ar nas

zonas

Influência da localização e dimensão das aberturas localizadas em paredes

BITTENCOURT e CÂNDIDO, 2005, p.66)

Brown e Dekay (2004, p.265) reuniram alguns estudos reali

zados

por outros pesquisadores e elaboraram uma tabela que mostra a

velocidade média do ar no interior de uma edificação como percentual da

velocidade do ar no exterior quando o vento incide numa variação angular

obstrução. Por esses

se afirmar que a velocidade do ar no interior de uma

edificação depende da velocidade do vento externo sem obstrução, do

ângulo de incidência deste vento sobre a abertura de entrada do ar, da

e sua dimensão. É notável também que a

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

velocidade média do ar no interior do recinto é maior quando existem

duas aberturas em paredes diferentes, que é provocada pela diferença de

pressão em cada uma dessas aberturas e quanto maior as aberturas,

nesse caso, maior também será a velocidade do ar interno.

Diferentemente do ambiente que apresenta apenas uma abertura para

ventilação, onde a variação da dimensão da janela pouco influencia no

resultado da velocidade do ar interno, como pode ser observado na tabela

2.1.

Tabela 2.1 - Vel. media do ar no interior de uma edificação como percentual da

velocidade do ar no exterior – ângulo de incidência variando entre 45º e perpendicular à

abertura

(adaptada de BROWN e DEKAY, 2004, p.265 - Tabela baseada nos trabalhos de GIVONI,

1976 e MELARAGNO, 1982)

Altura da janela como uma fração da

altura da parede

1/3 1/3 1/3

Largura da janela como uma fração da

largura da parede

1/3 2/3 3/3

Abertura única 12 - 14% 13 - 17% 16 - 23%

Duas aberturas na mesma parede - 22% 23%

Duas aberturas em paredes adjacentes 37 - 45% 37 - 45% 40 - 51%

Duas aberturas em paredes opostas 35 - 42% 37 - 51% 47 - 65%

É importante destacar que ao se falar em aberturas de entrada e

saída de ar, nem sempre se refere a janelas. Dependendo da região, do

projeto e também da estética da construção, outras soluções podem ser

encontradas como, por exemplo, o uso de elementos vazados (tipo

cobogó), que além do baixo custo é muito eficaz em climas quentes e

úmidos, pois protegem da chuva, criam sombra e são permeáveis aos

ventos locais.

Outra solução pode ser o uso de aberturas tipo shed, que se

localizam nos telhados e funcionam como captadores de ventos ou

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

exautores (criando o efeito chaminé) em função da direção dos ventos

externos e importantes quando as janelas baixas tem pouco acesso à

ventilação.

Como a velocidade do vento aumenta com a altura, os captadores

podem receber ventos mais fortes e consequentemente podem ter

aberturas menores do que as janelas localizadas ao nível térreo com a

mesma função, além disso, com menos obstáculos esses captadores de

ventos podem, dependendo de sua configuração, receber ventos de

qualquer direção.

Quando essas aberturas funcionam como captadores de vento, seu

projeto deve considerar a direção dos ventos locais, e sua eficiência é

definida como a razão entre a taxa de fluxo dentro da torre e a seção

transversal da torre. Brown e Dekay (2004, p.213) afirmam que “para

estarem acima da camada de turbulência e resistência, se possível, as

entradas de ar devem estar pelo menos a 2,4m acima da altura das

edificações do entorno e das obstruções”. Os autores também mostram

através do gráfico 2.4, quais os tipos e de captadores de ventos mais

utilizados e sua eficiência em função da direção dos ventos

predominantes.

É importante salientar que no caso de captadores com aberturas em

mais de uma direção, cada abertura deve ser dimensionada de forma a

atender a retirada de carga térmica total da edificação individualmente.

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

“Cada entrada de ar voltada para uma direção não deverá

ser maior do que a área da seção transversal da torre, enquanto

as janelas reguláveis usadas como saídas de ar deverão ter

aproximadamente o dobro do tamanho das saídas de ar” (BROWN

e DEKAY, 2004, p.213).

Gráfico 2.4 - Eficiência de coleta dos diferentes tipos de coletores de vento

(AL-MEGREN, 1987 adaptado por BROWN e DEKAY, 2004, p.212)

2.3.5 Tipologia das aberturas

“As janelas são o principal elemento para se efetuar a troca

entre o exterior e o interior de um edifício. Sua influência maior é

no ambiente interno, onde funciona como fonte de luz e de ar,

além de representar um importante papel no aspecto visual. Em

algumas regiões tropicais úmidas a janela é uma abertura sem

vidros. Já nos climas temperados, ela é totalmente coberta por

vidros e parcialmente manipulável, enquanto nos climas quente-

úmidos é parcialmente coberta por vidros e totalmente operável”.

(HERTZ, 1998, p.71)

As esquadrias se destacam e ocupam amplas áreas nas fachadas

das edificações, mas ao contrário da alvenaria, são por definição, móveis.

Componentes da fachada, com funcionalidade para iluminação e

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

ventilação, os caixilhos devem receber atenção especial por parte dos

arquitetos.

Vários fatores devem ser observados antes de se escolher o tipo de

esquadria a ser utilizada em uma edificação, pois tal escolha pode

interferir no conforto térmico, luminoso e acústico dos usuários, além de

influenciar nos aspectos estéticos, na privacidade e na segurança do

ambiente, assim como possibilitam o contato visual com o exterior. Ou

seja, é uma tarefa complexa e de grande importância e depende também

da função de cada espaço.

Componentes das edificações, as janelas incorporam um sistema de

partes fixas e móveis, incluindo acessórios que se encaixam e/ou se

ajustam para permitir o funcionamento. Assim, as janelas são

classificadas de acordo com a movimentação de suas folhas. Para atender

as exigências de circulação do ar e conforto, o especificador dispõe de

meios para combinar diferentes tipologias de janelas, adicionando funções

para iluminação ou ventilação.

Quando a idéia é o aproveitamento da ventilação natural para obter

o conforto térmico, a proposta é planejar esquadrias que permitam que o

vento penetre no ambiente, mas que também seja possível controlar sua

entrada e a direção de seu fluxo. Além disso, é interessante que ao se

fechar uma abertura para o vento, não impeça a entrada de luz natural no

ambiente e vice-versa.

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Nesses casos o mais apropriado seria o uso de esquadria de folhas

duplas, uma com vidro que impeça a passagem do vento, mas não da luz

e outra com venezianas móveis, principalmente em climas quentes, pois

permite o controle da privacidade, vento, chuvas, raios solares e

iluminação natural.

De qualquer maneira, quando o assunto é ventilação natural dos

ambientes, a palavra chave ao se tratar de aberturas para passagem do

vento, é a porosidade, seja através de janelas comuns ou com

venezianas, sejam aberturas com elementos vazados, ou qualquer outra

solução apropriada ao clima e a edificação.

Bittencourt e Cândido (2005, p.70) apresentam o peitoril ventilado

proposto pelo arquiteto Glauco Campelo, que obtêm resultados

satisfatórios principalmente quando utilizados em quartos de dormir. O

peitoril ventilado localiza-se abaixo das janelas complementando o

movimento do ar proporcionado pelas esquadrias e produzindo uma

corrente de ar na altura das camas (figura 2.14). Como oferece proteção

contra roubo, invasão e chuvas de vento, pode ser deixado aberto a noite

toda sem impedir o fluxo de ar dentro do ambiente.

Figura 2.14 – Peitoril ventilado

(BITTENCOURT e CÂNDIDO, 2005, p.70)

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Quando existe o risco de penetração das chuvas no ambiente, é

importante se prever um tipo de esquadrias que permita o controle de

entrada do vento, evitando a entrada da chuva, mas sem prejudicar o

aproveitamento da ventilação natural no espaço.

O mercado oferece alguns tipos principais de janela, mas que

também podem ser encontrados resultantes de combinação de funções. A

seguir, são indicadas as tipologias de janelas mais comuns, com suas

características funcionais positivas e negativas.

• Janela de correr

É a mais utilizada nas edificações em geral. Pode ter uma ou mais

folhas que são movimentas por deslizamento horizontal sem ultrapassar o

limite da janela. É uma esquadria de fácil operação, baixa manutenção e

suas folhas podem ter grandes dimensões. Porém, na abertura libera

apenas 50% do vão, o que pode ser prejudicial para a ventilação natural e

também dificulta a limpeza do lado externo.

Figura 2.15 – Croqui de janela de correr em vista e em planta baixa.

• Janela guilhotina

É formada por uma ou mais folhas semelhante à janela de correr, só

que movimentadas no eixo vertical. Por não ultrapassar o limite da janela

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

permite a utilização de grades, telas ou persianas. Libera apenas 50% do

vão em sua abertura e necessita de mais manutenção que a anterior

devido à tensão gerada nos cabos que sustentam as folhas.

Figura 2.16 – Croqui de janela guilhotina em vista e em corte.

• Janela de abrir de eixo vertical

É formada por uma ou mais folhas e seu movimento se dá por

rotação em torno de um eixo vertical localizado em uma de suas laterais.

Tem como característica positiva a abertura total do vão, o que facilita a

limpeza externa, porém não possibilita o controle da ventilação e em caso

de chuva oblíqua é necessário o fechamento total.

Figura 2.17 – Croqui de janela de abrir de eixo vertical em vista e em corte

• Janela projetante ou de tombar

Podem apresentar uma ou mais folhas. A semelhança entre esses

dois modelos está no movimento de rotação em torno de um eixo

horizontal fixo. No caso da janela projetante, o eixo se localiza na

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

extremidade superior e a janela de tombar apresenta o eixo na

extremidade inferior da folha. Ambas permitem uma boa ventilação

mesmo em dias de chuva e apresentam boa estanqueidade ao ar e a

água. Contudo, a limpeza externa é difícil e não permite o uso de grades

ou persianas, além de necessitar de material de custo mais elevado para

proporcionar um bom funcionamento com maior durabilidade.

Figura 2.18 – Croqui de janela projetante ou de tombar em vista e em corte

• Janela pivotante

A janela pivotante também apresenta o movimento em torno de um

eixo vertical, porém este não coincide com as extremidades das folhas.

Permite a abertura de grandes vãos mesmo com uma única folha, fácil

limpeza, permite controle da ventilação e permanece aberta com a

utilização de dispositivos de freio da folha. O único aspecto negativo seria

a projeção da folha para dentro do ambiente que dependendo da

dimensão pode atrapalhar a circulação ou aproveitamento do espaço,

além de não permitir o uso de grades ou persianas externas ou internas.

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Figura 2.19 – Croqui de janela pivotante em vista e em planta baixa

• Janela basculante ou gelosia

Possui várias folhas e um eixo de rotação horizontal que não

coincide com as extremidades das folhas. É muito utilizada em paredes

internas porque apresenta pequena projeção para ambos os lados, sem

prejudicar os espaços próximos. Normalmente são mais empregadas em

cozinhas, áreas de serviço, banheiros e outros espaços que também

precisem de ventilação constante como armazéns e escolas. Por

apresentarem folhas de pequena dimensão, oferecem mais segurança ao

ambiente, já que não liberam o vão, podendo permanecer abertas todo o

tempo. Permite regulagem da ventilação e proteção contra chuvas.

Figura 2.20 – Croqui de janela basculante ou gelosia em vista e em corte

• Janela sanfonada ou camarão

Formada por duas ou mais folhas articuladas entre si que, ao se

abrir, dobra-se uma sobre as outras, por deslizamento horizontal ou

100

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

vertical de seus eixos de rotação. Esses eixos podem coincidir com as

bordas da folha ou se situar em posições intermediárias. No caso de

janela sanfonada de eixo vertical, as vantagens podem ser aproximadas

às da janela de abrir. Já aquela de eixo horizontal pode apresentar

vantagens semelhantes às da projetante.

Figura 2.21 – Croqui de janela sanfonada ou camarão em vista e em planta baixa

• Janelas especiais

Constituídas de dois ou mais tipos de janelas citadas. São especiais

aquelas que, por características de forma, uso e funcionamento, não se

enquadram nas tipologias anteriores.

2.3.6 Efeitos das divisões internas

A configuração arquitetônica dos ambientes internos também é

responsável pela alteração da configuração do fluxo de ar dentro dos

ambientes, portanto dependendo da localização das aberturas, divisões

internas podem prejudicar o fluxo e a velocidade da ventilação e até

mesmo bloquear o fluxo de ar nos ambientes.

Em edificações com vários ambientes, em geral, existem ambientes

mais favorecidos e outros menos em função da localização de suas

aberturas, ou até mesmo da existência delas. Dessa forma, a adoção de

101

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

divisórias com alguma permeabilidade ao ar ajuda a circulação mínima do

ar por todos os ambientes.

O uso de bandeiras com venezianas nas portas internas, por

exemplo, podem garantir o mínimo de fluxo de ar entres os ambientes

mesmo com as portas fechadas, mantendo assim a privacidade dos

usuários.

Givoni (1976) mostra como o fluxo de ar é afetado pelas divisões

dos espaços internos em função da velocidade do vento e da direção do

fluxo de ar (figura 2.22). Quanto mais próximo o obstáculo da abertura

para entrada de ar, menor a velocidade do vento em relação ao vento

externo. Além disso, as divisórias internas acabam criando espaços onde

não existe a circulação do ar e dependendo da função que este espaço

terá, o conforto térmico pode ser bastante prejudicado, além do que esses

obstáculos também podem interferir na iluminação natural do ambiente.

Figura 2.22 – As divisões do espaço interno afetam a configuração do fluxo de ar.

(GIVONI, 1976 adaptado por BITTENCOURT e CÂNDIDO, 2005, P.77)

102

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.3.7 Elementos horizontais e verticais

São elementos verticais os prolongamentos ou extensões das

paredes internas para o exterior da construção, os protetores solares

verticais ou algum elemento estrutural próximo a abertura de entrada de

ar. Já os elementos horizontais podem ser protetores solares horizontais,

marquises, beirais e varandas. Cada um desses elementos horizontais

pode ser utilizado individualmente ou em conjunto com algum elemento

vertical.

A influência de cada um desses elementos no fluxo de vento interno

vai depender da posição e dimensão do elemento e também da direção

dos ventos. A ventilação poder ser aumentada como também pode ser

obstruída por elementos mal posicionados ou mal dimensionados. Quando

bem empregados podem alterar a pressão desenvolvidas ao redor das

janelas e mudar a configuração do fluxo interno dos ventos. Bittencourt e

Cândido (2005, p.70) afirmam que “com a incidência oblíqua à abertura, o

painel vertical pode funcionar como um captador de vento, aumentando a

circulação do ar em ambientes de ventilação cruzada.” Mas elementos

vazados empregados nesses elementos verticais podem diminuir esse

efeito, ao reduzir a diferença de pressão gerada por esses elementos.

103

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.23 - Componentes verticais afetam o conjunto de pressões desenvolvidas nas entradas

do ar, alterando o padrão de distribuição do fluxo do ar.

(KOENIGSBERGER et al, 1976 adaptado por BITTENCOURT e CÂNDIDO, 2005,

P.72)

Figura 2.24 – Projeções verticais podem interferir no fluxo de ar

(FLEURY, 1990 adaptado por BITTENCOURT e CÂNDIDO, 2005, P.72)

Brown e Dekay (2004, p.206) recomendam o uso de wing walls em

janelas que não estiverem orientadas para os ventos predominantes, com

o objetivo de alterar as zonas de pressão no entorno da edificação e

induzir o fluxo de vento para o interior dos ambientes (figura 2.25).

Porém advertem que este artifício só funciona em janelas localizadas no

lado de pressão positiva da construção e “a profundidade das saliências

das wing walls deve ser, no mínimo, 0,5-1 vez a largura da janela e o

espaçamento entre as wing walls deve ser, no mínimo, 2 vezes a largura

da janela” para que funcionem positivamente, potencializando a ventilação

natural no interior da edificação.

104

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Figura 2.25 – Estratégias de design de wing walls

(BROWN e DEKAY, 2004, P.207)

Grandes beirais e varandas também

que seria desviado acima do edifício para dentro do ambiente, além de

que a sombra proporcionada por esses elementos ajuda a resfriar o ar e

melhorar a sensação de conforto térmico dos usuários.

2.27)

Figura 2.26 –

Efeitos das projeções horizontais no fluxo de ar no interior dos ambientes

(

OLGYAY, 1963 e BOWEN, 1981, adaptado por

Figura 2.27-

Efeito de elementos horizontais no fluxo de ar em edifícios

(BITTENCOURT e CÂNDIDO, 2005, p.74)

CAPÍTULO 2 –

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Grandes beirais e varandas também

ajudam a direcionar o vento

que seria desviado acima do edifício para dentro do ambiente, além de

que a sombra proporcionada por esses elementos ajuda a resfriar o ar e

melhorar a sensação de conforto térmico dos usuários.

Efeitos das projeções horizontais no fluxo de ar no interior dos ambientes

OLGYAY, 1963 e BOWEN, 1981, adaptado por

BITTENCOURT e CÂNDIDO, 2005, p.74)

Efeito de elementos horizontais no fluxo de ar em edifícios

(BITTENCOURT e CÂNDIDO, 2005, p.74)

105

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

ajudam a direcionar o vento

que seria desviado acima do edifício para dentro do ambiente, além de

que a sombra proporcionada por esses elementos ajuda a resfriar o ar e

melhorar a sensação de conforto térmico dos usuários.

(figuras 2.26 e

Efeitos das projeções horizontais no fluxo de ar no interior dos ambientes

BITTENCOURT e CÂNDIDO, 2005, p.74)

Efeito de elementos horizontais no fluxo de ar em edifícios

106

CAPÍTULO 2 – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

...

107

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

3.1 C

ARACTERIZAÇÃO DA ÁREA

Fronteira com os estados da Bahia, ao sul e Alagoas, ao norte, e

com uma área de 21.910,3 km², o estado de Sergipe, o menor estado

brasileiro, corresponde a 0,26% do território nacional e 1,4% da região

nordeste. A capital, Aracaju, situa-se no litoral e apresenta uma área de

181,8 km². Aracaju é localizada através das seguintes coordenadas:

latitude 10°54’15” S, longitude 37°02’40” W e apresenta uma altitude de

3m acima do nível do mar.

Figura 3.1 – Mapas de localização do universo de análise

Disponível em: http://www.max.org.br/imgs/mapas/

Acesso em 26 de novembro de 2007

Aracaju, a primeira cidade planejada do Brasil, foi fundada em 1855

para ser a nova capital do Estado. A cidade foi construída numa área cheia

de mangues, lagoas e dunas.

108

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

“Seu arruamento em xadrez, com vias largas e retas, e o

destaque dado às praças centrais, onde foram construídos os

prédios públicos, já mostravam uma nova concepção urbana.

Aracaju foi símbolo de novos tempos e da busca de modernização

e progresso que a economia açucareira impunha ao estado de

Sergipe.”(FRANÇA E CRUZ, 2007)

Figura 3.2 – Foto aérea da cidade de Aracaju-SE

Disponível em: http://www.flickr.com/photos/gilneyfontes/412659361/

Acesso em 26 de novembro de 2007

O Código de Obras e Edificações de Aracaju faz parte do Plano

Diretor da cidade e foi instituído pelo Projeto de Lei Complementar n°

03/2000 tendo como objetivo básico “garantir níveis mínimos de

qualidade nas edificações, através de exigência de padrões de segurança,

conforto ambiental, adequação ao uso e durabilidade”.

Tendo em vista a intenção de se estudar a importância na definição

do partido arquitetônico de se considerar o aproveitamento da ventilação

natural para se atingir o conforto térmico dos usuários, a leitura deste

código ajudou a entender o nível de exigência desta questão, por parte

das autoridades responsáveis pela aprovação dos projetos nesta cidade.

109

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

O Capítulo VI, Seção 1 do código de obras, trata da iluminação e

ventilação no projeto e transcrevendo os principais itens deste capítulo

para esta pesquisa, pode-se dizer que as recomendações para se

aproveitar a ventilação natural nas edificações são:

Art. 95 - Salvo os casos expressos, todo compartimento

deve ter vãos de iluminação e ventilação para o exterior,

satisfazendo as prescrições deste código.

§ 1º - Os sanitários das edificações poderão ter ventilação

por duto de tiragem e iluminação artificial, dispensando-se

abertura para o exterior

§ 2º - As áreas das aberturas destinadas à iluminação e

ventilação em qualquer compartimento não poderão ser inferiores

a 0,40m² (zero vírgula quarenta metros quadrados), excetuando-

se os sanitários dotados exclusivamente de vasos sanitários e

lavatórios, caso em que a área poderá ser reduzida para até

0,20m² (zero vírgula vinte metros quadrados).

Art. 96 - Os vãos de iluminação dos compartimentos

deverão atender as seguintes áreas mínimas:

I – Um sexto (1/6) da área do piso para compartimento de

permanência prolongada, atendido um vão mínimo com 1,00m²

(um metro quadrado);

II – Um décimo (1/10) da área do piso para compartimento

de utilização transitória;

III – A iluminação e ventilação dos compartimentos de

permanência especial ou controlada atenderão às suas

especificidades funcionais.

Parágrafo único – Os compartimentos de utilização

transitória especificados no Inciso II do Artigo 110 e depósitos

condominiais, poderão ser iluminados e ventilados indiretamente

através de outro compartimento.

Art. 97 - Quando o compartimento dispuser de uma só

abertura de iluminação para o exterior, sua profundidade medida a

partir desta abertura, não poderá exceder de 04 (quatro) vezes

seu pé direito, para que seja considerada como dispositivo de

iluminação e ventilação.

110

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

Parágrafo único – Em caso de abertura voltada para

varanda, alpendre ou compartimento similar, a profundidade

referida no caput deste Artigo será medida a partir do bordo

externo da varanda ou alpendre.

Art. 98 - Quando o vão se localizar sob qualquer tipo de

cobertura, a porção de área externa ao mesmo será somada à

área do compartimento que por ele ventila, para fins de seu

dimensionamento, quando a distância ao exterior da edificação for

superior a 3,00m (três metros)

Percebe-se por meio destes itens, que a ventilação natural é tratada

de forma muito superficial, sem considerar questões mais específicas

como, por exemplo, taxa de renovação do ar, conforto térmico,

resfriamento do edifício, ação dos ventos, diferença de temperaturas,

processo conjugado, localização das aberturas, direção e velocidade dos

ventos predominantes, tipos de ambientes, tempo de permanência,

tipologia das aberturas, coeficiente de pressão, entorno da edificação,

dentre tantos outros requisitos que devem ser analisados em cada projeto

em especial.

Fazendo uma comparação de exigências ou diretrizes para conforto

térmico de projetos residenciais, a parte 3 do Projeto de Norma 02-135:

Desempenho Térmico de Edificações da ABNT, intitulada de Zoneamento

bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para habitações

unifamiliares de interesse social, propôs uma subdivisão do território

brasileiro em oito zonas com características climáticas semelhantes,

definida como Zoneamento Bioclimático Brasileiro e representada pela

figura a seguir:

111

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

Figura 3.3 - Zonas bioclimáticas definidas pela Norma Desempenho Térmico de

Edificações

(ABNT, 2003).

Para cada uma dessas zonas, foram elaboradas algumas diretrizes

construtivas com o objetivo de aperfeiçoar o desempenho térmico das

edificações unifamiliares de interesse social, por meio do estabelecimento

das estratégias de condicionamento térmico passivo e consequente

adequação climática da edificação.

Assim, foram considerados os seguintes parâmetros e condições de

contorno pelo Projeto de Norma 02-135: Desempenho Térmico das

Edificações (ABNT, 2003):

• Tamanho das aberturas para ventilação;

• Proteção das aberturas;

• Vedações externas (tipo de parede externa e tipo de cobertura);

• Estratégias de condicionamento térmico passivo.

112

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

Como se pode observar pela figura 3.3, Aracaju encontra-se na

Zona 8, dessa maneira, é possível resumir as recomendações de projeto

para essa área por meio dos seguintes tópicos:

• Garantir grandes áreas para ventilação;

• Sombreamento das aberturas;

• Vedações externas (paredes e coberturas) devem ser leves e

refletoras;

• Ventilação cruzada permanente com estratégia de condicionamento

térmico passivo.

Segundo a mesma norma:

“A ventilação cruzada é obtida através da circulação de ar

pelos ambientes da edificação. Isto significa que se o ambiente

tem janelas em apenas uma fachada, a porta deveria ser mantida

aberta para permitir a ventilação cruzada. Também se deve

atentar para os ventos predominantes da região e para o entorno,

pois este pode alterar significativamente a direção dos

ventos.”(ABNT, 2007)

De acordo com a Norma da ABNT (2004) - Desempenho de edifícios

habitacionais de até cinco pavimentos - no dia típico de verão as

condições térmicas dentro de uma edificação devem ser iguais ou

melhores as condições encontradas no ambiente externo, à sombra. As

temperaturas máximas diárias encontradas em ambientes de longa

duração (sem a presença de fontes de calor) devem seguir os critérios

estabelecidos na tabela 3.1:

113

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

Tabela 3.1 – Critério de avaliação de desempenho térmico para condições de verão

(ABNT, 2004)

NÍVEL DE

DESEMPENHO

LIMITES DE TEMPERATURA DO AR NO

VERÃO

MÍNIMO

- Valor máximo diário da temperatura do ar

interior ≤ valor máximo diário da temperatura do ar

exterior (zonas 1 a 8)

INTERMEDI

ÁRIO

- Valor máximo diário da temperatura do ar

interior ≤ 29°C (zonas 1 a 7)

- Valor máximo diário da temperatura do ar

interior ≤ 28°C (zona 8)

SUPERIOR

- Valor máximo diário da temperatura do ar

interior ≤ 27°C (zonas 1 a 7)

- Valor máximo diário da temperatura do ar

interior ≤ 26°C (zona 8)

Zonas bioclimáticas de acordo com o projeto de norma 02:135.07-003:1998 – Parte 3

Ainda de acordo com a mesma norma, o método de avaliação deve

ser a simulação computacional ou medição “in loco”. E para cidades

localizadas na zona 8, caso de Aracaju, o critério de avaliação de

desempenho térmico para as condições de invernos não precisa ser

verificado.

3.2 D

ADOS

LIMÁTICOS

“O Território sergipano é regulado pelas principais zonas de

pressão do globo: Zona de Convergência Intertropical (ZCIT), que

se constitui na linha de convergência de ventos; zona de altas

pressões subtropicais do Atlântico e do Pacífico, bem

individualizada em duas amplas células semifixas e permanentes

sobre os oceanos, e zonas de baixas pressões

subpolares.”(FRANÇA E CRUZ, 2007)

O clima de Aracaju é influenciado pelos aspectos físicos, como baixa

latitude, correntes marinhas ao longo do litoral, topografia e a

continentalidade, todos relacionados aos sistemas de circulação

atmosférica. A pequena amplitude térmica média ao longo do ano –

inferior a 5°C – é o dado mais significativo encontrado na região.

114

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

A queda de temperatura está geralmente associada à nebulosidade,

às chuvas e à intensidade dos ventos. Sendo o verão a estação seca e o

inverno a chuvosa, os meses de julho e agosto apresentam as menores

temperaturas.

Aracaju, por estar localizada no litoral, sofre influência dos ventos

alísios e das brisas, que não são fortes, mas são constantes e bem

sequenciadas, raramente mudando de direção. De acordo com França e

Cruz (2007), “as brisas são mais intensas no início da tarde e quando a

insolação aumenta. Desenvolvem-se melhor durante a estação seca. (...)

A brisa litorânea raramente traz chuva, mas traz alívio ao intenso calor do

verão.”

O clima urbano de Aracaju também tem sofrido as consequências do

aumento populacional e da densidade das edificações, tais como poluição,

diminuição de áreas verdes, aquecimento e alagamentos em épocas de

chuvas devido à pavimentação de ruas, bem como a crescente

verticalização na Av. Beira Mar que interfere diretamente na circulação

dos ventos, reduzindo o fluxo no sentido leste-oeste e criando

turbulências próximas aos edifícios.

3.2.1 Classificação Climática

A classificação do clima de Köppen é uma divisão do clima, feita por

Wilhelm Köppen em 1900. Ele classificou os climas em cinco tipos

distintos baseado fundamentalmente na distribuição de valores de

temperatura e precipitação durante as estações do ano, expondo um

115

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

sistema matemático de classificação climática que durante décadas

orientou as técnicas meteorológicas.

Segundo a classificação climática de Köppen, que é baseada em

letras, a cidade de Aracaju apresenta a classificação AS. A primeira letra

representa a característica geral do clima de uma região e a segunda

representa as particularidades do regime de chuva. Assim temos:

• A: climas megatérmicos (temperatura média do mês mais frio superior

a 18°C);

• S: chuvas de inverno (mês menos chuvoso com precipitação inferior a

60mm).

Isso significa que, segundo a classificação de Köppen, Aracaju

apresenta clima Tropical que é caracterizado por clima quente com chuvas

de inverno.

Outro tipo de classificação climática bastante respeitada é a de

Strahler que se baseia nas áreas da superfície terrestre, controladas ou

dominadas pelas massas de ar. De acordo com essa classificação, Aracaju

apresenta Clima Litorâneo Úmido, que abrange parte do território

brasileiro próximo ao litoral. A massa de ar que exerce maior influência

nesse clima é a tropical atlântica, fazendo com que as médias térmicas e

índices pluviométricos sejam elevados e caracterizando a região como um

clima quente e úmido.

O Climaticus 4.2 é um software elaborado pelo Laboratório de

Conforto Ambiental e Eficiência Energética, sob orientação da Profa. Dra.

Márcia P. Alucci da FAUUSP e conta com um banco de dados climáticos de

58 cidades brasileiras.

Neste software são tratadas as seguintes variáveis climáticas:

temperatura, umidade relati

insolação e iluminância (céu).

Algumas estratégias de projeto, como o diagnóstico climático

(método de Givoni), a geometria ótima e eficiência energética

complementam esses dados e colaboram para uma análise completa do

clima de determinada cidade.

De uma forma geral, inicialmente são apresentados no software

Climaticus 4.2, os dados climáticos d

as médias dos dados climáticos de 1961 a 1990.

Figura 3.4 –

Tabela dos dados climáticos de Aracaju/SE

Fonte: Climaticus 4.2

A partir da

figura 3.4, pode

importantes sobre o clima local. O mês que apresenta a maior

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA

CIDADE DE ARACAJU

Márcia P. Alucci da FAUUSP e conta com um banco de dados climáticos de

Neste software são tratadas as seguintes variáveis climáticas:

temperatura, umidade relati

va, radiação solar

, precipitação, nebulosidade,

insolação e iluminância (céu).

Algumas estratégias de projeto, como o diagnóstico climático

(método de Givoni), a geometria ótima e eficiência energética

complementam esses dados e colaboram para uma análise completa do

clima de determinada cidade.

De uma forma geral, inicialmente são apresentados no software

Climaticus 4.2, os dados climáticos d

e Aracaju em uma tabela, contendo

as médias dos dados climáticos de 1961 a 1990.

Tabela dos dados climáticos de Aracaju/SE

Fonte: Climaticus 4.2

figura 3.4, pode

se fazer algumas

importantes sobre o clima local. O mês que apresenta a maior

116

CIDADE DE ARACAJU

-SE

Márcia P. Alucci da FAUUSP e conta com um banco de dados climáticos de

Neste software são tratadas as seguintes variáveis climáticas:

, precipitação, nebulosidade,

Algumas estratégias de projeto, como o diagnóstico climático

(método de Givoni), a geometria ótima e eficiência energética

complementam esses dados e colaboram para uma análise completa do

De uma forma geral, inicialmente são apresentados no software

e Aracaju em uma tabela, contendo

se fazer algumas

observações

importantes sobre o clima local. O mês que apresenta a maior

117

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

temperatura, tanto média quanto absoluta é Março, enquanto que Julho é

o mês mais frio. A amplitude térmica anual é considerada baixa, não

apresentando uma diferença muito significativa ao longo dos meses.

(Gráfico 3.1)

Gráfico 3.1 – Variação da temperatura anual e horária

Fonte: Climaticus 4.2

O período de chuva está associado aos meses de menor

temperatura, assim define-se que o verão é mais seco e o inverno

chuvoso, apresentando um índice de precipitação total maior nos meses

de abril a julho, como pode ser notado também nos gráficos 3.2 e 3.3.

Gráfico 3.2 – Precipitação máxima em

24h

Fonte: Climaticus 4.2

Gráfico 3.3 – Precipitação mensal

Fonte: Climaticus 4.2

Em relação à umidade relativa do ar, por meio dos dados

apresentados pelo Climaticus 4.2, percebe-se que a variação da média

anual é mínima, assim como não há uma diferença representativa na

118

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

variação horária da umidade relativa entre os meses mais frios e os mais

quentes do ano, como pode ser visto no gráfico 3.4.

Gráfico 3.4 – Variação da umidade relativa

Fonte: Climaticus 4.2

Em seguida, o software apresenta a carta bioclimática e o

diagnóstico climático feito através do Método de Givoni. (Figura 3.5).

“[…] foi em 1969 que Givoni concebeu uma carta

bioclimática para edifícios que corrigia algumas limitações do

diagrama idealizado por Olgyay. A carta de Givoni se baseia em

temperaturas internas do edifício, propondo estratégias

construtivas para adequação da arquitetura ao clima, enquanto

que Olgyay aplicava seu diagrama estritamente para as condições

externas.”(LAMBERTS E PEREIRA, 2004)

Figura 3.5 – Carta bioclimática para Aracaju-SE

Fonte: Climaticus 4.2

119

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

O diagnóstico climático define, então, que em 5,2% do tempo o

clima da cidade de Aracaju está em Conforto; em 74% a ventilação

natural pode melhorar a sensação térmica; e em 21,2% das horas do ano,

nenhum sistema passivo poderá proporcionar conforto térmico, sendo

necessário o condicionamento artificial do ar.

Para que se possa analisar esse comportamento climático ao longo

das horas do ano, a figura 3.6, extraída do software Climaticus 4.2,

mostra-se mais eficiente:

Figura 3.6 – Diagnóstico climático pelo método de Givoni

Fonte: Climaticus 4.2

Assim é possível perceber que, com a estratégia do aproveitamento

da ventilação natural, é possível se obter conforto térmico durante todo o

ano em Aracaju. Apenas o período da tarde nos meses de verão, quando o

clima fica mais severo, seria necessário o condicionamento artificial do ar.

Porém vale salientar que esse método não leva em consideração os

fatores de aclimatação da população local nem os aspectos culturais, o

que pode interferir nesse diagnóstico. Além disso, os dados obtidos são do

120

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

período de 1961 a 1990, que pode ter sofrido alguma alteração

significativa ao longo dos últimos anos.

Por este motivo, sentiu-se a necessidade de uma análise climática

mais atual e que inserisse também um estudo da velocidade e direção dos

ventos locais, já que não existe nenhum dado de vento para a cidade de

Aracaju nas análises do Climaticus, por exemplo. Dessa maneira, foi

necessária um busca de arquivos climáticos para a realização de uma

nova análise que complementasse todas as já expostas até aqui e sendo a

ventilação natural a principal estratégia de projeto para se obter o

conforto térmico nesta cidade, essa variável não poderia deixar de ser

verificada e analisada cautelosamente.

3.2.2 Coleta de dados climáticos

Para análise dos dados climáticos da cidade de Aracaju, foi realizada

uma pesquisa extensa em busca de arquivos climáticos disponíveis para

uma caracterização climática atual.

Devido à dificuldade de se encontrar esses arquivos e devido à

análise que se pretendia fazer, foi necessário buscar dados horários de

parâmetros climáticos essenciais por meio de instituições responsáveis

pelas medições climáticas na cidade de Aracaju para em seguida organizá-

los e analisá-los com o objetivo de alimentar todos os estudos e

simulações de desempenho térmico passivo das edificações. Para isso,

seria importante que os dados apresentados estivessem os mais próximos

possíveis da realidade local atual.

121

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

Alguns critérios foram estabelecidos para a escolha da base de

dados, entre eles: a localização da estação meteorológica, a periodicidade

dos registros, proporção de falhas, a confiabilidade do órgão responsável

pela estação e o período medido.

Assim, os dados fornecidos pela Estação Meteorológica de

Observação de Superfície Automática A-409 do Instituto Nacional de

Meteorologia – INMET, e localizada em Aracaju-SE (Lat. 10°57’S, Long.

37°03’W e Alt. 4.72m) foram os adotados nesta pesquisa por melhor

atender aos critérios estabelecidos.

Segundo informações fornecidas pelo site do INMET,

“uma estação meteorológica de superfície automática é

composta de uma unidade de memória central, ligada a vários

sensores dos parâmetros meteorológicos (pressão atmosférica,

temperatura e umidade relativa do ar, precipitação, radiação solar,

direção e velocidade do vento, etc), que integra os valores

observados minuto a minuto e os registra automaticamente a cada

hora”.

Foram fornecidos, pelo INMET, os dados horários de fevereiro de

2003 à dezembro de 2006 da:

• Precipitação (mm)

• Pressão atmosférica ao nível da estação (mb)

• Temperatura do ar - bulbo seco (ºC)

• Umidade relativa do ar (%)

• Velocidade do vento (m/s)

• Direção do vento (graus)

http://www.inmet.gov.br/html/rede_obs.php

122

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

Além desses dados, também foram fornecidos os dados da

Estação Convencional de janeiro de 1997 à dezembro de 2006, porém tais

dados foram descartados nesse estudo por apresentar registros de apenas

03 medições diárias (0:00, 12:00 e 18:00hs).

Toda a base escolhida foi analisada ano a ano para a

verificação de dados atípicos que pudessem interferir no resultado final.

Porém, por apresentar uma regularidade em todas as medições, nenhum

dado foi descartado, mas como havia algumas falhas, foi necessário fazer

a interpolação dos dados para a construção do ano de referência para

projeto com as 8760 horas para cada parâmetro.

O tratamento dos dados climáticos fornece, entre outras variáveis,

os valores da temperatura média, mínima e máxima de cada período do

ano e assim, proporciona ao arquiteto os dados necessários para o

diagnóstico dos períodos de prováveis desconfortos térmicos, com a

finalidade de uma intervenção por meio de projetos arquitetônicos

adequados ao clima local. Porém, é importante atentar ao fato de que a

sensação de conforto térmico não depende apenas da temperatura do ar,

mas está relacionado a um conjunto de variáveis climáticas, como o vento

e a umidade relativa do ar.

Nota-se por meio do gráfico 3.5 que, para a cidade de Aracaju, em

relação à média mensal da temperatura do ar, houve uma regularidade ao

longo dos anos de 2003 a 2006, o que permite se obter uma análise

média mais segura dos dados disponíveis.

Gráfico 3.5 -

Mas antes de chegar ao resultado apresentado no gráfico anterior,

foram calculadas as médias horárias dos registros obtidos e em seguida as

médias diárias para cada um dos meses do ano até se chegar a uma

média mensal. Dessa maneira, pode

comportamento das médias da temperatura mensal em cada um dos anos

e sua relação com a média geral.

Segundo a classificação climática de Köppen e de Strahler, Aracaju

apresenta clima quente e úmido. Em locais com alta umidade a

transmissão da radi

ação solar é reduzida porque o vapor de água e as

nuvens absorvem

parte d

refletindo uma parte de volta ao espaço.

Lamberts, et al (2004)

locais com alta umidade relativa e

evaporar o suor, o que aumenta a sensação de desconforto térmico da

população. Por este motivo é importante que o arquiteto observe a

relação conjunta entre a temperatura e a umidade local ao longo do ano

24,0

25,0

26,0

27,0

28,0

29,0

jan

fev

CAPÍTULO 3 –

O CLIMA DA

Média mensal da Temperatura do ar de bulbo seco

Mas antes de chegar ao resultado apresentado no gráfico anterior,

foram calculadas as médias horárias dos registros obtidos e em seguida as

médias diárias para cada um dos meses do ano até se chegar a uma

média mensal. Dessa maneira, pode

se comparar

comportamento das médias da temperatura mensal em cada um dos anos

e sua relação com a média geral.

Segundo a classificação climática de Köppen e de Strahler, Aracaju

apresenta clima quente e úmido. Em locais com alta umidade a

ação solar é reduzida porque o vapor de água e as

parte d

essa radiação e a redistribuem na atmosfera

refletindo uma parte de volta ao espaço.

Lamberts, et al (2004)

afirma que é necessário entender que em

locais com alta umidade relativa e

xiste uma maior dificuldade em

evaporar o suor, o que aumenta a sensação de desconforto térmico da

população. Por este motivo é importante que o arquiteto observe a

relação conjunta entre a temperatura e a umidade local ao longo do ano

mar

abr

mai

jun

jul

ago

set

out

TEMPERATURA DO AR - BULBO SECO

MÉDIA MENSAL (ºC)

2006 2003 2004 2005

Média

123

O CLIMA DA

CIDADE DE ARACAJU-SE

Média mensal da Temperatura do ar de bulbo seco

Mas antes de chegar ao resultado apresentado no gráfico anterior,

foram calculadas as médias horárias dos registros obtidos e em seguida as

médias diárias para cada um dos meses do ano até se chegar a uma

se comparar

melhor o

comportamento das médias da temperatura mensal em cada um dos anos

Segundo a classificação climática de Köppen e de Strahler, Aracaju

apresenta clima quente e úmido. Em locais com alta umidade a

ação solar é reduzida porque o vapor de água e as

essa radiação e a redistribuem na atmosfera

afirma que é necessário entender que em

xiste uma maior dificuldade em

evaporar o suor, o que aumenta a sensação de desconforto térmico da

população. Por este motivo é importante que o arquiteto observe a

relação conjunta entre a temperatura e a umidade local ao longo do ano

nov

dez

Média

124

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

para tentar amenizar o efeito desagradável que esse conjunto pode

proporcionar aliado a uma arquitetura não apropriada ao clima.

Em relação às medições aqui analisadas, entre os meses de abril e

setembro de 2006, por algum motivo não esclarecido pelo INMET,

infelizmente não houve registro dos dados climáticos na cidade de

Aracaju.

Para se obter os resultados relativos a umidade relativa que aqui

serão apresentados, os cálculos foram feitos com o valor da umidade

absoluta inicialmente. As primeiras médias foram feitas com os valores

diários de cada ano. Sendo assim foram encontradas as 8760 médias

diárias da umidade do ar. Em seguida realizou-se as médias mensais, com

valores das máximas absolutas, mínimas absolutas, médias das máximas

e mínimas e médias gerais. Assim, pode-se analisar separadamente cada

resultado encontrado para se entender melhor o comportamento geral

como o apresentado no gráfico 3.6. Depois de achado todos esses

resultados, os valores da umidade absoluta foram transformados em

umidade relativa, como é mais facilmente interpretado.

Apesar da diferença apresentada no ano de 2006, a média da

umidade relativa do ar ao longo do ano apresenta-se com uma variação

pouco significativa, confirmando os dados fornecidos pelo software

Climaticus 4.2. Levando-se em conta as médias dos quatro anos

apresentadas no gráfico 3.6, a média da umidade relativa do ar variou

entre 70 e 80%, nos mostrando que em uma cidade onde o potencial do

vento é bastante significativo, é possível neutralizar o efeito negativo da

umidade relativa

do ar aproveitando

índices de conforto térmico tanto nos espaços urbanos, quanto nas

edificações, desde que haja o mínimo de preocupação

projetar os espaços.

Gráfico

Ter conhecimento da direção dos ventos de uma determinada região

é de extrema importância no momento de decidir a correta forma e

orientação de um projeto arquitetônico que tem como principal estrat

o aproveitamento da ventilação natural como forma de amenização

climática. Dessa maneira, é mais fácil prever o comportamento do fluxo

de ar dentro da edificação e é possível simular diferentes soluções em

busca da mais apropriada para cada caso. Assi

possibilidade de projetar espaços mais fluidos, promover ventilação

vertical, além de criar elementos que direcionam o fluxo de ar para o

interior da edificação.

No caso do estudo da direção dos ventos para a cidade de Aracaju,

tomaram-

se como base as medições realizadas nos anos de 2003 a 2006,

jan

fev

Umidade relativa do ar

CAPÍTULO 3 –

O CLIMA DA

vento é bastante significativo, é possível neutralizar o efeito negativo da

do ar aproveitando

se a ventilação natural para atingir

índices de conforto térmico tanto nos espaços urbanos, quanto nas

edificações, desde que haja o mínimo de preocupação

Gráfico

3.6 –

Média mensal da umidade relativa do ar

Ter conhecimento da direção dos ventos de uma determinada região

é de extrema importância no momento de decidir a correta forma e

orientação de um projeto arquitetônico que tem como principal estrat

o aproveitamento da ventilação natural como forma de amenização

climática. Dessa maneira, é mais fácil prever o comportamento do fluxo

de ar dentro da edificação e é possível simular diferentes soluções em

busca da mais apropriada para cada caso. Assi

m, o projetista ainda tem a

possibilidade de projetar espaços mais fluidos, promover ventilação

vertical, além de criar elementos que direcionam o fluxo de ar para o

interior da edificação.

No caso do estudo da direção dos ventos para a cidade de Aracaju,

se como base as medições realizadas nos anos de 2003 a 2006,

fev

mar

abr

mai

jun

jul

ago

set

out

nov

Umidade relativa do ar

média mensal (%)

2003 2004 2005 2006 Média

125

O CLIMA DA

CIDADE DE ARACAJU-SE

vento é bastante significativo, é possível neutralizar o efeito negativo da

se a ventilação natural para atingir

índices de conforto térmico tanto nos espaços urbanos, quanto nas

edificações, desde que haja o mínimo de preocupação

no momento de

Média mensal da umidade relativa do ar

Ter conhecimento da direção dos ventos de uma determinada região

é de extrema importância no momento de decidir a correta forma e

orientação de um projeto arquitetônico que tem como principal estrat

égia

o aproveitamento da ventilação natural como forma de amenização

climática. Dessa maneira, é mais fácil prever o comportamento do fluxo

de ar dentro da edificação e é possível simular diferentes soluções em

m, o projetista ainda tem a

possibilidade de projetar espaços mais fluidos, promover ventilação

vertical, além de criar elementos que direcionam o fluxo de ar para o

No caso do estudo da direção dos ventos para a cidade de Aracaju,

se como base as medições realizadas nos anos de 2003 a 2006,

dez

média mensal (%)

126

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

onde foi conseguido um total de 28.754 medidas. A partir desses dados,

foi feito um cálculo para determinar a freqüência de cada uma dessas

direções e dessa maneira, poder determinar qual a direção predominante

da direção dos ventos em cada um dos horários de cada ano.

Analisando o gráfico 3.7, é fácil perceber que a direção do vento

mais freqüente para esta cidade é o vento Leste, representado pelo

ângulo de 90°, em todos os quatro anos de medição.

Gráfico 3.7- Direção Predominante dos ventos

Outro fator climático de grande importância para o diagnóstico

climático de uma região é a velocidade dos ventos. Apesar de ser

relativamente fácil obter o registro horário em determinada região, isso

não significa que em qualquer local esse registro será válido, visto que

inúmeros fatores podem interferir na velocidade dos ventos num

determinado local, como a rugosidade, topografia, construções no

entorno, a geometria do edifício, etc.

Apesar disso, sempre é possível se analisar a direção e velocidade

dos ventos no local onde se pretende construir para um diagnóstico mais

preciso, evitando dessa maneira equívocos que possam prejudicar o

1000

2000

3000

4000

360

120

150

180

210

240

270

300

330

Direção Predominante dos Ventos (graus)

2003

2004

2005

2006

127

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

conforto térmico da edificação, devido a alguma característica particular

de determinado espaço.

No caso desta dissertação, saber o comportamento geral do vento

em uma determinada região, já é extremamente importante e permite

que sejam realizados estudos e/ou simulações que contribuirão de

maneira significativa na busca de uma arquitetura adaptada ao clima

local, que consuma menos energia e proporcione o conforto ambiental aos

usuários.

Como já descrito anteriormente, foram obtidos registros horários

dos dados climáticos, incluindo também a velocidade do vento. Primeiro

os dados foram organizados de forma a identificar qual a velocidade

referente à primeira e à segunda predominância dos ventos. Feito isso, a

média horária para os anos de 2003 a 2006 foi calculada para em seguida

ser possível obter a velocidade média diária e assim serem elaborados os

gráficos mensais e posteriores análises. Por último, a média mensal da

velocidade dos ventos também foi calculada e o gráfico 3.8 pôde ser

elaborado facilitando assim uma análise geral anual da velocidade dos

ventos na cidade de Aracaju.

Percebe-se pelo gráfico 3.8 que os meses de setembro a março

apresentam as maiores médias de velocidade dos ventos e que os meses

de maio a agosto as menores velocidades. Numa primeira análise,

juntando dados obtidos até aqui, já se pode concluir que os meses mais

frios e chuvosos do ano apresentam

enquanto que os mais quentes apresentam as maiores.

Gráfico 3.

Esses dados são bastante favoráveis uma vez que na medida em

que a

temperatura do ar é mais elevada, precisamos de uma velocidade

do vento maior para remoção da carga térmica no ambiente e amenização

do desconforto causado pela alta umidade do ar e elevada temperatura. E,

ao mesmo tempo, a velocidade do vento elevada em é

prejudicial por não permitir a abertura de janelas nas edificações, o que

poderia contribuir para o desconforto dos usuários.

3.2.3

Ano climático de referência

Com a finalidade de alimentar

atuais da cidade de Ara

caju, foi montado um ano climático de referência

com as médias horárias da temperatura do ar, umidade relativa, direção e

velocidade dos ventos para cada uma das 8760 horas dos anos de 2003 a

2006.

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

jan

fev

mar

Velocidade média do vento (m/s)

Velocidade Média do Vento (m/s)

1°

PREDOMINÂNCIA

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA

CIDADE DE ARACAJU

frios e chuvosos do ano apresentam

menores velocidades do vento

enquanto que os mais quentes apresentam as maiores.

– Velocidade média mensal do vento

Esses dados são bastante favoráveis uma vez que na medida em

temperatura do ar é mais elevada, precisamos de uma velocidade

do vento maior para remoção da carga térmica no ambiente e amenização

do desconforto causado pela alta umidade do ar e elevada temperatura. E,

ao mesmo tempo, a velocidade do vento elevada em é

pocas chuvosas é

prejudicial por não permitir a abertura de janelas nas edificações, o que

poderia contribuir para o desconforto dos usuários.

Ano climático de referência

Com a finalidade de alimentar

simulações com dados climáticos

caju, foi montado um ano climático de referência

com as médias horárias da temperatura do ar, umidade relativa, direção e

velocidade dos ventos para cada uma das 8760 horas dos anos de 2003 a

mar

abr

mai

jun

jul

ago

set

out

nov

dez

Meses do ano

Velocidade Média do Vento (m/s)

PREDOMINÂNCIA

2° PREDOMINÂNCIA

128

CIDADE DE ARACAJU

-SE

menores velocidades do vento

Esses dados são bastante favoráveis uma vez que na medida em

temperatura do ar é mais elevada, precisamos de uma velocidade

do vento maior para remoção da carga térmica no ambiente e amenização

do desconforto causado pela alta umidade do ar e elevada temperatura. E,

pocas chuvosas é

prejudicial por não permitir a abertura de janelas nas edificações, o que

simulações com dados climáticos

caju, foi montado um ano climático de referência

com as médias horárias da temperatura do ar, umidade relativa, direção e

velocidade dos ventos para cada uma das 8760 horas dos anos de 2003 a

129

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

● Temperatura do ar

Analisando o gráfico 3.9 é possível afirmar que a base de dados dos

registros horários de temperaturas do ar ao longo dos últimos quatro anos

(2003 a 2006), apresentou-se harmonicamente, significando que nesse

período não houve nenhum ano atípico e validando as informações obtidas

com as médias apresentadas aqui.

Gráfico 3.9 – Temperatura do ar ao longo do ano de referência (°C)

Após uma análise minuciosa dos dados de temperatura do ar

durante todas as horas do dia, por quatro anos seguidos, chegamos a

uma média anual de temperatura do ar de 26,5ºC. Porém, como se trata

de uma média esse número poderia não ser muito representativo, então

na tabela 3.2 se mostra um resumo de todas as médias calculadas

referentes à temperatura do ar para cada mês do ano e suas variações

para uma análise mais completa.

As informações inseridas na tabela 3.2 foram transportadas para o

gráfico 3.10, possibilitando outra forma de visualizar e comparar todas as

médias calculadas.

Temperatura (°C)

Temperatura ao longo do ano de referência

TEMPERATURA DO AR - BULBO SECO, HORÁRIA (°c)

130

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

Tabela 3.2 – Médias da temperatura do ar (2003 a 2006)

Gráfico 3.10 – Médias da temperatura do ar (2003 a 2006)

A seguir estão representadas as temperaturas máximas absolutas e

as temperaturas mínimas absolutas encontradas ao longo dos quatro anos

de registro, para cada hora do dia. Vale salientar que os valores do gráfico

são os extremos encontrados em quatro anos de registros, e são

relacionadas apenas às horas do dia, ignorando o ano e o mês referente.

Dessa maneira, as informações contidas no gráfico 3.11 são meramente

para informar quais as temperaturas máximas e mínimas registradas em

determinado horário no período estudado e serve para complementar as

TEMP. MÁX.

ABSOLUTA (°C)

TEMP. MÍN.

ABSOLUTA (°C)

MÉDIA DAS TEMP.

MÁXIMAS (°C)

MÉDIA DAS TEMP.

MÍNIMAS (°C)

TEMP. MÉDIA

GERAL (°C)

JAN 31,7 21,9 30,4 23,9 27,2

FEV 31,1 22,2 30,5 24,0 27,6

MAR 31,7 22,8 31,0 24,2 27,9

ABR 31,8 21,7 30,7 23,5 27,5

MAI 30,7 20,7 29,5 22,5 26,5

JUN 29,4 20,6 28,6 22,2 25,8

JUL 28,1 19,0 27,5 21,3 24,6

AGO 28,0 18,8 27,3 21,5 24,6

SET 29,2 20,0 28,0 22,1 25,5

OUT 29,7 21,7 29,1 22,9 26,3

NOV 30,5 22,1 29,6 23,6 26,6

DEZ 34,4 22,5 30,3 24,2 27,2

JAN

FEV

…

ABR

MAI

JUN

JUL

…

SET

OUT

…

DEZ

Temperatura (°C)

Temperatura do ar - bulbo seco

Registro de 2003 a 2006

TEMP. MÁX. ABSOLUTA (°C)

TEMP. MÍN. ABSOLUTA (°C)

MÉDIA DAS TEMP. MÁXIMAS (°C)

MÉDIA DAS TEMP. MÍNIMAS (°C)

TEMP. MÉDIA GERAL (°C)

131

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

informações fornecidas por meio dos cálculos das médias da temperatura

do ar.

Gráfico 3.11 – Temperatura Horária Absoluta – Máximas e mínimas

Além das médias e do registro das máximas e mínimas absolutas,

saber com que freqüência cada uma dessas temperaturas ocorre também

colabora para uma análise climática mais completa.

Gráfico 3.12 – Freqüência da Temperatura do ar entre 2003 e 2006

O gráfico 3.12 mostra, por exemplo, que em 68,7% dos dados

registrados nos quatro anos analisados a temperatura do ar em Aracaju

esteve entre 24 e 28°C. E em apenas 2,3% dos registros a temperatura

ultrapassou os 30°C, nesta cidade.

0:00

1:00

2:00

3:00

4:00

5:00

6:00

7:00

8:00

9:00

10:00

11:00

12:00

13:00

14:00

15:00

16:00

17:00

18:00

19:00

20:00

21:00

22:00

23:00

TEMPERATURA (°C)

Temperatura Horária Absoluta (de 2003 a 2006)

MÍNIMA MÁXIMA

1,4%

7,9%

30,4%

38,2%

19,7%

2,3%

Frequência da Temperatura

do Ar - Bulbo Seco

(2003 a 2006)

Temp ≤ 20°C

20°C< Temp ≤ 22°C

22°C< Temp ≤ 24°C

24°C< Temp ≤ 26°C

26°C< Temp ≤ 28°C

28°C< Temp ≤ 30°C

30°C< Temp ≤ 32°C

132

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

● Umidade Relativa

Assim como os dados da temperatura do ar, a umidade relativa

registrada nos anos de 2003 a 2006 mostrou valores compatíveis o que

indica que também em relação à umidade do ar esses anos foram típicos

e, portanto válidos para uma análise realista do clima deste universo de

estudo.

No gráfico 3.13 nota-se que a maior parte dos registros horários da

umidade do ar está compreendida no intervalo de 65% a 85%, o que

acaba nos fornecendo uma média geral de 75%.

Gráfico 3.13 – Umidade Relativa do ar ao longo do ano de referência

É claro que ter uma média nos ajuda a ter uma visão geral do

problema, mas é imprescindível detalhar mais os dados para ter real

noção da variação que está por trás de um simples número. Por este

motivo a tabela 3.3 pode esclarecer as variações encontradas na análise

dos registros dos anos de 2003 a 2006.

100

Umidade Relativa do Ar (%)

Umidade Relativa do Ar ao longo do ano de referência

Umidade relativa do ar, horária (%)

133

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

Tabela 3.3 – Médias da umidade relativa do ar (2003 a 2006)

UMID. REL.

DO AR MÁX.

ABS. (%)

UMID. REL. DO

AR MÍN. ABS.

(%)

UMID. REL.

DO AR MÉDIA

DAS MÁX.(%)

UMID. REL. DO

AR MÉDIA DAS

MÍN.(%)

UMID. REL. DO

AR MÉDIA

GERAL (%)

JAN

90 64 80 72 76

FEV

84 67 80 71 75

MAR

85 66 79 71 75

ABR

89 62 78 69 73

MAI

89 64 81 72 76

JUN

90 61 79 68 74

JUL

91 55 80 69 75

AGO

88 63 81 70 76

SET

91 64 80 69 74

OUT

90 64 80 69 74

NOV

89 64 83 70 76

DEZ

88 66 80 70 75

Porém, no caso de Aracaju, inicialmente citado através dos dados do

Climaticus 4.2 e em seguida pela análise detalhadas dos últimos quatro

anos, a variação da umidade relativa do ar é muito baixa ao longo do ano,

tanto que a variação ao longo do dia pode ser considerada maior (mesmo

que ainda pequena), uma vez que a presença do sol diminui a umidade do

ar, tornando as noites um pouco mais úmidas que os dias.

Gráfico 3.14 – Média da umidade relativa do ar ( 2003 a 2006)

JAN

FEV

MAR

ABR

MAI

JUN

JUL

AGO

SET

OUT

NOV

DEZ

Umidade Relativa do Ar (%)

Média da Umidade Relativa do Ar

Registro de 2003 a 2006

UMID. REL. DO AR

MÁX. ABS. (%)

UMID. REL. DO AR

MÍN. ABS. (%)

UMID. REL. DO AR

MÉDIA DAS MÁX.(%)

UMID. REL. DO AR

MÉDIA DAS MÍN.(%)

UMID. REL. DO AR

MÉDIA GERAL (%)

134

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

Repassando os dados da tabela 3.3 para o gráfico 3.14 é possível

ter outra forma visual de análise dos resultados, sendo inclusive mais

claro perceber a pouquíssima variação das médias de umidade do ar ao

longo do ano.

Levando-se em consideração que a temperatura do ar em Aracaju

apresenta uma média de 26,5º e pouquíssimas vezes (2,3% dos registros

entre 2003 e 2006) ultrapassa os 30ºC e que a média da umidade relativa

do ar é de 75%, é possível afirmar que com o uso de dispositivos de

sombreamento e com o devido aproveitamento da ventilação natural, é

facilmente possível estar em conforto térmico nesta cidade.

● Direção e velocidade dos ventos

Para a análise dos dados de vento, a verificação é feita de hora em

hora e como não se estabelece médias para os dados de direção dos

ventos, os valores registrados foram agrupados em quadrantes com o

objetivo de identificar o quadrante predominante e então se estabelecer a

velocidade do vento média para os quadrantes predominantes, definindo

dessa forma, a primeira e segunda predominância dos ventos locais.

Resumindo todas as análises realizadas, a tabela 3.4 apresenta os

resultados encontrados após estudo completo dos registros realizados em

Aracaju no período de janeiro de 2003 a dezembro de 2006, dispostos

mês a mês.

135

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

Por meio desta tabela pode-se ter uma visão geral do

comportamento dos ventos predominantes na região com sua variação ao

longo do ano de referência.

Tabela 3.4 – Dados dos ventos na cidade de Aracaju (2003 a 2006)

Aqui é fácil perceber que os meses mais quentes do ano apresentam

médias da velocidade do vento mais altas que nos meses mais

frios/chuvosos, o que é altamente favorável ao conforto térmico. Além

disso, assim como os ventos predominantes, os valores referentes à

segunda predominância apresentam uma média de 3,2m/s e uma direção

muito próxima da primeira predominância tornando mais fácil a adoção de

estratégias de projeto que visem o aproveitamento desses ventos.

● Dados Climáticos de Aracaju

Resumindo todas as principais informações apresentadas até aqui

sobre os dados climáticos coletados da cidade de Aracaju, podemos

finalizar com a seguinte tabela 3.5:

DIREÇÃO (°) VELOCIDADE (m/s) DIREÇÃO (°) VELOCIDADE (m/s)

JANEIRO 90 4,4 120 3,3

FEVEREIRO

90 4,4 120 3,0

MARÇO

90 4,5 120 3,1

ABRIL

120 3,4 90 3,4

MAIO 120 2,8 150 2,7

JUNHO 150 2,5 120 2,7

JULHO 150 2,9 180 3,1

AGOSTO 120 2,8 180 3,5

SETEMBRO 90 3,7 120 3,5

OUTUBRO 90 4,9 120 3,4

NOVEMBRO 90 4,8 120 3,2

DEZEMBRO

90 4,7 120 3,3

MÉDIA ANUAL 90 3,8 120 3,2

PRIMEIRA PREDOMINÂNCIA SEGUNDA PREDOMINÂNCIA

136

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

Tabela 3.5 – Dados climáticos de Aracaju de 2003 a 2006

Fonte: INMET

ARACAJU

Altitude: 4m

Pressão:

101277 PA

Latitude: 10,9 S

Longitude:

37,1 W

JANEIRO

FEVEREIRO

MARÇO

ABRIL

MAIO

JUNHO

JULHO

AGOSTO

SETEMBRO

OUTUBRO

NOVEMBRO

DEZEMBRO

Temp. Méd.(ºc)

27,2

27,6

27,9

27,5

26,5

25,8

24,6

25,5

26,3

26,6

27,2

Temp. Máx

(ºc)

30,4

30,5

31,0

30,7

29,5

28,6

27,5

27,3

28,0

29,1

29,6

30,3

Temp. Mín. (ºc)

23,9

24,0

24,2

23,5

22,5

22,2

21,3

21,5

22,1

22,9

23,6

24,2

T. Max.

Abs.(ºc)

31,7

31,1

31,7

31,8

30,7

29,4

28,1

28,0

29,2

29,7

30,5

34,4

T. Mín. Abs.

(ºc)

21,9

22,2

22,8

21,7

20,7

20,6

18,8

20,0

21,7

22,1

22,5

Umid

. Rel.

(%)

Vel. Vento

(m/s)

4,4

4,5

3,4

2,8

2,5

2,9

2,8

3,7

4,9

4,8

4,7

Se compararmos os dados da tabela 3.5 com os dados fornecidos

pelo programa Climaticus 4.2 (de 1961 a 1990) inserido anteriormente,

podemos notar que houve um pequeno aumento nas médias da

temperatura (em torno de 1ºC) e uma leve queda na umidade relativa do

ar. Esse fato era esperado, uma vez que vivemos num crescente aumento

de temperatura do ar no planeta, e, justamente com a finalidade de se

avaliar e atualizar esses dados que se fez necessário e se julgou

importante o tratamento dos dados climáticos mais atuais.

3.2.4 Dia típico de projeto

Os dados climáticos devem apresentar um significado estatístico de

um determinado período de tempo para atender os níveis de exigência na

avaliação do projeto arquitetônico. Para isso devem-se estabelecer os

chamados dias típicos de projeto de verão e de inverno.

Seguindo a recomendação da Norma da ABNT (2004) - Desempenho

de edifícios habitacionais de até cinco pavimentos – para Aracaju apenas é

137

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

necessário analisar o desempenho térmico para as condições de verão,

devido às características climáticas locais.

Existem algumas metodologias para determinar os dias típicos de

projeto. Goulart e Lamberts (1993) descrevem e comparam a metodologia

desenvolvida pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São

Paulo (IPT) e a desenvolvida por Miguel Sattler do CIENTEC de Porto

Alegre. Eles definem a metodologia do IPT como mais rigorosa, pois a

definição dos dias típicos está baseada num período de tempo menor que

a metodologia de Sattler. Porém chegam à conclusão que a escolha entre

essas duas metodologias deve se basear na amplitude térmica diária da

região.

“Em locais onde os valores de amplitude diária são

próximos ao valor da amplitude média do período em questão

(média das Tmáx. - média das Tmin.), recomenda-se aplicar a

metodologia desenvolvida por SATTLER. Caro contrário, se os

valores de amplitude diária estão, na maioria das vezes, acima do

valor de amplitude média, recomenda-se, então, a metodologia

desenvolvida pelo IPT.” (GOULART e LAMBERTS, 1993).

No caso desta pesquisa, onde os dados analisados correspondem

apenas a um período de quatro anos e, além disso, apresentam dados

muito equilibrados, será utilizada a metodologia aplicada pelo Laboratório

de Conforto Ambiental e Eficiência Energética da USP (LABAUT), ao

desenvolverem um banco de clima para uma consultoria para o novo

Centro de Pesquisa Tecnológica da Petrobrás (CENPES II), localizado na

Baía de Guanabara.

138

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

Assim, para a determinação do mês crítico de verão, identificou-se

na série de dados medidos o mês real mais quente dos últimos quatro

anos, para a realização de simulações das cargas térmicas dos edifícios.

Dentro desse mês, analisaram-se os períodos de maior estabilidade

atmosférica para se extrair o dia de referência de verão, com o objetivo

de fornecer dados para simulações que avaliam o desempenho dos

recintos com diferentes materiais e componentes constritivos.

Então, o mês crítico de verão considerado nesta série histórica foi

março de 2006, que apresentou a maior média da temperatura do ar.

Gráfico 3.15 – Mês crítico de verão – Março de 2006

Já o dia de referência de verão adotado foi 12 de março de 2006,

pelas características estáveis apresentadas nos gráficos a seguir:

26,5

27,0

27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

Temperatura do ar (ºC)

MARÇO - 2006

TEMPERATURA DO AR - BULBO SECO

MÉDIA DIÁRIA (ºC)

139

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

Gráfico 3.16 – Temperatura do ar – 12 de março de 2006

Gráfico 3.17 – Umidade relativa do ar – 12 de março de 2006

Gráfico 3.18 – Velocidade do vento – 12 de março de 2006

Considerando que em relação à direção dos ventos foi estabelecido

que a direção de 90º (leste) compreendia os registros inseridos no

quadrante entre 67,5º e 112,5º, percebemos que no dia 12 de março de

2006 os registros de todos os horários mostraram que a direção dos

27,0

27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

00:00

01:00

02:00

03:00

04:00

05:00

06:00

07:00

08:00

09:00

10:00

11:00

12:00

13:00

14:00

15:00

16:00

17:00

18:00

19:00

20:00

21:00

22:00

23:00

Temperatura do ar (ºC)

Dia de Referência de Verão- 12/03/2006

MÉDIA DA TEMPERATURA DO AR (ºC)

00:00

01:00

02:00

03:00

04:00

05:00

06:00

07:00

08:00

09:00

10:00

11:00

12:00

13:00

14:00

15:00

16:00

17:00

18:00

19:00

20:00

21:00

22:00

23:00

Umidade Relativa (%)

Dia de Referência de Verão - 12/03/2006

MÉDIA DA UMIDADE RELATIVA DO AR (%)

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

00:00

01:00

02:00

03:00

04:00

05:00

06:00

07:00

08:00

09:00

10:00

11:00

12:00

13:00

14:00

15:00

16:00

17:00

18:00

19:00

20:00

21:00

22:00

23:00

Velocidade do vento (m/s)

Dia de referência de verão - 12/03/2006

MÉDIA DA VELOCIDADE DO VENTO (m/s)

140

CAPÍTULO 3 – O CLIMA DA CIDADE DE ARACAJU-SE

ventos estava totalmente inserida nesse intervalo, representando bem a

tendência da direção dos ventos para a cidade de Aracaju.

Gráfico 3.19 – Direção dos ventos – 12 de março de 2006

Ao finalizar a análise climática desta cidade, é importante destacar

que o correto seria uma análise dos dados climáticos dos últimos 30 anos,

porém não foi possível conseguir tais dados, sendo disponibilizados

apenas os registros de 2003 a 2006. Entretanto, pôde-se perceber com a

análise detalhada de todas as médias que felizmente esses quatro anos

apresentaram comportamentos compatíveis entre si o que demonstra se

tratar de anos típicos em relação ao comportamento climático, tornando o

resultado encontrado mais próximo da realidade atual do clima desta

cidade.

100

105

00:00

01:00

02:00

03:00

04:00

05:00

06:00

07:00

08:00

09:00

10:00

11:00

12:00

13:00

14:00

15:00

16:00

17:00

18:00

19:00

20:00

21:00

22:00

23:00

Direção dos ventos (º)

Dia de referência de verão - 12/03/2006

DIREÇÃO DOS VENTOS (º)

141

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Neste capítulo serão expostas, de maneira resumida, todas as

etapas e parâmetros utilizados no processo de simulação computacional

no software escolhido, desde a elaboração do modelo até o tratamento da

imagem com o resultado final.

Tomou-se como base para explicar todas as etapas o modelo

experimental que representa o entorno delimitado para esta pesquisa,

com as edificações inseridas neste espaço, inclusive o edifício objeto de

estudo. Porém, neste modelo experimental ainda não está inserido o

apartamento escolhido.

Nesta simulação é possível avaliar a resposta gerada pelo software

escolhido, estudar a melhor definição dos parâmetros a serem utilizados

nas simulações em função dos resultados obtidos aqui e adequar os

modelos futuros em função das condições iniciais.

4.1 M

ÉTODOS PREDITIVOS DE VENTILAÇÃO NATURAL

“Como deve agir um projetista ante o caso real de um

edifício a ser construído em um determinado local, quando deseja

o efeito do vento nos problemas de ventilação natural? Em

primeiro lugar, é necessário verificar se a ventilação natural

constitui uma questão de vital importância para o edifício e que,

por isto, carece de um estudo rigoroso. Em seguida, cabe decidir

se o vulto da obra justifica as despesas dos ensaios de um modelo

do edifício, em túnel aerodinâmico, ou, em caso contrário, cabe

apenas aplicar no estudo da ventilação os conhecimentos gerais já

existentes e colhidos em ensaios de tipos padrões de edifícios.”

(TOLEDO, E. 1999, p. 97)

142

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Existem diversos métodos de predição da ventilação natural por

ação dos ventos nas edificações e sua escolha deve se basear na

importância da ventilação natural para o projeto, sua localização e

tipologia, além, evidentemente da disponibilidade de recursos humanos e

materiais.

4.1.1 Túneis de vento e simulação computacional

Os ensaios em túneis de vento são utilizados com diversas

finalidades, entre as quais: verificação do efeito do vento entre as

edificações no meio urbano; análise da ventilação no interior das

edificações e determinação do coeficiente de pressão sofrida em cada

fachada; análise da dispersão de poluentes; análise estrutural de edifícios;

análise da propagação de emissões veiculares, entre outros. Para isso é

necessária a construção de um modelo em escala reduzida que reproduza

fielmente os objetos a serem pesquisados. Essa escala deve ser a maior

possível para facilitar a reprodução dos detalhes das aberturas.

Segundo Toledo, E. (1999, p.98) “praticamente todo o

conhecimento científico sobre a ação do vento nos edifícios foi proveniente

de ensaios de modelos em túneis aerodinâmicos”. Porém, infelizmente,

ensaios em túneis de vento ainda não estão ao alcance da maior parte dos

projetistas que buscam uma análise detalhada dos efeitos da ventilação

natural na edificação. Apesar da tecnologia envolvida na construção de um

túnel de vento ter permanecido a mesma nos últimos cinquenta anos, a

143

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

complexidade e os custos que envolvem uma simulação impedem sua

popularidade.

Para Cóstola (2006) as duas principais aplicações do túnel de vento

no estudo da ventilação no edifício são para validação de modelos teóricos

(como os CFD’s) e para avaliação da ventilação de um edifício específico.

Porém, quando o uso objetiva a avaliação do desempenho de um projeto

é a determinação do coeficiente de pressão a principal abordagem

encontrada nos estudos realizados em túneis de vento.

O ensaio em modelo reduzido em túneis de vento é mais utilizado

para estudos na área do urbanismo. No caso da arquitetura,

principalmente do interior dos edifícios, cada vez mais a simulação

computacional vem sendo empregada nos estudos acadêmicos e na

prática profissional, inclusive em caráter obrigatório em alguns países

europeus e da América do Norte, na busca da eficiência energética das

edificações.

4.1.2 A prática da simulação computacional

O uso de ferramentas computacionais para a análise do desempenho

de edificações e espaços urbanos é uma prática relativamente nova no

Brasil, apesar de já estar sendo explorada há mais de 30 anos na Europa.

Na arquitetura, o uso de tais ferramentas pode auxiliar na avaliação

da relação entre as questões ambientais (clima) e arquitetônicas (formas,

materiais, etc.) e ajudar na conscientização da importância do emprego

de técnicas passivas de condicionamento do ar e da iluminação natural em

144

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

busca de uma maior eficiência energética nas edificações e consequente

ganho ambiental.

No estudo da ventilação natural, os softwares são de grande

complexidade e em geral utilizados por grupos de pesquisadores ou

profissionais especializados nas áreas de conforto ambiental que buscam

nas simulações a visualização das respostas aos problemas impostos. Mas

é importante destacar que os softwares desenvolvidos para simulações de

conforto ambiental e eficiência energética, apesar de elaborados de

acordo com modelos de cálculos reconhecidos pela comunidade científica

internacional, devem ser validados por medições e experimentos físicos.

Felizmente, vários programas vem sendo desenvolvidos em várias

partes do mundo e se tornam cada vez mais ferramentas bastante úteis

na área da arquitetura e urbanismo. Porém, a escolha do software deve

ser baseada principalmente no objetivo do estudo, nos dados existentes e

nas respostas solicitadas, além de que, evidentemente, na disponibilidade

dos equipamentos e licenças necessários.

Em um dos estudos que exemplifica o emprego de um software,

Toledo, A. (1999) questiona o critério de dimensionamento das aberturas

sugerido pelo Modelo IBAM/PROCEL 1997, que se baseia na área de piso,

sem considerar os fatores externos e do edifício. Assim, por meio da

simulação com o software VENTIL.FOR-85, ele simula 5 modelos de

dormitórios, considerando a velocidade do vento, os coeficientes de

pressão e as resistências nas aberturas descartando a variação da

145

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

temperatura para simplificação dos cálculos. Os resultados mostram que

os critérios geométricos adotados, que consideram a ventilação natural

com caráter genérico, não são adequados para o caso de Maceió. Por fim

ele aponta para a necessidade de consideração de outros fatores,

presentes em outros métodos.

Já Bittencourt e Lôbo (1999) apresentaram um trabalho sobre a

influência da localização das aberturas na ventilação natural de edificações

escolares com o objetivo de investigar a influência conjugada dos

parâmetros arquitetônicos relativos à localização e dimensão das

aberturas de salas de aulas típicas, na ventilação natural no interior

destes espaços, aumentando o conforto ambiental e o rendimento

discente nessas edificações. Foram realizadas simulações utilizando o

programa PHOENICS 2.2.2 e por meio dos resultados, observou-se que,

quando as aberturas de entrada do fluxo de ar se encontram na faixa

média e as aberturas de saída na faixa alta, associadas a uma maior

dimensão das aberturas, obtém-se um melhor padrão de circulação do ar

no interior do ambiente.

Figura 4.1 - Planta da sala com abertura de

entrada= 1/5 do piso, na faixa média, e

saída na faixa alta com vento a 90º

FONTE: Bittencourt e Lôbo (1999)

Figura 4.2 – Corte no centro da sala com

abertura de entrada=1/5 do piso, na faixa

média, e saída na faixa alta com vento a

90º

FONTE: Bittencourt e Lôbo (1999)

146

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Dessa forma, os autores concluem que os resultados apresentados

nas figuras 4.1 e 4.2 mostram que a localização das aberturas exerce

maior influência sobre o padrão de distribuição do ar das salas de aula do

que a variação da dimensão das mesmas.

Em outro estudo, ainda em salas de aula, Bittencourt e Peixoto

(2003) realizaram simulações computacionais com o auxílio do software

PHOENICS 3.3 com a finalidade de verificar o desempenho da ventilação

natural em dois prédios distintos e em seguida propor soluções para

melhorar seu aproveitamento. No final provaram por meio das simulações

realizadas que simples medidas de adequação dos edifícios ao clima local

podem promover edificações energeticamente mais eficientes, destacando

a responsabilidade do arquiteto ao definir os partidos arquitetônicos.

Com o objetivo de investigar o potencial do uso de captadores de

ventos em habitações populares em locais de clima quente e úmido

visando o conforto térmico no interior das edificações, Bittencourt e Lôbo

(2003) realizaram simulações computacionais utilizando o software

PHOENICS 3.2 e verificaram que o uso de captadores de ventos pode

gerar um aumento significativo da velocidade do fluxo de ventilação

natural em alguns ambientes da edificação sem custos adicionais

importantes.

Costa (2001) também utilizou os recursos do programa PHOENICS

3.2 para simular a aplicação das prescrições urbanísticas na cidade de

Natal-RN, analisando os efeitos sobre a ventilação natural e concluiu que a

147

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

redução sucessiva nos índices que definem o afastamento mínimo entre as

edificações reduz a velocidade dos ventos nas áreas mais adensadas e

pode provocar a formação de ilhas de calor.

Por outro lado, AKUTSU et.al. (1998) utilizaram o programa ESP-r

(Energy Simulation Program – research) para a análise das condições de

ventilação natural de uma edificação para condições típicas de verão da

cidade de São Paulo e mostrou o quanto a ventilação de uma habitação

pode ser prejudicada no caso de um mau posicionamento em relação à

incidência dos ventos e que a distribuição das janelas nas fachadas é um

parâmetro fundamental na qualidade de ar no interior dos recintos.

Também Figueiredo (2007), em sua dissertação de mestrado, cujo

objetivo foi avaliar o potencial de utilização da ventilação natural em

edifícios de escritórios sob o ponto de vista do conforto térmico, utilizou o

software Energy Plus para avaliar as temperaturas operativas internas no

modelo elaborado e em seguida, em caráter exploratório, a autora

desenvolveu simulações no software CFX 5.7 com o objetivo de estimar se

a temperatura e a velocidade do ar no interior do recinto poderiam gerar

desconforto térmico no mesmo.

Prata (2005) ao estudar a ventilação natural urbana relacionada ao

conforto urbano dos usuários das cidades realizou ensaios em túnel de

vento que comprovaram que o padrão de vento no meio urbano é alterado

pelas mudanças na altura e posicionamento dos edifícios. Em

complemento e para verificar possíveis diferenças nos resultados obtidos,

148

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

também foram elaboradas simulações com o software CFX 5.7 que se

mostrou eficiente na quantificação dos valores de velocidade do ar.

Leite (2008) investigou a relação entre o processo de verticalização

na cidade de São Luís e a ventilação natural de seu entorno por meio da

construção de seis diferentes cenários que foram simulados no software

CFX 5.7 com o objetivo de, comparado a ocupação atual, avaliar a

velocidade e direção do vento no nível do pedestre, destacando como a

metodologia empregada viabiliza pré-determinar o impacto que a

ventilação natural urbana poderá sofrer com as futuras edificações.

Cóstola (2006) em sua dissertação de mestrado formulou um

procedimento para a quantificação da vazão do ar promovida pela ação do

vento no interior do edifício, em climas quentes. Diversas ferramentas

foram apresentadas detalhadamente, como o uso do túnel de vento e

simulação com software de dinâmica dos fluidos, juntamente com o uso e

os parâmetros de entrada necessários. Ao concluir a dissertação, o autor

ressalta a disponibilidade de um conjunto de ferramentas para predição da

ventilação natural no interior das edificações, mas lembra que cabe ao

projetista o uso criterioso destes recursos no projeto arquitetônico.

4.2 A

ESCOLHA DO SOFTWARE DE SIMULAÇÃO

Prata (2005) afirma que “os modelos CFD são muito poderosos e

requerem cálculos intensos, mas fornecem resultados detalhados que

podem mostrar claramente os defeitos em projetos sugeridos.” Assim,

149

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

com o auxílio dessa ferramenta novas propostas podem ser analisadas e

sugeridas até que se obtenha um resultado satisfatório.

O programa CFX utiliza as equações fundamentais de fluxo, além de

permitir que o usuário insira outras equações específicas para as diversas

variáveis. Segundo Harries (2005), apud Leite (2008)

, para solucionar as

propriedades do escoamento de um fluído, calculando determinados

pontos em um volume de controle, conhecidos como malha, o CFX se vale

das seguintes equações fundamentais de fluxo:

• Equação da Conservação de Massa (Equação da Continuidade);

• Equação da Conservação de Momento (Equações de Navier-Stokes);

• Equação da Conservação de Energia (no caso das simulações

térmicas);

• Equação de Conservação Escalar - Dispersão de Fumaça e Poluentes;

• Equações para Turbulência.

Para as simulações deste trabalho foi escolhido o software CFX 5.7

pelos seguintes motivos:

• Disponibilidade de licença educacional para o Labaut – Laboratório de

Conforto Ambiental e Eficiência Energética;

• A experiência no uso deste aplicativo em dissertações de mestrado e

teses de doutorado anteriores, permitindo que os alunos mais

experientes pudessem compartilhar o conhecimento acumulado para a

realização desta pesquisa;

HARRIES, Alan. Notas de Aula. In: Workshop: CFX – FAUUSP. São Paulo, 2005

150

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

• Estuda a mecânica dos fluidos em ambientes ou superfícies e possibilita

a interação entre fluxos internos e externos;

• Apresenta os resultados das simulações em imagens 3D, facilitando a

análise e visualização destes resultados;

• Permite a simulação de modelo em qualquer escala e em qualquer

condição de contorno.

O CFX é uma ferramenta de suma importância na fase de

elaboração do projeto, como também na avaliação de edifícios existentes.

Por ser um software de dinâmica dos fluidos, é adequado ao estudo da

ventilação, natural ou mecânica, tanto do edifício quanto do meio urbano.

4.3 M

ÓDULOS DO

CFX

O processo completo de simulação no software CFX é dividido

basicamente em três etapas, a Pre-Processor, a Solver e a Post-Processor,

que vão desde a confecção do modelo até o tratamento dos resultados

finais.

Figura 4.3 - Etapas da simulação no CFX

Disponível em: http://www.ansys.com/products/cfx.asp

Acesso em 13 de outubro de 2008.

151

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

As atividades de cada etapa do processo de simulação estão

resumidas na tabela 4.1 e o detalhamento completo de cada uma das

etapas da simulação será descrito nos próximos itens deste trabalho.

Tabela 4.1 – Módulo do CFX com as respectivas atividades

(Adaptada de BRANDÃO, 2008, p. 95)

MÓDULO ATIVIDADES

ICEM

- Correções simples na geometria;

- Verificação da qualidade e estanqueidade do modelo;

- Definição das condições de contorno, através da separação das “Parts”;

- Parametrização e elaboração da malha (mesh).

CFX-Pre

- Definição do regime de simulação (permanente ou transiente);

- Definição das condições de contorno (entradas, saídas, aberturas e paredes);

- Definição das equações a serem utilizadas para o cálculo, inclusive as de

parametrização as turbulência;

- Definição dos critérios de convergências e intervalos de iteração;

- Localização dos pontos de monitoramento.

CFX-Solver

- Apresentação dos parâmetros de simulação em arquivo de texto;

- Programação do tipo de simulação (serial ou paralelo);

- Monitoramento da convergência das equações de momento e de massa;

- Geração de resultados.

CFX-Post

- Visualização dos resultados (campos de pressão, velocidade, temperatura, etc.);

- Cálculo de parâmetros (vazão, Yplus, etc.).

4.4 P

PROCESSOR

–

LABORAÇÃO DA GEOMETRIA E CRIAÇÃO DA MALHA

Essa etapa inicial reúne duas fases importantes, a elaboração da

geometria do modelo em programa CAD e a confecção da malha no

ANSYS ICEM CFD.

4.4.1 Geometry

A construção da geometria do modelo foi realizada no programa

AutoCAD, da Autodesk. A construção do modelo experimental (com a área

do entorno) foi realizada com base no mapa do sistema viário da cidade

152

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

de Aracaju - anexo VI do Plano Diretor de Desenvolvimento Urbano de

Aracaju, fornecido pela SEPLAN (Secretaria Municipal de Planejamento) –

com auxílio do Google Earth e realização de levantamento do gabarito da

área.

Com o objetivo de evitar erros na simulação e simplificar a

elaboração do modelo, todas as construções térreas do entorno tiveram

sua altura padronizada em 3m e todos os recuos e distâncias entre as

edificações não foram representados formando um bloco unificado na

dimensão das quadras onde estavam inseridas. As edificações com dois ou

mais pavimentos foram representadas com suas respectivas alturas,

considerando 3m para cada andar. As praças com vegetação de médio

porte e mais densas foram consideradas como um bloco com mesma

dimensão do terreno e altura de 3m. Além disso, como a área apresenta

poucos espaços vazios e os mesmos pouco ou nada influenciarão no

resultado final desta simulação, eles não foram considerados, uma vez

que, ao eliminarmos pequenas dimensões desnecessárias no modelo,

estamos evitando possíveis erros e simplificando o processo de simulação

e consequentemente diminuindo o tempo total do processo.

Evidentemente que todas as simplificações realizadas foram

possíveis em virtude do produto final se tratar de uma simulação no

interior de um apartamento localizado no 11º andar de uma edificação, e

pequenos detalhes como altura de calçadas, espessura de muros,

pequenos recuos, etc. não possuem relevância para os resultados que a

153

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

pesquisa espera obter. Além disso, “o nível de detalhe do modelo a ser

utilizado é proporcional à sua proximidade da área de interesse”

(BRANDÃO, 2008).

Para a simulação no interior do apartamento escolhido, sua planta

interna original foi inserida no bloco referente ao edifício escolhido,

representando todos os ambientes internos e todas as aberturas voltadas

para o exterior do edifício por onde o vento entra e sai do apartamento.

Em seguida, novos modelos foram confeccionados, com algumas

alterações arquitetônicas propostas com o objetivo de analisar e comparar

os resultados encontrados em relação à distribuição da ventilação natural

no interior da edificação, que serão apresentados, juntamente com seus

detalhes, análises e comparações no próximo capítulo.

É evidente que na realidade, no edifício existem 48 apartamentos

distribuídos nos 12 andares de apartamentos, mais os espaços vazios nos

outros dois pavimentos, porém a confecção de um modelo nesse nível de

detalhamento seria incompatível com a capacidade computacional

disponível para esta pesquisa. Por este motivo optou-se por simplificar o

modelo, inserido apenas o apartamento objeto de estudo e então apostar

numa maior diversidade de propostas e resultados.

Por fim, o resultado gráfico da elaboração do modelo experimental

pode ser visto na figura 4.4.

154

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Figura 4.4 – Modelo 1: Área do entorno

Finalizadas a geometria do modelo, a próxima etapa foi definir a

forma e dimensão do domínio e preparar o modelo final que foi exportado

como bloco único para o ICEM.

4.4.2 Definição do domínio e concepção do modelo

“O modelo deve conter todos os objetos de interesse juntamente

com o entorno, além de um volume para representar o domínio fluido”

(BRANDÃO, 2008). O domínio nada mais é do que um volume negativo da

área de estudo que representa o espaço disponível para o fluido escoar.

Definir adequadamente a dimensão desse domínio é imprescindível para

se manter a configuração correta do escoamento do fluido no entorno do

edifício. Cost (2004) apud Brandão (2008) recomenda que a distância da

entrada, laterais e topo do domínio seja 5 vezes a altura do maior

155

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

elemento, enquanto que a distância da saída seja 15 vezes, para que o

fluxo possa assumir novamente o perfil original.

Em relação ao formato do domínio, este pode ser retangular ou

circular, de acordo com a área modelada e o interesse da pesquisa. No

caso da forma circular é permitido simular o vento em todas as direções

com uma mesma malha, alterando-se apenas a direção do vento. Porém a

área do domínio deve ser maior, adotando a distancia de 15 vezes a altura

para todos os lados, o que aumenta consideravelmente o número de

elementos da malha e o tempo de simulação. Já a forma retangular

admite uma área menor de domínio e viabiliza uma simulação mais

rápida. No caso desta pesquisa, a predominância da direção do vento na

área de estudo é muito significativa e, portanto justifica a adoção da

forma retangular para o modelo.

Para dimensionar o domínio então, se adotou uma altura H

correspondente a altura do maior edifício que possui 12 pavimentos-tipo +

térreo + playground, totalizando 14 pavimentos. Como foi estipulado que

a altura de cada pavimento seria de 3m, o maior edifício então tem a

altura total de H= 42m. Dessa maneira as dimensões do domínio

adotadas foram de 5H=210m (a barlavento, topo e nas laterais) e de

15H=630m (a sotavento) a partir das extremidades da geometria.

Figura

Após a definição da dimensão e forma do domínio, os edifícios foram

subtraídos do domínio, gerando um negativo volumétrico como dito

anteriormente. Todo e qualquer elemento que não tivesse influência n

simulação foi eliminado e o modelo, como um bloco único exportado no

formato Acis, extensão *.

sat

4.4.3 Meshing

Ao importar a geometria elaborada no AutoCAD, o Icem CFD faz o

reconhecimento desta geometria e em seguida

A primeira etapa para realizar a adaptação do modelo é transformar

cada um de seus elementos em PARTS. Cada face do modelo será

transformada em uma determinada PART.

CAPÍTULO 4 –

SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Figura

4.5 – Elaboração do domínio

Após a definição da dimensão e forma do domínio, os edifícios foram

subtraídos do domínio, gerando um negativo volumétrico como dito

anteriormente. Todo e qualquer elemento que não tivesse influência n

simulação foi eliminado e o modelo, como um bloco único exportado no

sat

, compatível para ser aberto no

Icem CFD

Ao importar a geometria elaborada no AutoCAD, o Icem CFD faz o

reconhecimento desta geometria e em seguida

gera a malha (

A primeira etapa para realizar a adaptação do modelo é transformar

cada um de seus elementos em PARTS. Cada face do modelo será

transformada em uma determinada PART.

156

SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Após a definição da dimensão e forma do domínio, os edifícios foram

subtraídos do domínio, gerando um negativo volumétrico como dito

anteriormente. Todo e qualquer elemento que não tivesse influência n

simulação foi eliminado e o modelo, como um bloco único exportado no

Icem CFD

Ao importar a geometria elaborada no AutoCAD, o Icem CFD faz o

gera a malha (

mesh).

A primeira etapa para realizar a adaptação do modelo é transformar

cada um de seus elementos em PARTS. Cada face do modelo será

DOM_ENTRADA e DOM_SAIDA são as PARTS

correspondentes a área de entrad

de ar no domínio. A área de entrada está da direção

de 90º e a saída na direção oposta, de acordo com a

direção dos ventos predominantes da região.

DOM_PISO é a PART correspondente ao piso do

modelo e DOM_PAREDES corresponde às paredes

aterais e superior do domínio. EDIFICIOS é a PART

referente a todas as edificações presentes no modelo,

com exceção ao edifício objeto desta pesquisa que

teve cada uma de suas faces representadas em

PARTS diferentes (EDIF_01, ... , EDIF_TETO), com o

objetivo de proporcionar, se for necessário, a leitura de dados

separadamente em cada face da edificação, sem a necessidade de se

reiniciar todas as

etapas da simulação desde o início.

Por fim, todo o espaço por onde o ar escoa dentro deste modelo

está representado pela PART DOMINIO, terminando a etapa de definição

das PARTS para em seguida começar a confecção da malha

creation.

Segundo Brandão

espaço fluido dentro do domínio, definindo os pontos e volumes para os

quais a equações fundamentais serão resolvidas

automaticamente pelo programa após a determinação dos parâmetros

CAPÍTULO 4 –

SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

DOM_ENTRADA e DOM_SAIDA são as PARTS

correspondentes a área de entrad

a e saída do fluxo

de ar no domínio. A área de entrada está da direção

de 90º e a saída na direção oposta, de acordo com a

direção dos ventos predominantes da região.

DOM_PISO é a PART correspondente ao piso do

modelo e DOM_PAREDES corresponde às paredes

aterais e superior do domínio. EDIFICIOS é a PART

referente a todas as edificações presentes no modelo,

com exceção ao edifício objeto desta pesquisa que

teve cada uma de suas faces representadas em

PARTS diferentes (EDIF_01, ... , EDIF_TETO), com o

objetivo de proporcionar, se for necessário, a leitura de dados

separadamente em cada face da edificação, sem a necessidade de se

etapas da simulação desde o início.

Por fim, todo o espaço por onde o ar escoa dentro deste modelo

está representado pela PART DOMINIO, terminando a etapa de definição

das PARTS para em seguida começar a confecção da malha

Segundo Brandão

(2008), “

a malha (ou mesh) é a discretização do

espaço fluido dentro do domínio, definindo os pontos e volumes para os

quais a equações fundamentais serão resolvidas

”. A malha é criada

automaticamente pelo programa após a determinação dos parâmetros

157

SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Figura 4.6 – Criação

das partes no Icem

CFD.

Fonte: CFX

objetivo de proporcionar, se for necessário, a leitura de dados

separadamente em cada face da edificação, sem a necessidade de se

Por fim, todo o espaço por onde o ar escoa dentro deste modelo

está representado pela PART DOMINIO, terminando a etapa de definição

das PARTS para em seguida começar a confecção da malha

– mesh

a malha (ou mesh) é a discretização do

espaço fluido dentro do domínio, definindo os pontos e volumes para os

”. A malha é criada

automaticamente pelo programa após a determinação dos parâmetros

158

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

máximos e mínimos dos elementos. Esses elementos são formados por

tetraedros, pirâmides, prismas e hexaedros, distribuídos de forma regular.

São os parâmetros utilizados:

• MAXIMUM ELEMENT SIZE: É o tamanho do maior elemento

permitido nas regiões do domínio onde não há determinação por parte

da geometria, determinante no número final de elementos da malha.

• NATURAL SIZE: É o tamanho do menor elemento permitido.

Recomenda-se que seu valor seja pelo menos a metade da dimensão

do menor elemento geométrico do domínio. Quanto menor o seu valor,

mais refinada será a malha próximo a elementos de pequena

dimensão.

• CELLS IN GAP: é o número de células distribuídas entre dois

elementos do domínio, seja superfície ou espaço de ar entre os

elementos.

Para estas simulações os parâmetros utilizados foram:

• Maximum element size: 64

• Natural size: 0.25

• Cells in gap: 3

Em seguida, se aplicou os métodos de geração de malha (mesh tet),

definindo o número de interações, ou seja, o número de tentativas para

geração de malha, e a qualidade mínima que esta malha deve apresentar.

Determinou-se 5 interações com qualidade mínima de 0,4.

Com a finalidade de descrever melhor as trocas nas superfícies, são

criadas bordas com prismas (

elementos correspondentes aos

malha são dividas em prismas, refinando ainda mais esta malha. Definidos

todos os parâmetros, deve

elementos que compõe a malha (

que eles

não se sobreponham uns aos outros e garantir a qualidade da

malha.

A combinação desses parâmetros determina o número total de

elementos na malha gerada no domínio. No caso da primeira simulação

(modelo experimental) foram criados 1.484.098 elementos sendo

1.137.325 tetraedros, 346.461 prismas e 312 pirâmides, além de 395.855

nós e 118.057 faces.

Figura 4.7 –

Malha no domínio em planta do modelo experimental

CAPÍTULO 4 –

SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Com a finalidade de descrever melhor as trocas nas superfícies, são

criadas bordas com prismas (

mesh with prism

). Então, próximo aos

elementos correspondentes aos

edifícios e solo do domínio, as células da

malha são dividas em prismas, refinando ainda mais esta malha. Definidos

todos os parâmetros, deve

se realizar a organização de todos os

elementos que compõe a malha (

smooth mesh globally

não se sobreponham uns aos outros e garantir a qualidade da

A combinação desses parâmetros determina o número total de

elementos na malha gerada no domínio. No caso da primeira simulação

(modelo experimental) foram criados 1.484.098 elementos sendo

1.137.325 tetraedros, 346.461 prismas e 312 pirâmides, além de 395.855

nós e 118.057 faces.

Malha no domínio em planta do modelo experimental

Fonte: Software CFX

159

SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Com a finalidade de descrever melhor as trocas nas superfícies, são

). Então, próximo aos

edifícios e solo do domínio, as células da

malha são dividas em prismas, refinando ainda mais esta malha. Definidos

se realizar a organização de todos os

smooth mesh globally

), para garantir

não se sobreponham uns aos outros e garantir a qualidade da

A combinação desses parâmetros determina o número total de

elementos na malha gerada no domínio. No caso da primeira simulação

(modelo experimental) foram criados 1.484.098 elementos sendo

1.137.325 tetraedros, 346.461 prismas e 312 pirâmides, além de 395.855

Malha no domínio em planta do modelo experimental

160

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Figura 4.8 – Ampliação da malha no domínio em planta do modelo experimental

Fonte: Software CFX

Figura 4.9 – Malha nos edifícios em perspectiva do modelo experimental

Fonte: Software CFX

Figura 4.10 – Detalhe em corte da malha em um edifício do modelo experimental

Fonte: Software CFX

161

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

O refinamento da malha é uma etapa que merece maior atenção,

principalmente próximo a fronteiras sólidas e em modelos com dimensões

muito variadas, pois depende da qualidade da malha o sucesso do

resultado final da simulação.

Uma vez gerada a malha, um arquivo de extensão *.msh é

exportado para o CFX-Pre, próxima etapa da simulação.

4.4.4 CFX-pre

No CFX-Pre ocorre a preparação do processamento da simulação,

por meio da definição das questões físicas envolvidas na simulação. São

determinadas as condições iniciais e as condições de contorno.

As condições iniciais são todas as características referentes ao

fluido, às expressões, às variáveis, às unidades de grandeza, à forma de

apresentação dos resultados e ao regime adotado na simulação. Todos os

parâmetros adotados para as condições iniciais estão inseridos na tabela a

seguir, assim como as condições de contorno (que serão retomadas em

seguida).

Tabela 4.2 – Parâmetros da simulação inseridos no CFX-Pre

SIMULATION TYPE (Regime adotado na simulação)

Option: Steady State (Regime Permanente)

DOMAIN (Características do domínio)

Location Dominio

Domain type Fluid Domain

Fluids List Air at 25ºC

Coord Frame Coord 0

Reference Pressure 1 [atm]

Buoyancy - Option Non Buoyant

Domain motion - Option Stationary

162

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Heat Transfer Model - Option None

Turbulence Model – Option k-Epsilon

Boundary: DOMÍNIO default (características e condições de contorno da PART DOM_PISO)

Boundary Type WALL (parede=superfície sólida)

Location DOM PISO

Wall influence on flow - Option No Slip (com atrito)

Wall roughness - Option Smooth Wall (baixa rugosidade – parede lisa)

Boundary: DOMPAR (características e condições de contorno da PART DOM_PAREDES)

Boundary Type WALL (parede=superfície sólida)

Location DOM PAREDES

Wall influence on flow - Option Free Slip (sem atrito)

Boundary: EDIFICIOP (características e condições de contorno da PART EDIFICIOP)

Boundary Type WALL (parede=superfície sólida)

Location EDIF 01,EDIF 02,EDIF 03,EDIF 04,EDIF

05,EDIF 06,EDIF 07,EDIF 08,EDIF 09,EDIF

10,EDIF 11,EDIF 12,EDIF TETO

WALL INFLUENCE ON FLOW - Option No Slip (com atrito)

WALL ROUGHNESS - Option Smooth Wall (baixa rugosidade – parede lisa)

Boundary: EDIFICIOS (características e condições de contorno da PART EDIFICIOS)

Boundary Type WALL (parede=superfície sólida)

Location EDIFICIOS

WALL INFLUENCE ON FLOW - Option No Slip (com atrito)

WALL ROUGHNESS - Option Smooth Wall (baixa rugosidade – parede lisa)

Boundary: ENTRADA (características e condições de contorno da PART DOM_ENTRADA)

Boundary Type INLET (entrada)

Location DOM ENTRADA

Flow regime - Option Subsonic

Mass and momentum - Option Cartesian Velocity Components

U = u1

V = v1

W = 0 [m s^-1]

Turbulence - Option Medium Intensity and Eddy Viscosity Ratio

Profile Vector Components Cartesian Velocity Components

Boundary: SAIDA (características e condições de contorno da PART DOM_SAIDA)

Boundary Type OPENING (abertura)

Interface Boundary Off

Location DOM SAIDA

Flow regime - Option Subsonic

Mass and momentum - Option Entrainment Condition

Relative Pressure 0 [Pa]

Turbulence - Option Medium Intensity and Eddy Viscosity Ratio

163

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

OUTPUT CONTROL (Forma de apresentação e armazenamento dos resultados)

Result - Option Full

File compression level Default

SOLVER CONTROL (Determina os parâmetros para a solução matemática do modelo pelo

módulo de cálculo)

Advection Scheme – option High Resolution

Convergence Control – timescale control Auto timescale

Max. Nº Iterations 300

Lengh sclate option Conservative

Convergence Criteria – Residual Type RMS

Residual Target 1.E-4 (meta principal)

SOLUTION UNITS (Definição das grandezas utilizadas nos cálculos)

Mass Units [kg]

Length Units [m]

Time Units [s]

Temperature Units [k]

Angle Units [rad]

Solid Angle Units [sr]

EXPRESSIONS (Expressões com variáveis que direcionam a simulação)

ak = 0.41 [ ]

dir = 90

dira = (180 + dir)*pi180

pi180 = pi/180

speed = ustara*loge((zmod-zref)/z0)/ak

thetaa = dira

u1 = speed*sin(thetaa)

unitlen = 1. [ m ]

unitvel = 1. [ m^1s^-1 ]

uref = 4.5*unitvel

ustara = ak*uref/loge((zuref-zref)/z0)

v1 = speed*cos(thetaa)

z0 = 0.05*unitlen

zmod = abs(z+0.0005*unitlen )

zref = 0.0*unitlen

zuref = 10*unitlen

As 300 interações foram propostas inicialmente esperando que as simulações

convergissem antes deste ponto, como não aconteceu a convergência esperada, alguns

testes foram feitos com 500 ou mais interações, mas notou-se que a resposta final

encontrada não apresentava diferença aumentando-se o numero total de convergências.

Assim, adotaram-se as 300 interações propostas inicialmente em todas as simulações

para diminuir o tempo total do processo de simulação no CFX-Solver.

164

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Todas estas informações da tabela anterior podem ser salvas em um

único arquivo com extensão *.ccl, gerado no CFX-Pre. Este arquivo pode

ser importado de uma simulação anterior e seus dados adaptados a nova

simulação, se necessário. No caso desta pesquisa, este arquivo gerado

nesta primeira simulação será empregado nas próximas simulações por se

tratar do mesmo padrão de modelo, mesmas condições de contorno, e

mesmo objetivo final.

As condições de contorno, ou boundary conditions, são os

parâmetros aplicados a cada uma das PARTS do domínio, determinando as

características de cada uma das faces que influenciarão no escoamento do

ar. As PARTS podem ser definidas como parede (wall), entrada (inlet),

saída (outlet) ou abertura (opening). Definem-se como parede as

fronteiras sólidas que não permitem a entrada nem a saída do fluido.

Neste caso as PARTS DOM_PISO e DOM_PAREDES e EDIFICIOS foram

definidas como parede.

Entrada, saída e abertura, são as PARTS por onde o fluido entra ou

sai do domínio. Nessa simulação a PART DOM_ENTRADA foi definida como

entrada e então foi determinada inicialmente a direção e velocidade do

vento. Já a PART DOM_SAIDA foi definida como abertura, por onde o

fluido pode entrar ou sair do domínio e para isso define-se a pressão

estática de 0 Pa com a finalidade de não interferir no fluxo do fluido ao

longo do domínio.

Na figura 4.11 pode

estão localizadas a entrada e a abertura do domínio, definidas no

Figura 4.11 –

Domínio com definição da condição de contorno

Finalizando

mais uma etapa, o programa gera um arquivo com

extensão *.cfx

e exporta para o

4.5 S

OLVER

–

EFINIÇÃO DAS CONDIÇÕ

Após todas as etapas de elaboração do modelo, criação da malha,

definição de todos os parâmetros descritos a

processamento no CFX

O tempo necessário para a finalização desta etapa vai depender do

tamanho do domínio, da geometria do modelo, do refinamento da malha,

da capacidade do computador,

No caso desta simulação, o processo de simulação no Solver

demorou 11 horas para realizar todas as interações pedidas no CFX

importante destacar que inicialmente foram determinada 300 interações

totais para finalizar

o processo de simulações, caso o resultado esperado

CAPÍTULO 4 –

SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Na figura 4.11 pode

-se perceber por meio das

setas (vetores) onde

estão localizadas a entrada e a abertura do domínio, definidas no

Domínio com definição da condição de contorno

–

modelo experimental

Fonte: CFX-Pre

mais uma etapa, o programa gera um arquivo com

e exporta para o

CFX-Solver.

EFINIÇÃO DAS CONDIÇÕ

ES INICIAIS E DE CON

TORNO

Após todas as etapas de elaboração do modelo, criação da malha,

definição de todos os parâmetros descritos a

té aqui, é a hora iniciar o

processamento no CFX

Solver, ou a simulação propriamente dita.

O tempo necessário para a finalização desta etapa vai depender do

tamanho do domínio, da geometria do modelo, do refinamento da malha,

da capacidade do computador,

e todos os parâmetros estimados.

No caso desta simulação, o processo de simulação no Solver

demorou 11 horas para realizar todas as interações pedidas no CFX

importante destacar que inicialmente foram determinada 300 interações

o processo de simulações, caso o resultado esperado

165

SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

setas (vetores) onde

estão localizadas a entrada e a abertura do domínio, definidas no

CFX-Pre.

modelo experimental

mais uma etapa, o programa gera um arquivo com

TORNO

Após todas as etapas de elaboração do modelo, criação da malha,

té aqui, é a hora iniciar o

Solver, ou a simulação propriamente dita.

O tempo necessário para a finalização desta etapa vai depender do

tamanho do domínio, da geometria do modelo, do refinamento da malha,

e todos os parâmetros estimados.

No caso desta simulação, o processo de simulação no Solver

demorou 11 horas para realizar todas as interações pedidas no CFX

-Pre. É

importante destacar que inicialmente foram determinada 300 interações

o processo de simulações, caso o resultado esperado

166

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

não atingisse antes o valor mínimo do critério de convergência de 1x10

-4

ou seja, a simulação deve parar quando atinge um desses dois

parâmetros primeiro. De acordo com o manual do CFX (2003),

“convergências de 1x10

-4

são boas convergências e deve ser a meta da

maioria das simulações”. Mas infelizmente nessa simulação esse número

não foi alcançado mesmo após 539 interações

, o que não elimina os

resultados alcançados, já que segundo o CFX (2003), “convergências

entre 5x10

-4

e 1x10

-4

são regulares e podem ser aplicadas” e o objetivo

principal dessa primeira simulação (modelo experimental) foi avaliar e se

familiarizar com a ferramenta CFX, para em seguida definir as próximas

simulações para a pesquisa.

No fim do processamento de simulação o CFX gera um arquivo de

resultados de extensão *.res. Esse é o arquivo que contem o resultado de

todas as etapas realizadas e para visualizá-lo em forma de imagens bi ou

tridimensionais, este arquivo é importado para o CFX-Post, última etapa

do processo do CFX.

4.6 P

OST

PROCESSOR

–

ONVERGÊNCIA E ANÁLISE DOS RESULTADOS

O CFX-Post é onde se podem visualizar os resultados das simulações

de acordo com o interesse do estudo. É possível obter diferentes

informações do escoamento do fluido dentro do domínio, como direção e

Quando é necessário dar uma pausa nesta etapa da simulação, ao reiniciar o

programa recomeça a contagem das interações previstas inicialmente, somando as

interações já concluídas a, neste caso, todas as 300 previstas na definição dos

parâmetros. Esta pausa no meio da simulação também pode ser útil em casos de

modelos muito complexos, uma vez que um arquivo de resultado é gerado e se evita a

perda de algum resultado já alcançado se algum problema ocorrer.

167

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

velocidade do vento, coeficiente de pressão nas superfícies, diferenças de

temperatura, entre outras.

Inicialmente se define os planos no domínio onde serão visualizados

os resultados. Na simulação do modelo experimental foram gerados três

planos horizontais. O primeiro (H1p5) localizado a uma altura de 1,50m

do solo, altura do pedestre. O segundo (H4p5) foi gerado a 4,5m do solo,

com o objetivo de analisar os resultados num plano acima das edificações

mais baixas, estimadas com 3,0m de altura. E o terceiro (H37p5) e último

plano horizontal foi gerado a 37,5m do solo, correspondendo à altura

média onde está localizado o apartamento do 11º andar, onde ocorrerão

as simulações seguintes.

Também foram definidos quatro planos verticais, sendo dois

transversais (PVT1 e PVT2) e dois longitudinais (PVL1 e PVL2). Nos dois

sentidos os pontos centrais dos planos foram o centro do apartamento

objeto de estudo e o centro do edifício. Embora nesta primeira simulação

a diferença possa não ser muito significativa, mas em seguida, ao inserir

as aberturas do apartamento e propor algumas alterações no projeto do

apartamento, a comparação entre estes planos pode gerar respostas

interessantes para o estudo.

Em cada um dos planos foram analisadas inicialmente a direção e a

velocidade dos ventos. Através de vetores além de podermos avaliar a

velocidade por meio da graduação das cores, a direção do escoamento

pode ser visualizada claramente. Já a velocidade dos ventos é melhor

168

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

visualizada por contornos. Portanto foram geradas as imagens com

vetores e com contornos em todos os planos, além de imagens ortogonais

e em perspectiva também.

Assim, para a análise da velocidade do vento em todos os planos,

foram geradas imagens de contorno, inseridas a seguir.

4.6.1 Contorno da velocidade do vento no Plano Horizontal

H1p5 – nível pedestre (h=1,5m)

Figura 4.12– Contorno da vel. do vento no H1p5 (ortogonal)

Figura 4.13 - Contorno da vel. do vento no H1p5 (perspectiva)

Na figura 4.12 tem-se uma visão geral de toda a área e notam-se

claramente como as edificações alteram a velocidade dos ventos. De

modo geral, eliminando as áreas onde não existem edificações, neste

plano a velocidade máxima é de 3,7m/s nas ruas no sentido do vento. Na

maior parte a velocidade encontra-se entre 1,6 e 3,2m/s, com exceção

169

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

nas ruas perpendiculares a direção dos ventos, que apresenta velocidade

máxima de 1,6m/s, com pequenos pontos próximos a zero.

Na figura 4.13, pode-se analisar a imagem com as edificações em

perspectiva, em destaque para a quadra central da área de estudo onde

está localizado o edifício Montparnasse (em cinza escuro).

4.6.2 Contorno da velocidade do vento do Plano Horizontal

H4p5 – acima das edificações térreas (h=4,5m)

Figura 4.14 - Contorno da vel. do vento no H4p5 (ortogonal)

Figura 4.15 - Contorno da vel. do vento no H4p5 (persp.)

Nas figuras 4.14 e 4.15, com o plano numa altura acima das

edificações térreas, é mais fácil notar como as edificações altas são uma

barreira para vento, ao notarmos o contorno da velocidade do vento na

parte posterior aos edifícios. Também nota-se que, dependendo da forma

e orientação do edifício em relação à direção do vento, essa “sombra de

170

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

vento” a sotavento é maior ou menor, causando impactos diferentes nas

edificações vizinhas. Na altura deste plano a velocidade máxima atingida

foi de 5,0m/s, mas numa área muito pequena, melhor considerar 3,9m/s,

por apresentar maior destaque nas imagens.

4.6.3 Contorno da velocidade do vento no Plano Horizontal

H37p5 – nível do meio do apartamento do 11º andar

(h=37,5m)

Figura 4.16 - Contorno da vel. do vento no H37p5 (ortogonal)

Figura 4.17 - Contorno da vel. do vento no H37p5 (persp.)

A velocidade do vento a 37,5m de altura apresenta uma máxima de

6,0m/s, com poucas áreas de pouca velocidade apenas nas regiões a

sotavento dos edifícios mais altos. Porém, como a verticalização nessa

área ainda não está muito presente, a distância entre os edifícios permite

171

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

uma permeabilidade do vento de forma que nenhuma fachada voltada

para a direção leste receba um vento com velocidade abaixo de 4,0m/s.

É importante destacar que os valores apresentados são referentes

apenas ao plano em que está destacado. Por isso que em cada plano a

velocidade máxima encontrada e inserida na legenda é diferente uma das

outras.

4.6.4 Contorno da velocidade do vento no Plano Vertical

longitudinal 1 – PVL1 – no centro do apartamento

Figura 4.18 - Contorno da vel. do vento no PVL1 (ortogonal)

Figura 4.19 - Contorno da vel. do vento no PVL1 (persp.)

Nas imagens apresentadas nas figuras 4.18 e 4.19, é possível notar

que o programa trabalha com o gradiente de vento como também se pode

perceber como as edificações vizinhas podem ser uma barreira

significativa do vento dependendo da distância entre elas.

172

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

É interessante notar também, que, mesmo que não exista uma

barreira física na frente da edificação, o próprio “caminho” que o vento

percorre ao encontrar uma edificação alta, faz com que sua velocidade

seja diminuída. Porém, não se pode esquecer que neste modelo as

edificações não são permeáveis e à medida que aberturas são inseridas

nos prédios, esse fluxo próximo aos edifícios pode ser alterado. Porém,

nesta primeira simulação procura-se analisar apenas o comportamento da

direção e velocidade do vento na área urbana.

4.6.5 Contorno da velocidade do vento no Plano Vertical

Longitudinal 2 – PVL2 – centro do edifício

Figura 4.20 - Contorno da vel. do vento no PVL2 (ortogonal)

Figura 4.21 - Contorno da vel. do vento no PVL2 (persp.)

As figuras 4.20 e 4.21 representam o contorno da velocidade do

vento no plano com mesmo sentindo do anterior, porém cruzando no

centro do edifício Montparnasse. Interessante notar como apesar da pouca

173

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

distância entre os planos, as respostas apresentam diferenças entre elas,

o que pode ser causada pela forma da edificação, uma vez que esta forma

pode estar causando certa turbulência nessa região.

Isso poderá ser melhor visualizado nas imagens geradas com

vetores que representam a direção dos ventos.

4.6.6 Contorno da velocidade do vento no Plano Vertical

Transversal 1 – PVT1 – centro de edifício

Figura 4.22 - Contorno da vel. do vento no PVT1 (ortogonal)

Figura 4.23 - Contorno da vel. do vento no PVT1 (persp.)

As figuras 4.22 e 4.23 mostram o plano no sentido transversal

passando pelo centro do edifício e sem barreiras físicas em nenhum lado.

Neste sentido o vento que atinge o edifício em velocidades maiores e a

influência da edificação neste fluxo é um pouco menor uma vez que a

direção do vento está perpendicular ao plano apresentado.

174

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Por meio dessas imagens e da comparação com as anteriores, vê-se

a importância do estudo do efeito do vento em todas as direções e todas

as fachadas do edifício, uma vez que o vento pode tomar direções

diferentes e ter a velocidade alterada em função da forma e orientação do

edifício. Esse fato é de difícil predição, uma vez que não apresenta uma

regularidade por toda a extensão da edificação e seu entorno.

4.6.7 Contorno da velocidade do vento no Plano Vertical

Transversal 2 – PVT2 – centro do apartamento

Figura 4.24 - Contorno da vel. do vento no PVT2 (ortogonal)

Figura 4.25 - Contorno da vel. do vento no PVT2 (persp.)

A diferença das figuras 4.24 e 4.25 para as duas anteriores a elas é

a localização do plano. Neste caso ele está passando mais próximo da

extremidade do edifício, onde a forma fica diferenciada, causando um

padrão de vento diferenciado no centro do edifício.

175

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

4.6.8 Vetores da velocidade e direção dos ventos

A seguir estão inseridas as imagens de vetores que mostram a

direção dos ventos nos mesmos planos em que foram vistas as imagens

com contornos. É uma forma de complementar as análises e comparar as

diferentes formas de visualização dos resultados oferecidas pelo CFX.

Figura 4.26 – Vetores de vel. do vento no plano horizontal a 1,50m (ortogonal)

Figura 4.27 – Vetores de vel. do vento no plano horizontal a 4,5m (ortogonal)

Figura 4.28 – Vetores de vel. do vento no planos horizontal a 37,5m (ortogonal)

176

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Notamos pelas figuras 4.26 a 4.28 que a direção do vento se

modifica ao encontrar as barreiras, formando uma sombra de vento e

turbulências a sotavento. Além disso, quanto maior a altura do plano,

maior a velocidade e menos alterações no fluxo pela diminuição de

barreiras físicas. Nas figuras de 4.29 a 4.31, podem-se ver os vetores de

vento nos mesmos planos horizontais, agora em perspectiva.

Figura 4.29 – Vetores de vel. do vento no plano horizontal a 1,5m (persp.)

Figura 4.30 – Vetores da vel. do vento no plano horizontal a 4,5m (persp.)

Figura 4.31 – Vetores da vel. do vento no plano horizontal a 37,5m (persp.)

177

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Figura 4.32 – Vetores de velocidade do vento no

plano vertical longitudinal 01 (ortogonal)

Nas figuras 4.32 e

4.33 é possível ver os

vetores de velocidade e

direção dos ventos

respectivamente em corte

e em perspectiva, no plano

longitudinal que passa no

centro da torre de final 02

do edifício Montparnasse.

Aqui se nota a

alteração da direção dos

vetores causada pela

presença de uma barreira e

a conseqüência disto para

a edificação vizinha.

Figura 4.33 - Vetores de velocidade do vento no

plano vertical longitudinal 01 (perspectiva)

Figura 4.34 - Vetores de velocidade do vento no

plano vertical longitudinal 02 (ortogonal)

È importante a

análise dessas imagens na

hora de definir, por

exemplo, a localização das

aberturas nas fachadas. As

figuras 4.34 e 4.35

mostram também um corte

e uma perspectiva do plano

178

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Figura 4.35 - Vetores de velocidade do vento no

plano vertical longitudinal 02 (perspectiva)

longitudinal que atravessa o

centro do edifício. Nota-se

novamente como a

alteração na forma do

edifício muda a configuração

do vento, tanto em relação

à velocidade quanto à direção. Os dois planos longitudinais estão na

mesma direção do vento, a 90º, direção leste, cortando o eixo y do

domínio.

Figura 4.36 - Vetores de velocidade do vento no plano

vertical transversal 01 (ortogonal)

As figuras 4.36 e

4.37 apresentam o plano

transversal 01 que passa

pelo centro do edifício, no

sentindo perpendicular a

direção do vento simulada

neste caso, por isso

notamos apenas a

presença dos vetores

representando o efeito

causado na mudança de

direção do fluxo de vento

no entorno do edifício.

Figura 4.37 - Vetores de velocidade do vento no plano

vertical transversal 01 (perspectiva)

179

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

São vetores na direção perpendicular a direção do vento

predominante, cuja direção foi alterada exclusivamente pela presença de

uma barreira física.

Figura 4.38 - Vetores de velocidade do vento no plano

vertical transversal 02 (ortogonal)

Nas figuras 4.38 e

4.39, o plano transversal

passa próximo a

extremidade do edifício e

notamos que “a entrada”

na forma da edificação

proporciona um aumento

da velocidade do vento na

área central e também nas

extremidades laterais, os

chamados efeitos de canto

ou de esquina, que

promove a

Figura 4.39 - Vetores de velocidade do vento no plano

vertical transversal 02 (perspectiva)

aceleração da velocidade do vento nos ângulos das edificações.

4.6.9 Contorno da pressão do vento na fachada

Por fim, gerou-se uma imagem com o contorno da pressão do vento

no Edifício Montparnasse na fachada leste e norte, localização do

apartamento da torre 2, que será analisado em outra fase da pesquisa, na

sequência da pesquisa experimental.

180

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Figura 4.40 – Pressão do vento no edifício

Montparnasse – fachadas leste e norte

Nota-se pela figura 4.40

que a maior parte das duas

fachadas em destaque apresenta

coeficiente de pressão positiva,

com maior potencial na fachada

leste, cuja orientação está

coincidente com a direção dos

ventos.

A princípio, o que se

determina é a análise da pressão

dos ventos no volume fechado, tal qual a figura 4.40, para se determinar

a melhor localização das aberturas de entrada e saída do ar. Como esta

edificação já possui essa configuração definida e o uso da ferramenta

computacional pode contribuir para esta análise e dependendo do

resultado, estudar novas possibilidades para aumentar o potencial do

vento no interior da edificação.

Após o término dessa simulação foi possível perceber como ocorre a

configuração do vento local num dia típico de projeto. Ao se concluir

anteriormente o levantamento de dados climáticos, chegou-se a um dia

típico de projeto para a cidade de Aracaju, que apresentou uma média da

velocidade do vento de 4,5m/s, medida à 10m de altura, e a direção

predominante do vento a 90º, e foram esses os dados de entrada sobre o

181

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

clima local nesta simulação

. Sabe-se que dependendo da época do ano e

da hora do dia, essa velocidade pode aumentar consideravelmente e sem

precisar repetir a simulação, podemos visualizar no CFX-Post esses

mesmos resultados para velocidades menores ou maiores a utilizada e

com isso verificar as possíveis alterações.

Viu-se por meio das figuras apresentadas que a área corresponde

aos requisitos necessários para a realização da pesquisa, onde se tinha

por objetivo escolher uma edificação que estivesse inserida numa área de

bom potencial eólico, sem grande interferência por edificações vizinhas,

para que as simulações no interior da edificação apresentassem respostas

satisfatórias no final da pesquisa, sem precisar adotar um modelo fictício

para isso.

Também se confirmou que o software escolhido para este trabalho

atende aos requisitos desta pesquisa e sua forma de visualização dos

resultados contribui na medida em que é de fácil interpretação,

favorecendo não apenas as pesquisas científicas, mas provando ser uma

grande ferramenta de auxílio na elaboração e análise do projeto

arquitetônico e do espaço urbano.

Na definição dos parâmetros da simulação no CFX determina-se uma velocidade

de entrada do vento e a altura correspondente a sua medição e então o programa faz os

devidos cálculos de correção para todas as alturas e localizações do domínio.

182

CAPÍTULO 4 – SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

...

183

CAPÍTULO 5 – DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

Dando continuidade a etapa de simulação desta pesquisa, após a

elaboração e simulação do modelo experimental, neste capítulo será

apresentada a delimitação da área de estudo e os modelos gerados a

partir da análise obtida no capítulo anterior. Inicialmente foi definido o

modelo base, para em seguida serem propostos os demais modelos, todos

eles devidamente apresentados e descritos na sequência deste capítulo.

Figura 5.1 – Edifício com

destaque para o espaço do

apartamento 1102 definido.

Como visto, se utilizou para a

simulação do modelo experimental o entorno

pré-estabelecido com todas as edificações

representadas por blocos maciços. A partir

desta etapa, foi inserida, para a simulação no

interior do apartamento, sua planta interna

no bloco referente ao apartamento escolhido,

representando todos os ambientes internos e

todas as aberturas do apartamento por onde

o vento entra e sai.

Em seguida, novos modelos foram confeccionados, com algumas

alterações arquitetônicas propostas com o objetivo de analisar e comparar

os resultados encontrados em relação à distribuição da ventilação natural

no interior da edificação, que serão apresentados, juntamente com seus

detalhes, análises e comparações na sequência.

184

CAPÍTULO 5 – DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

É evidente que na realidade, no edifício existem 48 apartamentos

distribuídos nos 12 andares de apartamentos, mais os espaços referentes

aos outros dois pavimentos térreos, porém a confecção de um modelo

nesse nível de detalhamento seria incompatível com a capacidade

computacional disponível para esta pesquisa. Por este motivo optou-se

por simplificar o modelo, inserindo apenas o apartamento objeto de

estudo e então apostar numa maior diversidade de propostas e

resultados. Assim como também foi eliminado o subsolo, onde se localiza

a área de garagem.

Além disso, é importante destacar que a inserção do apartamento

no edifício foi a única alteração em relação ao modelo experimental, ou

seja, o modelo continua com a mesma escala, mesmos obstáculos

externos, mesma configuração urbana dos ventos locais, de forma a

manter todas as respostas no interior da edificação o mais próxima

possível da realidade.

A princípio tinha-se a idéia de que seria possível realizar as

simulações internas separadamente, mas ao longo do estudo, percebeu-se

que seria impossível determinar, por exemplo, a velocidade, pressão e

direção dos ventos em cada uma das aberturas de forma precisa e realista

se fosse separda a parte interna da externa da edificação. Assim, as

características da ventilação no interior deste apartamento estão

totalmente relacionadas com o seu entorno, assim como acontece em

qualquer edificação existente.

185

CAPÍTULO 5 – DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

Antes da descrição detalhada de todos os modelos simulados, será

apresentada a área de estudo e sua delimitação espacial.

5.1 D

ELIMITAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO

Como já citado, o universo de análise deste mestrado é a cidade de

Aracaju-SE e buscou-se escolher um tipo de edificação que representasse

um dos modelos padrão de construção que vem sendo explorado nesta

cidade nos últimos anos, para um determinado perfil de habitantes, com a

finalidade de aproximar os resultados alcançados da realidade atual.

Como não faz parte desta pesquisa uma análise sobre o

comportamento imobiliário da cidade e nem o perfil sócio econômico da

população, a escolha da edificação foi principalmente baseada nas

características dos ventos locais e do entorno da edificação, ou seja, como

a proposta é realizar um estudo da ventilação natural no interior da

habitação, é importante que esta esteja inserida numa área ainda pouco

verticalizada da cidade e com boa permeabilidade para os ventos locais

para que as simulações nos ambientes internos apresentem respostas

claras e com mais objetividade. Ou seja, se tomássemos como base um

apartamento cujo potencial de vento em seu interior não fosse

significativo, analisar a qualidade da ventilação natural em seu espaço

seria certamente ineficiente e o objetivo da dissertação dificilmente

alcançado.

186

CAPÍTULO 5 – DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

Figura 5.2- Delimitação da área de estudo

Fonte: Google Earth (acesso em 15 de outubro de 2008)

Figura 5.3 – Edifício

Montparnasse

Fotografia – a autora

O modelo a ser simulado foi baseado no Edifício Montparnasse,

figura 5.2, localizado na Rua Duque de Caxias, nº 167, Bairro São José, e

o seu entorno, delimitado por:

• Av. Ivo do Prado, a leste;

• R. Campos, ao norte;

• R. Dr. Leonardo Leite, a

oeste;

• R. Campo do Brito, ao sul.

Figura 5.4 – Mapa da área de estudo

Fonte: http://maps.google.com.br/

Acesso em 15 de outubro de 2008

Esse entorno foi definido para analisar a influência que as

edificações mais próximas exercem no edifício escolhido para os estudos,

de forma que a quadra onde o edifício Montparnasse está situado ficou

bem no centro do modelo.

187

CAPÍTULO 5 – DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

Para a realização das simulações no interior da edificação, foi

escolhido o apartamento 1102, no 11º andar. Vale ressaltar que cada

pavimento possui quatro apartamentos com a mesma configuração de

planta baixa, dispostas simetricamente. Na figura 5.5 se tem a

distribuição dos ambientes no pavimento tipo com destaque para o

apartamento que foi objeto de simulações computacionais com o software

CFX.

Figura 5.5 – Planta baixa do pavto tipo e dos aptos da torre de final 2 – sem escala.

Fonte: Manual do proprietário do Edifício Montparnasse.

Assim, escolhidos a área, o edifício e o apartamento, deu-se início

ao processo de confecção do modelo, experimento do software – no

capítulo anterior – e finalmente a determinação e simulação dos modelos

propostos com suas devidas alterações, dando início a fase experimental

desta pesquisa.

188

CAPÍTULO 5 – DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

5.2 M

ODELO

O modelo 01, definido como o “Modelo Base”, consiste da planta

original do apartamento com todas as suas aberturas sem a presença das

esquadrias, ou seja, com 100% das aberturas livres de obstáculos físicos.

Pode-se afirmar que este é um modelo muito importante, pois tem

como principal função servir como base de comparação em relação aos

demais modelos que apresentarão alterações nas principais aberturas.

Optou-se por excluir neste modelo inicial as esquadrias existentes

em todas as aberturas, para posteriormente se analisar a influência que a

obstrução parcial proporcionadas por estas mesmas esquadrias exerce

sobre a qualidade da ventilação natural no interior do apartamento.

Quando se fala de aberturas, a pesquisa refere-se aos espaços

destinados a janelas e portas existentes na edificação. É importante dizer

que pela necessidade de simplificação na confecção do modelo, já citada

anteriormente, nenhuma esquadria será desenhada nos modelos que

serão utilizados nas simulações. Quando considerarmos a ausência de

algumas ou todas, a representação se dará pelo vão referente livre de

obstáculos e quando considerarmos a presença de alguma esquadria, o

vão referente estará dimensionado de acordo com o vão livre

proporcionado pela respectiva esquadria quando aberta, ou a inexistência

de vãos quando as esquadrias forem consideradas totalmente fechadas.

Assim, pode-se representar o modelo 01 da seguinte forma:

Figura 5.6 –

Planta baixa do Modelo 01 com aberturas sem pr

Figura 5.7 –

Perspectiva Modelo 01

Como o objetivo no capítulo 05 é apresentar as diferenças dos

modelos na escala do apartamento, optou

CAPÍTULO 5 –

DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

Planta baixa do Modelo 01 com aberturas sem pr

esença de esquadrias

Perspectiva Modelo 01

Figura 5.8 –

Apartamento inserido no

edifício –

Modelo 01

Como o objetivo no capítulo 05 é apresentar as diferenças dos

modelos na escala do apartamento, optou

se por representá

189

DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

esença de esquadrias

Apartamento inserido no

Modelo 01

Como o objetivo no capítulo 05 é apresentar as diferenças dos

se por representá

-los neste

190

CAPÍTULO 5 – DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

capítulo separando o apartamento do restante do entorno, diferentemente

do que ocorrerá no modelo utilizado nas simulações, como explicado

anteriormente.

5.3 M

ODELO

O modelo 02 se caracteriza pela alteração da localização das

aberturas externas dos quartos conforme figura 5.9. O modelo continua

sem considerar as esquadrias, mantendo os vãos totalmente livres.

Ao simular o modelo experimental, constatou-se que as fachadas

leste do edifício apresentam pressão do vento positiva, enquanto que as

demais, pressão negativa. Como já visto, um dos princípios básicos da

ventilação natural na edificação é que as aberturas de entrada do ar

devem estar localizadas na fachada de pressão positiva e as aberturas de

saída, nas fachadas de pressão negativa para melhor desempenho por

meio do princípio de ventilação cruzada dentro do espaço interno.

Além disso, uma vez que os ventos predominantes apresentam-se

na direção 90º na maior parte do dia e do ano, várias referências

recomendam as aberturas de entrada do ar voltadas para a direção dos

ventos, de forma a eliminar obstáculos e otimizar o fluxo de ar no interior

do edifício.

Assim sendo, objetivo desta alteração é avaliar a diferença do

padrão do fluxo de vento no interior da edificação no momento em que se

dispõem estas aberturas em uma das fachadas com maior pressão

positiva e na direção dos ventos predominantes.

Figura

Figura 5.10 –

Perspectiva Modelo 02

CAPÍTULO 5 –

DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

dispõem estas aberturas em uma das fachadas com maior pressão

positiva e na direção dos ventos predominantes.

Figura

5.9 – Planta baixa do Modelo 02

Perspectiva Modelo 02

Figura 5.11 –

Apartamento inserido no

edifício –

Modelo 02

191

DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

dispõem estas aberturas em uma das fachadas com maior pressão

Apartamento inserido no

Modelo 02

192

CAPÍTULO 5 – DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

Outra alteração presente neste modelo e em todos os próximos foi a

eliminação do espaço referente ao banheiro de empregada, localizado na

área de serviço do apartamento, visto que o mesmo apresenta apenas

uma porta como abertura para a passagem do ar, o que impede a

ventilação cruzada neste ambiente. Além disso, este espaço praticamente

não influencia na configuração do vento no restante do apartamento e sua

eliminação fez com que a quantidade total de elementos neste modelo

diminuísse, contribuindo para uma simulação mais ágil.

5.4 M

ODELO

No modelo 03 foram inseridas todas as esquadrias nas janelas do

apartamento. As janelas dos quartos, gabinete e a porta da varanda são

compostas por folhas de correr, portanto quando totalmente abertas

ocupam 50% do vão. Assim, estipulou-se um lado de abertura de maneira

a deixar o vão livre na parte mais central de cada ambiente. Porém, é

importante ressaltar que cada usuário determinaria para que lado abrir

tais janelas, o que provavelmente seria influenciado pelo layout de

ocupação adotado em cada espaço, por exemplo.

As janelas dos banheiros são do tipo basculante e a proporção de

abertura está representada na figura 5.12. As janelas da área de serviço e

do quarto de empregada são do tipo pivotante de várias folhas e também

na figura 5.12 pode-se perceber a proporção entre vãos livres e vãos

fechados (representados pela linha de cor laranja) de cada uma delas.

Figura 5.12 –

Planta baixa do Modelo 03 com destaque das área

Figura 5.13 –

Perspectiva do Modelo 03

Todas as portas internas

observado na figura 5.13.

CAPÍTULO 5 –

DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

Planta baixa do Modelo 03 com destaque das área

s obstruídas pelas

esquadrias

Perspectiva do Modelo 03

Figura 5.14 –

Apartamento inserido no

edifício –

Modelo 03

Todas as portas internas

foram consideradas abertas como

observado na figura 5.13.

193

DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

s obstruídas pelas

Apartamento inserido no

Modelo 03

foram consideradas abertas como

194

CAPÍTULO 5 – DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

5.5 M

ODELO

Quando se pretende adotar em qualquer projeto arquitetônico a

estratégia da ventilação natural com o objetivo de obter conforto térmico

dos usuários, dois princípios básicos devem ser esclarecidos para os

ocupantes do espaço. Primeiro, que o vento é uma variável de difícil

previsão e controle e que ao se adotar médias de velocidade e direção,

não significa que esses dados ocorram todos os dias e horas do ano,

podendo inclusive ocorrer horas de calmaria. Segundo, e mais importante

para esclarecer as alterações deste modelo, para existir um fluxo de vento

no interior de uma edificação, é importante garantir que haja uma

abertura de entrada e outra de saída do ar. Ao abrir ou fechar qualquer

uma desta abertura (parcialmente ou totalmente), o usuário pode

controlar a intensidade e a direção do vento – dependendo do tipo de

esquadria – como pode também bloquear totalmente este fluxo, seja

consciente ou inconscientemente.

Para manter a privacidade, muitas vezes os habitantes de uma casa

fecham as portas de seus quartos, por exemplo, e este ato pode

influenciar não apenas a ventilação interna dos quartos, mas também de

todo o apartamento. Pensando em analisar essas possíveis consequências,

o modelo 04 se difere do modelo anterior apenas pelo fato de ter-se

fechado as portas dos três quartos e do gabinete, mantendo todas as

demais portas abertas, assim como também se manteve todas as

características das janelas semelhantes ao modelo anterior, com suas

esquadrias e aberturas totais, na proporção que cada modelo permite.

Figura 5.15 –

Planta baixa do Modelo 04 com destaque para as portas dos quartos

Figura 5.16 –

Perspectiva do modelo 04

CAPÍTULO 5 –

DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

características das janelas semelhantes ao modelo anterior, com suas

esquadrias e aberturas totais, na proporção que cada modelo permite.

Planta baixa do Modelo 04 com destaque para as portas dos quartos

fechadas

Perspectiva do modelo 04

Figura 5.17 -

Apartamento inserido no

edifício –

Modelo 04

195

DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

características das janelas semelhantes ao modelo anterior, com suas

esquadrias e aberturas totais, na proporção que cada modelo permite.

Planta baixa do Modelo 04 com destaque para as portas dos quartos

Apartamento inserido no

Modelo 04

196

CAPÍTULO 5 – DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

Dessa forma, pode-se dizer que a confecção do modelo 04 foi

baseada num possível hábito de algum usuário e servirá para incentivar o

projetista a prever esse tipo de atitude sempre que se adotar o partido da

ventilação natural nas edificações.

5.6 M

ODELO

Ainda baseado na concepção do modelo anterior, o modelo 05 tem

como objetivo propor uma possível solução aos danos causados no fluxo

da ventilação interna pelo fechamento das portas dos quartos e verificar

sua real eficácia. Assim, o modelo 05 se diferenciou do modelo 04 ao

colocar bandeiras nas portas dos quartos, ou seja, criou-se um vão de

0,70m x 0,30m acima das portas que continuaram fechadas, como se

observa na perspectiva do modelo (figura 5.19).

Apenas como forma de enfatizar melhor as demais características do

modelo 05, todas as janelas apresentam as esquadrias com suas

aberturas correspondentes ao modelo e representadas na figura 5.18 com

uma linha na cor laranja; o banheiro de empregada não está inserido no

modelo; e todas as outras portas não citadas apresentam 100% do vão

livre para o escoamento do ar sem a presença de bandeiras.

O uso de bandeiras nas demais portas, além das portas dos quartos,

poderia ser adotado em um modelo, porém, como o objetivo aqui é

comparar os resultados de sua simulação do modelo 05 com a simulação

do modelo 04, onde apenas as portas dos quartos estavam fechadas,

optou-

se por colocar bandeiras apenas nessas portas para evitar

distorções na análise dos resultados alcançados.

Figura 5.18 –

Planta baixa do Modelo 05 com destaque para as portas dos quartos

fechadas com bandeiras acima das mesmas com vãos livres de dimensão .70m x .30m

Figura 5.19 –

Perspectiva do modelo 05

CAPÍTULO 5 –

DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

se por colocar bandeiras apenas nessas portas para evitar

distorções na análise dos resultados alcançados.

Planta baixa do Modelo 05 com destaque para as portas dos quartos

fechadas com bandeiras acima das mesmas com vãos livres de dimensão .70m x .30m

Perspectiva do modelo 05

Figura 5.20 -

Apartamento inserido

no edifício

197

DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

se por colocar bandeiras apenas nessas portas para evitar

Planta baixa do Modelo 05 com destaque para as portas dos quartos

fechadas com bandeiras acima das mesmas com vãos livres de dimensão .70m x .30m

Apartamento inserido

no edifício

– Modelo 05

198

CAPÍTULO 5 – DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

5.7 M

ODELO

No modelo 06 houve uma alteração na planta arquitetônica, cuja

alternativa foi oferecida aos proprietários quando o edifício ainda estava

em construção. Essa modificação consiste na eliminação do gabinete e

consequente aumento da sala de estar, transformação do lavabo em

banheiro social e alteração da localização da porta do banheiro social de

forma a transformar mais um quarto em suíte – todas representadas por

linhas na cor laranja na figura 5.21.

Além deste aspecto, outras configurações continuam implantadas,

como a permanência das esquadrias, todas as portas, inclusive as dos

quartos, abertas e sem bandeiras e a eliminação do banheiro de

empregada.

Neste modelo pretende-se analisar mais especificamente a relação

entre a ventilação no interior de uma edificação e suas divisões internas.

Até que ponto um ambiente mais amplo e com menos barreiras, caso da

nova configuração da sala de estar no modelo 06, pode interferir na

qualidade do fluxo de ar, neste ambiente e nos ambientes adjacentes?

Outro questionamento existente: será que a alteração da localização

da porta do banheiro social vai favorecer ou prejudicar o fluxo de ar no

quarto ao lado e nos demais ambientes, uma vez que neste espaço a

velocidade do ar é intensa quando comparada aos demais ambientes?

Figura 5.21 –

Planta Baixa do modelo 06 com destaque para a alteração da planta

Figura 5.22 –

Perspectiva do modelo 06

CAPÍTULO 5 –

DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

Planta Baixa do modelo 06 com destaque para a alteração da planta

original

Perspectiva do modelo 06

Figura 5.23 -

Apartamento inserido

no edifício

199

DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

Planta Baixa do modelo 06 com destaque para a alteração da planta

Apartamento inserido

no edifício

– Modelo 06

200

CAPÍTULO 5 – DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

Assim, veremos que se tratando do estudo da ventilação natural,

uma simples alteração da planta arquitetônica pode ser uma questão

muito mais funcional quando se trata de conforto térmico do que uma

questão de estética ou criatividade.

5.8 M

ODELO

Comparando o modelo 07 ao modelo 01 (modelo base) a única

alteração é a largura das janelas dos quatros quartos. Optou-se aqui por

ocupar toda a largura da parede onde as aberturas foram previamente

projetadas, mantendo as mesmas alturas do vão e do peitoril. Além disso,

a eliminação do banheiro de empregada também se difere do modelo

base.

Dessa forma, além de compararmos as aberturas das janelas em

sua dimensão original, com e sem as esquadrias de correr, que ocupam

50% do vão livre, ainda poderemos encontrar respostas importantes ao

compararmos esses resultados anteriores com as aberturas ocupando

toda a largura das paredes e novamente sem as esquadrias.

Qual a importância da dimensão de uma janela para a ventilação

natural de um ambiente? Será que um Plano Diretor acerta ao determinar

uma proporção fixa da janela em relação ao tamanho do piso? Será que é

uma solução relevante aumentar as dimensões da janela de qualquer

ambiente, independente de sua localização, por exemplo?

Figura 5.24 –

Planta baixa do Modelo 07 com destaque para a dimensão das aberturas

Figura 5.25 –

Perspectiva do Modelo 07

CAPÍTULO 5 –

DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

Planta baixa do Modelo 07 com destaque para a dimensão das aberturas

dos quartos

Perspectiva do Modelo 07

Figura 5.26 -

Apartamento inserido

no edifício

201

DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

Planta baixa do Modelo 07 com destaque para a dimensão das aberturas

Apartamento inserido

no edifício

– Modelo 07

202

CAPÍTULO 5 – DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

5.9 M

ODELO

A definição do modelo 08 ocorreu após a realização das simulações

de todos os modelos anteriores, quando se notou que o quarto do meio

apresentava sempre a pior distribuição e velocidade do fluxo de ar em seu

interior, com maiores áreas de ausência de vento em relação aos outros

ambientes, independente do modelo proposto.

Assim sendo, este modelo propõe alterar a localização da porta de

entrada do quarto de maneira a posicioná-la na diagonal em relação à

abertura da janela localizada na parede oposta e estimular uma ventilação

cruzada mais eficiente. Além disso, nessa nova localização, pretende-se

verificar a possibilidade deste ambiente ser favorecido também pela

corrente de vento que atravessa a porta da cozinha em direção a varanda

da sala e do vento proveniente do lavabo também.

Dessa forma, o modelo 08 se difere do modelo base apenas pela

localização da porta do quarto do meio, como sinalizado na figura 5.27 a

seguir, e todas as aberturas também foram igualmente consideradas sem

as esquadrias.

Por fim, o objetivo principal considerado para a elaboração destes

modelos é tentar mostrar como a simulação computacional pode ser uma

ferramenta extremamente útil tanto na fase de concepção do projeto,

quanto na realização de uma reforma que tenha a pretensão de melhorar

a circulação de ar no interior de uma edificação.

Figura 5.27 –

Planta Baixa do modelo 08 com destaque na alteração da porta do quarto

Figura 5.28 –

Perspectiva do Modelo 08

CAPÍTULO 5 –

DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

Planta Baixa do modelo 08 com destaque na alteração da porta do quarto

do meio

Perspectiva do Modelo 08

Figura 5.29 -

Apartamento inserido no

edifício –

Modelo 08

203

DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

Planta Baixa do modelo 08 com destaque na alteração da porta do quarto

Apartamento inserido no

Modelo 08

204

CAPÍTULO 5 – DEFINIÇÃO DOS MODELOS PARA SIMULAÇÃO

Nem sempre os resultados previstos serão confirmados ou nem

sempre será fácil conseguir soluções simples pra resolver todos os

problemas encontrados numa edificação pronta ou numa primeira

simulação na fase de concepção de projeto. Porém, ao dispormos de uma

ferramenta que nos possibilite analisar o maior número possível de

propostas antes da idealização de um projeto, com certeza a chance de

insatisfação será muito menor, apesar de que ao se trabalhar com uma

variável como a ventilação natural, deve-se ter em mente que o

comportamento do vento é sempre de difícil predição.

No próximo capítulo estarão expostos os resultados alcançados em

todas as simulações realizadas com os oito modelos descritos até aqui,

bem como as comparações realizadas entre eles com a análise qualitativa

do vento no interior do apartamento em cada uma das situações.

205

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

Após a demonstração do processo de simulação no CFX no capítulo

4 e da apresentação de todos os modelos simulados nesta pesquisa no

capítulo 5, aqui serão analisados qualitativamente os resultados obtidos,

assim como serão discutidas as comparações necessárias entre os

resultados dos modelos sugeridos.

Inicialmente serão demonstradas as imagens dos resultados

referentes ao modelo experimental, cuja edificação principal não possuía

aberturas em toda sua extensão, e o modelo base, cujo apartamento onde

as análises serão feitas foi inserido no modelo, com o objetivo de

comparar as possíveis diferenças e/ou semelhanças entre os dois

resultados.

Em seguida será analisado o resultado da simulação do modelo 01

que, como já mencionado, é o modelo base para comparação dos demais

resultados de forma mais clara e precisa. Depois, serão analisados os

resultados de todos os modelos seguintes com suas devidas comparações.

Apenas as imagens mais significativas serão apresentadas neste

capítulo para que todas as análises se tornem mais claras e objetivas.

Desta forma optou-se por apresentar dois planos horizontais – uma

imagem com contornos e outra com os vetores referentes à direção e

velocidade do vento para cada uma das alturas – sendo um plano

horizontal com altura de 37,40m o que corresponde a uma altura de

206

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

1,20m a partir do piso do apartamento localizado no 11º andar, que se

define aqui como altura do plano de trabalho, e outro com altura de

38,20m referente a uma altura de 2,00m a partir do piso do apartamento.

O primeiro plano corta as principais aberturas em seus pontos

médios, ou seja, corta as principais aberturas passando por seus vãos

livres, enquanto que o segundo plano horizontal corta também as

aberturas mais altas, como as localizadas nos banheiros, área de serviço e

quarto de empregada. É importante salientar que planos horizontais

localizados em alturas diferentes podem apresentar resultados diferentes

já que o fluxo do ar percorre todo o volume do espaço e de acordo com as

características do espaço e as alturas das aberturas, o comportamento ao

longo do eixo vertical e horizontal sofre alterações.

Nos anexos desta pesquisa estão inseridas imagens complementares

de todas as simulações realizadas aqui, inclusive as imagens de quatro

planos verticais que cortam longitudinalmente e transversalmente a área

do apartamento.

Para todas as simulações foram utilizados dois computadores do

LABAUT, em paralelo, para atender a necessidade imposta pelo número

total de elementos de cada um dos modelos confeccionados. Como todos

os modelos geraram mais de 2 milhões de elementos, cada um dos

computadores utilizados dispunham de 2 Gb de memória RAM, sendo

necessário, portanto, pelo menos duas máquinas para cada simulação,

207

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

uma vez que cada 1Gb de memória RAM tem capacidade para rodar no

máximo 1 milhão de elementos.

Apesar da meta inicial em todas as simulações ser atingir

convergências de 1x10

-4

, todas as simulações desta pesquisa

apresentaram convergências entre 5x10

-4

e 1x10

-4

, que são consideradas

pelo manual do programa CFX (2003) como regulares e aplicáveis na

maioria das simulações. Uma convergência melhor não foi conseguida

devido ao grande número de elementos da malha e pela grande diferença

entre as dimenções de todas as faces que compõem o modelo, que vão

desde a espessura das paredes (0,15m) até os grandes vãos dos maiores

edifícios, por exemplo.

O principal obstáculo encontrado ao longo de todo o processo que

envolveu as simulações foi o tempo disponível. Até que se estabeleçam

todos os detalhes como: modelagem, parâmetros para confecção da

malha, qualidade da malha, definição das variáveis envolvidas, número

total de elementos compatível com a capacidade computacional,

convergência apropriada e criação das imagens dos resultados finais, além

do surgimento de alguns imprevistos e do período necessário para se

dominar a ferramenta; muito tempo foi utilizado na etapa de ajustes sem

a geração de nenhum resultado. Quando se encontra algum erro ou se

chega a alguma resposta inadequada, todo o processo é reiniciado a partir

da primeira etapa até que se encontre o resultado adequado e todas as

dúvidas sejam sanadas.

208

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

Tabela 6.1 – Quadro resumo das simulações dos modelos 1 a 8

IMAGEM DO

MODELO

Nº DE

ELEMENTOS

INTERAÇÕES TEMPO

MODELO 1

2.285.180 elementos,

sendo 1.435.935

tetraedros, 846.228

prismas e 3.017

pirâmides.

552

interações e

convergência regular

com resultados

confiáveis

19 horas

MODELO 2

2.208.305 elementos

sendo, 1.400.725

tetraedros, 805.095

prismas e 2.485

pirâmides.

500

interações e

convergência regular

com resultados

confiáveis

18 horas e

minutos

MODELO 3

2.142.166 elementos,

sendo 1.352.165

tetraedros, 787.269

prismas e 2.732

pirâmides.

500

interações e

convergência regular

com resultados

confiáveis

17 horas e

minutos

MODELO 4

2.119.521 elementos,

sendo 1.324.293

tetraedros, 789.861

prismas e 5.367

pirâmides.

500

interações e

convergência regular

com resultados

confiáveis

17 horas e

minutos

MODELO 5

2.152.970 elementos

sendo 1.343.247

tetraedros, 807.327

prismas e 2.396

pirâmides.

300

interações e

convergência regular

com resultados

confiáveis

10 horas e

minutos

MODELO 6

2.287.728 elementos

sendo 1.477.782

tetraedros, 807.450

prismas e 2.496

pirâmides.

300

interações e

convergência regular

com resultados

confiáveis

11 horas e

minutos

MODELO 7

2.191.210 elementos,

sendo 1.399.693

tetraedros, 788.976

prismas e 2.541

pirâmides.

300

interações e

convergência regular

com resultados

confiáveis

10 horas e

minutos

MODELO 8

2.277.140 elementos,

sendo 1.434.578

tetraedros, 839.487

prismas e 3.075

pirâmides.

300

interações e

convergência regular

com resultados

confiáveis

11 horas e

minutos

209

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

Vários meses desta pesquisa foram dedicados apenas ao processo

de simulação como um todo, mas os arquivos finais só contabilizam o

tempo dispendido na realização da etapa CFX-SOLVER, quando ocorre o

processamento da simulação, como organizado na tabela 6.1 a seguir.

Porém, as etapas anteriores ao SOLVER são as mais trabalhosas e

determinantes para o bom resultado da simulação, uma vez que depende

do usuário para desenvolver cada passo, enquanto que no SOLVER apenas

os computadores trabalham realizando a simulação e caso não se atinja a

convergência adequada ou ocorra algum erro, todo o processo é

reiniciado, como já dito anteriormente.

Após esta fase, cabe ao usuário novamente interferir e gerar todas

as imagens necessárias para a análise final dos resultados, que serão

expostas nos itens a seguir.

6.1 E

NTORNO DO APARTAMENTO

ODELO EXPERIMENTAL X

ODELO BASE

Nas figuras 6.1 e 6.2, a parte preta representa o vazio interno do

edifício por onde o fluxo não passa, com exceção da parte referente ao

apartamento inserido no modelo base.

A comparação entre a figura 6.1 e 6.2 é para analisar quais as

diferenças e semelhanças do perfil do vento no entorno da edificação

entre o modelo totalmente fechado (experimental) e o que apresenta as

aberturas para entrada e saída do vento (base). O ideal seria poder

trabalhar com todas as aberturas dos quatro apartamentos existentes em

210

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

cada andar da edificação, porém inúmeros testes iniciais realizados na

elaboração dos modelos comprovaram que esta opção seria totalmente

impossível pela incompatibilidade entre a geração de um número muito

grande de elementos em cada modelo e a capacidade computacional

disponível para a pesquisa. Dessa forma, após uma sucessão de modelos

descartados, foi determinado o equilíbrio ideal entre a capacidade

computacional disponível e o modelo que pudesse responder a todos as

questões existentes nesta pesquisa de maneira mais realista possível.

Voltando a comparação entre o modelo experimental e o modelo

base, notam-se algumas diferenças no contorno que representa a

velocidade do vento no entorno do edifício, principalmente próximos as

fachadas onde as aberturas foram inseridas, o que, evidentemente, já era

esperado. Pois, uma vez que um obstáculo (como um edifício) apresenta

aberturas permeáveis ao vento, o vento tende a apresentar uma

velocidade maior próximo às aberturas quando comparada a uma fachada

cega que tende a desviar a direção do vento e diminuir sua intensidade na

proximidade do limite da barreira, como visto nas figuras 6.1 e 6.2.

Assim sendo, pode-se concluir a existência da compatibilidade

esperada entre a ventilação externa e interna no modelo estudado,

demonstrando que o mesmo corresponde à real correlação entre o

exterior e o interior de um edifício quando o assunto abordado é a

ventilação natural.

211

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

Figura 6.1 – Contorno da velocidade do

vento no entorno do edifício no modelo

experimental

Figura 6.2 – Contorno da velocidade do

vento no entorno do edifício no modelo

base

Como já citado, é possível que se pudéssemos inserir todas as

aberturas e espaços internos ao modelo, obtivéssemos resultados um

pouco diferentes, mas pelas respostas representadas nas figuras 6.1 e

6.2, podem-se considerar os resultados encontrados bastante satisfatórios

e suficientes para realizar todas as análises desta pesquisa.

6.2 M

ODELO

O modelo 01 corresponde à planta baixa original do apartamento,

sem as esquadrias e todas as aberturas com vãos 100% livres.

Considerado modelo base, pois servirá como referência na comparação da

maior parte dos modelos.

Alcançado o resultado final da simulação deste modelo, comprovou-

se como pretendido desde o início, que a localização do apartamento

escolhido apresentava um ótimo potencial de ventilação natural em seus

espaços internos favorecendo desta maneira a visualização mais clara dos

212

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

resultados apresentados após todas as interferências arquitetônicas

propostas em seu interior. Isto pode ser visto a seguir nas figuras 6.3 a

6.6 que apresentam os contornos e os vetores da velocidade e direção dos

ventos nos planos horizontais.

Figura 6.3 – Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 01 – Plano horizontal h= 1.20m

Figura 6.4 - Vetores de direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 01 – Plano

horizontal h= 1.20m

Figura 6.5 - Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 01 – Plano horizontal h= 2.00m

Figura 6.6 - Vetores de direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 01 – Plano

horizontal h= 2.00m

Analisando no geral as figuras 6.3 a 6.6, pode-se perceber que há

uma distribuição regular do ar em todos os ambientes, com poucos

213

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

espaços de estagnação de vento. Na maior parte do espaço a velocidade

do vento varia entre 0,0 e 1,25m/s, apesar da presença de áreas que

apresentam correntes de ar mais forte, podendo chegar a 3,0m/s. Esta

característica pode ser explicada, primeiro, por uma turbulência no final

do corredor, possivelmente gerada pelo encontro de correntes de ar

oriundas de aberturas diferentes e que se cruzam num espaço pequeno.

Em segundo, na área entre a entrada da cozinha e a entrada do gabinete,

o fluxo pode ter sofrido a influência não apenas da diferença de pressão

entre as aberturas de entrada e saída do ar, mas também da ausência de

um obstáculo que pudesse desviar e diminuir esta velocidade final.

É importante esclarecer que os resultados encontrados nestas

simulações referem-se a um determinado perfil de vento definido a partir

do levantamento dos dados climáticos da cidade que apresentou o dia

típico de projeto como citado no capítulo 03. Desta forma em todas as

simulações foi estabelecida a direção dos ventos a 90º e sua velocidade

de 4,5m/s para facilitar e organizar todas as análises.

6.3 M

ODELO

A alteração realizada no modelo 02 foi a mudança da localização das

janelas dos dois quartos localizados na fachada leste do edifício.

Como já explicado no capítulo anterior, ao optar por esta alteração

se buscou verificar como uma decisão tomada na fase de projeto e

baseada no estudo de pressão nas fachadas pode representar uma melhor

qualidade na distribuição do fluxo de ar no interior de uma edificação. Ao

214

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

transferir as aberturas de entrada do ar dos dois quartos para a fachada

que apresentou maior pressão do vento na simulação do modelo

experimental, não apenas estes ambientes apresentaram uma melhora

significativa da distribuição e velocidade do ar, como todos os outros

quartos e a sala do apartamento também apresentaram melhores

resultados, além da diminuição de áreas com ar estagnado neste plano

analisado.

O resultado alcançado após a alteração proposta no modelo 02

demonstra claramente, por meio das figuras 6.7 a 6.12, como uma

simples decisão na fase de projeto, baseada numa simulação do modelo

pode favorecer o conforto térmico natural em áreas com bom potencial

eólico e evitar o uso desnecessário de condicionamento artificial do ar e

consequente aumento no consumo de energia elétrica.

215

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

Figura 6.7 - Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 01 – h=1.20m

Figura 6.8 - Vetores da direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 01 – h=1.20m

Figura 6.9 - Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 02 – h=1.20m

Figura 6.10 – Vetores da direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 02 – h=1.20m

Figura 6.11 - Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 02 – h=2.00m

Figura 6.12 - Vetores da direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 02 – h=1.20m

216

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

6.4 M

ODELO

No modelo 03 foram inseridas as esquadrias em todas as janelas, ou

melhor, as aberturas foram dimensionadas para corresponderem aos vãos

livres máximos proporcionais aos modelos de cada uma das esquadrias.

Ao comparar o resultado da simulação do modelo 01 ao modelo 03,

verifica-se que apesar do aumento da velocidade do vento principalmente

próximo as aberturas de entrada e saída do ar do modelo 03, devido ao

aumento da pressão causado pela diminuição do espaço livre para a

passagem do fluxo de vento, o resultado na qualidade da distribuição do

ar no interior do apartamento não é prejudicada na mesma proporção.

É evidente que, em alguns ambientes, houve um aumento das áreas

com ar estagnado. Além disso, a velocidade do vento próximo as paredes

aumentou e no centro dos ambientes diminuiu, mas no geral apresentou

valores que podem ser considerados satisfatórios.

Interessante notar a diferença da uniformidade na distribuição do ar

entre o plano a 1,20m e o plano a 2,00m de altura no modelo 03. No

segundo plano pode-se perceber que ao inserir obstáculos uniformemente

distribuídos no vão das aberturas da área de serviço e quarto de

empregada, referentes às folhas da janela pivotante, ocorreu um aumento

da pressão do ar nestas aberturas, a velocidade do vento ao penetrar o

ambiente aumentou e consequentemente a qualidade do fluxo de ar em

todos os ambientes do apartamento no plano a 2,00m foi melhor,

considerando a distribuição mais uniforme do ar.

217

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

Figura 6.13 - Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 01 – h=1.20m

Figura 6.14 – Vetores da direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 01 – h=1.20m

Figura 6.15 - Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 03 – h=1.20m

Figura 6.16 - Vetores da direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 03 – h=1.20m

Figura 6.17 - Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 03 – h=2.00m

Figura 6.18 - Vetores da direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 03 – h=2.00m

218

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

6.5 M

ODELO

O modelo 04 se caracteriza por simular a ventilação natural no

interior do apartamento quando as portas dos quatro quartos estão

fechadas, situação muito comum quando os usuários desejam maior

privacidade em seus quartos.

Assim como esperado, ao comparar o resultado do modelo 04 com o

modelo 03 – por apresentar todas as características físicas semelhantes,

com exceção das portas fechadas – a resposta encontrada correspondeu

às expectativas, uma vez que não existe uma ventilação eficiente dentro

de uma ambiente onde só existe uma abertura. É preciso que haja duas

aberturas, uma de entrada e outra de saída, com diferenças de pressão

entre elas para que o ar circule dentro do espaço.

Apenas na suíte houve algum movimento de ar em seu interior

porque a janela e porta do banheiro permaneceram abertas neste ensaio,

mas ainda assim não privilegiou a ventilação no quarto, que ficou tão

prejudicada como nos outros três, como comparado nas figuras 6.19 a

6.24.

Com a impossibilidade de fazer o ar circular pelos quartos, o fluxo

de ar vindo das aberturas da área de serviço e do quarto de empregada

incrementou a velocidade do ar na parte da sala próxima à varanda e na

própria varanda que acabou sendo a única abertura disponível para a

saída de todo o fluxo de ar do apartamento.

219

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

Figura 6.19 - Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 03 – h=1.20m

Figura 6.20 – Vetores da direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 03

Figura 6.21 - Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 04 – h=1.20m

Figura 6.22 - Vetores da direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 04 – h=1.20m

Figura 6.23 - Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 04 – h=2.00m

Figura 6.24 - Vetores da direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 04 – h=2.00m

220

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

Este resultado tem como vantagem poder alertar sobre a

importância de se analisar os costumes dos usuários em seu dia-a-dia

antes de propor uma solução final. Num projeto arquitetônico que

pretenda maximizar a ventilação natural em seu interior é de suma

importância a participação consciente do usuário para que suas atitudes

não prejudiquem o resultado final. Além disso, é importante que todos

possam controlar a intensidade e a direção dos ventos por meio do ajuste

dos vãos de abertura das esquadrias, no caso de ventos muito fortes ou

chuvas com vento.

6.6 M

ODELO

O modelo 05 difere do modelo 04 apenas por apresentar aberturas –

conhecidas como bandeiras – de 0,70 x 0,30m acima das portas dos

quatro quartos que permaneceram fechadas como no modelo anterior.

Comparando as figuras a seguir, notamos que a inserção das

bandeiras na parte superior das portas dos quartos no modelo 05 alterou

a movimentação do ar no interior dos ambientes em relação ao modelo

anterior. Analisando as imagens 6.25 a 6.30 geradas em dois planos

horizontais, nota-se que a velocidade do ar varia de 0,00 a 1,00m/s, com

algumas áreas sem movimentação de ar, mas apresenta melhor resultado

no plano a 2,00m de altura, pela maior proximidade dos vãos livres,

evidentemente.

221

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

Figura 6.25 - Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 04 – h=1.20m

Figura 6.26 – Vetores da direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 04 – h=1.20m

Figura 6.27 - Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 05 – h=1.20m

Figura 6.28 - Vetores da direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 05 – h=1.20m

Figura 6.29 - Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 05 – h=2.00m

Figura 6.30 - Vetores da direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 05 – h=2.00m

222

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

Após uma análise com todas as imagens geradas desta simulação

(Anexo 9) pela configuração da localização, direção e intensidade do fluxo

de ar nos quartos, chegou-se a conclusão de que a ventilação natural no

interior destes ambientes neste caso pode ser suficiente para remover a

carga térmica gerada pelos usuários, e prover o conforto térmico,

principalmente nos períodos de descanso uma vez que pode não ser

confortável uma corrente de ar forte na altura das pessoas enquanto

dormem em suas camas durante toda a noite.

Sendo assim, com menor intensidade da velocidade do vento no

interior destes ambientes no período de descanso e uma distribuição do ar

que consiga remover a carga térmica e o excesso de umidade do

ambiente pode ser suficiente para o conforto térmico dos usuários e ainda

assim permitir, neste caso, que as portas permaneçam fechadas desde

que as mesmas possuam bandeiras por onde o ar poderá circular.

6.7 M

ODELO

O modelo 06 representa uma alteração na planta arquitetônica

original do apartamento que foi proposta pela construtora aos

compradores ainda na fase de execução do projeto e consiste na

eliminação do gabinete e consequente aumento da sala, transformação do

lavabo em banheiro social e a mudança da localização da porta do antigo

banheiro social de forma a transformar mais um quarto em suíte.

223

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

Figura 6.31 - Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 03 – h=1.20m

Figura 6.32 – Vetores da direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 03 – h=1.20m

Figura 6.33 - Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 06 – h=1.20m

Figura 6.34 - Vetores da direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 06 – h=1.20m

Figura 6.35 - Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 06 – h=2.00m

Figura 6.36 - Vetores da direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 06 – h=2.00m

224

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

Assim, o resultado da simulação do modelo 06 comparado ao

resultado da simulação do modelo 03 – as esquadrias estão sendo

consideradas – poderá mostrar, em relação à qualidade da ventilação

natural no interior do apartamento, qual a melhor opção de planta

oferecida.

Analisando as imagens dos resultados das duas simulações – figuras

6.31 a 6.36 – pode-se dizer que em termos da qualidade da ventilação

natural na edificação a alteração do modelo 06 no geral não apresentou

vantagem em relação ao modelo 03.

Nas áreas íntimas do apartamento não aconteceu uma mudança

significativa na distribuição do fluxo de ar, mas houve uma diminuição na

velocidade do ar nestes ambientes, porém não representa um fator

negativo, uma vez que velocidade do vento acima de 1,50m/s em

ambientes fechados – principalmente quando o ar está canalizado – pode

causar desconforto dependendo da atividade realizada no local.

A diferença mais significativa entre os modelos aconteceu na área

social do apartamento. Com a eliminação das paredes que formavam o

espaço do gabinete, verificamos nas figuras 6.33 e 6.34, referentes ao

plano a 1,20m de altura, que uma grande área com estagnação de ar

apareceu no centro da sala e uma forte corrente de ar com velocidades

que podem ultrapassar os 2m/s se formou paralelamente à parede lateral

entre a porta da cozinha e a janela da sala. Apesar do mesmo fenômeno

225

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

não ter se apresentado no plano superior, isto pode causar certo

desconforto aos usuários.

Diferente do que geralmente é pregado em estudos sobre a

ventilação natural na edificação, nem sempre um ambiente com menos

divisões e com aberturas de entrada e saída do vento em paredes opostas

representam a melhor opção. No modelo 03, com todas as divisões da

planta original, apresentou melhor distribuição do fluxo de ar na sala e na

varanda do que no modelo 06.

A área de serviço do modelo 06 não apresentou nenhuma mudança

significativa na qualidade do fluxo de ar, principalmente no plano a 1,20m

de altura (figuras 6.33 e 6.34), mas se analisássemos o plano a 2m de

altura (figuras 6.35 e 6.36), quando o mesmo corta o meio das aberturas

da área de serviço e quarto de empregada, perceberíamos que houve um

aumento significativo na velocidade do vento na área de serviço, sem

alteração significativa na cozinha, assim como a área de estagnação do ar

na sala diminuiu e o fluxo de vento que forma uma corrente de ar no

plano de trabalho, apresenta-se com menor intensidade.

6.8 M

ODELO

O modelo 07 voltou a excluir as esquadrias das janelas e aumentou

a largura das janelas dos quartos para toda a extensão da parede onde as

mesmas estão localizadas, ou seja, as larguras das janelas dos quartos

praticamente dobraram de dimensão, mas mantiveram a mesma altura da

abertura e do peitoril.

226

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

Pode ser uma tendência acreditar que quanto maior as aberturas de

um ambiente, melhor a qualidade – maior velocidade e uniformidade na

distribuição do ar. Por este motivo o resultado da simulação do modelo 07

será comparado ao modelo 01 para a análise desta hipótese.

Retomando a questão da pressão do vento na fachada do edifício,

sabe-se que apenas o quarto do lado esquerdo, no final do corredor, tem

sua janela em uma fachada de pressão positiva e, portanto caracteriza-se

como abertura de entrada do ar, enquanto que os outros três quartos tem

suas janelas localizadas na fachada de pressão negativa e

consequentemente são caracterizadas como aberturas de saída do fluxo

de ar.

Deste modo, ao comparar os resultados apresentados nas figuras

6.37 a 6.42, pode-se claramente concluir que no caso da configuração da

planta deste apartamento – que apresenta em seus quartos uma abertura

para o exterior e a outra abertura para o interior – aumentando uma das

aberturas de um ambiente e mantendo as demais com a mesma dimensão

e localização, sua resposta será mais expressiva quando esta abertura se

localizar na fachada de pressão positiva da edificação. Ou seja, o único

quarto onde ocorreu uma aceleração na velocidade do ar considerada

proporcional a diferença da largura da janela foi o quarto cuja abertura se

localiza na fachada de pressão positiva, apesar da configuração do fluxo

ter sido pouco afetada.

227

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

Figura 6.37 - Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 01 – h=1.20m

Figura 6.38 – Vetores da direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 01 – h=1.20m

Figura 6.39 - Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 07 – h=1.20m

Figura 6.40 – Vetores da direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 07 – h=1.20m

Figura 6.41 - Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 07 – h=2.00m

Figura 6.42 - Vetores da direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 07 – h=2.00m

228

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

Nos demais quartos, as mudanças verificadas no plano a 1,20m de

altura foram pouco significativas e se analisadas minuciosamente a

qualidade da ventilação interna até piorou pelo fato de ter aumentado a

área com menor velocidade de ar, principalmente no gabinete e no quarto

ao lado. Já no plano a 2,00m de altura, percebe-se um incremento

significativo na velocidade do ar que entra pelo quarto à esquerda da

planta. Isso ocorre porque na altura deste plano há aberturas na fachada

onde estão localizadas as janelas da área de serviço e quarto de

empregada, e com menos obstáculos, o vento apresenta-se com maior

velocidade e permite uma distribuição do ar mais uniforme neste plano em

todos os ambientes do apartamento.

É interessante notar que no capítulo 2 foi citado um estudo de

Givoni (1976) onde se concluiu uma resposta diferente quando analisada

a taxa de ventilação média do ar em função da relação entre as aberturas

de entrada e saída do ar no interior de um ambiente. Em seu estudo, ele

conclui que se a entrada de ar for maior que a saída, o fluxo do ar é

reduzido, porém melhor distribuído. Já quando a abertura de saída do

vento é maior que a de entrada, a taxa de ventilação interna é maior.

Em seu estudo, este autor analisa o ambiente de forma hipotética e

isolado. Ou seja, ele determinou um modelo com todas as paredes de

mesma dimensão e duas aberturas localizadas em paredes opostas

alterando as dimensões da largura dessas aberturas. Não considerou, por

229

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

exemplo, as características do entorno, a pressão do vento nas fachadas,

entre outras variáveis.

Sabe-se que a ventilação natural, seja no meio urbano, seja no

interior de uma edificação, é de difícil predição e controle devido a uma

série de fatores que influenciam direta e indiretamente seu perfil. Assim, a

análise de apenas uma variável, apesar de poder esclarecer algumas

dúvidas na teoria, dificilmente poderá responder precisamente a uma

questão em relação ao vento.

Assim, por meio dos resultados apresentados nas simulações desta

dissertação e outro trabalho de suma importância como o de Givoni

(1976), referência no estudo da ventilação natural, percebe-se como uma

ferramenta computacional atual e complexa pode aproximar cada vez

mais a pesquisa, a prática e a realidade da arquitetura.

6.9 M

ODELO

Terminadas as simulações dos sete modelos anteriores, percebeu-se

que o ambiente mais prejudicado em relação à qualidade da ventilação

natural foi o quarto do meio. Com exceção do modelo 02, à medida que

novas alterações eram propostas, este ambiente em geral mostrava-se

menos favorecido em relação aos demais. Assim sendo, o modelo 08

propôs uma simples alteração na localização da porta de entrada deste

ambiente para verificar se ao posicionar as aberturas em diagonal seria

possível obter uma qualidade melhor da distribuição do ar e aumento da

velocidade do vento.

230

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

Figura 6.43 - Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 01 – h=1.20m

Figura 6.44 – Vetores da direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 01 – h=1.20m

Figura 6.45 - Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 08 – h=1.20m

Figura 6.46 – Vetores da direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 08 – h=1.20m

Figura 6.47 - Contorno da velocidade do

vento no interior do apartamento no

modelo 08 – h=2.00m

Figura 6.48 - Vetores da direção e

velocidade do vento no interior do

apartamento no modelo 08 – h=2.00m

231

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

Comparando as figuras 6.43 a 6.48 referentes às simulações dos

modelos 01 e 08, nota-se que no plano a 1,20 m de altura a alteração do

quarto do meio influenciou positivamente na qualidade da ventilação da

sala, do corredor e do quarto do final do corredor – lado esquerdo da

imagem – porém o resultado encontrado no próprio quarto onde houve a

alteração pode ser considerado pior que o anterior obtido no modelo 01,

uma vez que a área com menor velocidade do vento aumentou no modelo

08. Porém, praticamente nenhuma diferença significativa foi notada no

plano a 2,00m de altura.

Várias suposições podem ser citadas para explicar o resultado obtido

nesta última simulação, assim como todas as anteriores. Viu-se que

alguns resultados estavam dentro do esperado enquanto que outros

apresentaram resultados até surpreendentes, de certa forma. Assim, ao

término deste capítulo a resposta mais clara obtida foi a de que, para se

conseguir o melhor resultado possível da ventilação natural dentro de uma

edificação, é aconselhável, além do conhecimento teórico sobre o assunto,

recorrer ao auxílio da simulação computacional, por meio de um software

que reúna o máximo de variáveis possíveis, para se entender e tentar

prever o comportamento do vento na edificação e então poder propor as

devidas estratégias de projetos compatíveis com o objetivo de maximizar

o conforto térmico do usuário.

232

CAPÍTULO 6 – DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DAS SIMULAÇÕES

...

233

CAPÍTULO 7 - CONCLUSÃO

A proposta desta dissertação foi unir a pesquisa científica à prática

profissional da arquitetura que defende o conforto ambiental, mais

precisamente o conforto térmico do usuário, utilizando como principal

estratégia de projeto o uso da ventilação natural nas edificações

localizadas em cidades de clima quente e úmido.

A divisão dos capítulos procurou seguir uma sequência lógica de

etapas a serem seguidas no exercício de projetar uma edificação

adequada ao clima local.

Inicialmente, foi apresentada a fundamentação teórica que fez um

apanhado geral sobre a relação entre a ventilação natural e a arquitetura,

dando ênfase a ventilação natural na edificação. Apesar de ser um tema

muito complexo e muito pouco estudado diante da importância que

apresenta, todo profissional que se compromete a estabelecer essa

relação em seu trabalho deve ter conhecimento teórico mínimo para

iniciar qualquer projeto bem sucedido, portanto é fundamental analisar o

que já foi pesquisado e discutido na área.

Passando pela fase teórica, a etapa seguinte foi a apresentação da

cidade universo de análise da pesquisa e o estudo minucioso do clima

local e suas principais variáveis. O levantamento dos dados climáticos dos

anos de 2003 a 2006 possibilitou inicialmente a criação de um ano

climático de referência que reuniu todos os dados climáticos dos quatro

234

CAPÍTULO 7 - CONCLUSÃO

anos disponibilizados e apresentou o perfil climático de Aracaju ao longo

de um ano, com dados sobre a temperatura do ar, velocidade e direção

dos ventos, além da umidade relativa do ar. Diante deste perfil, foi

estipulado um dia típico de projeto de verão que serviu como dado

importante na etapa de simulação computacional e análise dos resultados

por representar a situação climática mais crítica da cidade. Todo esse

processo foi realizado porque poucos estudos enfatizam de forma

detalhada o clima de Aracaju e a autora achou importante realizar esse

levantamento para poder comparar com as referências existentes. Assim,

o capítulo correspondente a esta etapa poderá colaborar para pesquisas e

trabalhos futuros, uma vez que estará disponibilizando a sistematização

dos principais dados climáticos utilizados na prática da arquitetura,

eliminando esta etapa que demanda de bastante tempo e muita atenção

para tratamento de uma quantidade enorme de dados necessários. Além

disso, a realização desta etapa logo no início mostrou o potencial climático

da cidade e a viabilidade do clima para o estudo da ventilação natural e

permitiu a continuação da pesquisa mantendo-se na mesma linha.

Seguindo o roteiro estipulado pela sequência dos capítulos, após

uma pesquisa sobre qual a ferramenta computacional mais adequada para

atingir aos objetivos estipulados no inicio deste trabalho, foi escolhido o

software CFX. Partiu-se então à etapa de investigação sobre o

funcionamento desta ferramenta e de como vencer todos os obstáculos

impostos na confecção do modelo, na geração da malha, na configuração

235

CAPÍTULO 7 - CONCLUSÃO

dos parâmetros para simulação e até mesmo da disponibilidade da

capacidade computacional disponível para rodar todas as simulações

pretendidas. Foi uma fase de grande concentração, importantes escolhas

e definições além de muito demorada, mas que no fim apresentou

resultados satisfatórios e reveladores.

À medida que se atingiu o equilíbrio entre todas as restrições

existentes (poucas referências científicas de outras simulações no interior

da edificação, definição de modelo, pouca capacidade computacional

disponível, demanda alta de tempo, busca de convergência, entre outros),

e o processo de simulação realmente se iniciou de forma proveitosa, a

definição de cada alteração proposta ao modelo base foi surgindo em

função da necessidade de se atingir novas respostas e buscar novos

desafios dentro de questões que são constantes e comuns no cotidiano da

vida profissional de um arquiteto.

O modelo escolhido para as simulações já apresentava um bom

desempenho de ventilação natural em seu interior desde a primeira

simulação, devido a sua configuração, sua localização e ausência de

obstáculos significativos. Mas isso não significa que este mesmo modelo

sob outras condições externas respondesse da mesma forma. Por isso,

procurou-se deixar claro que sua escolha foi baseada na proposição de

que ele apresentasse grande potencial de ventilação natural em seu

interior justamente para que pudéssemos realmente verificar o resultado

das alterações arquitetônicas propostas. Nunca foi objetivo escolher uma

236

CAPÍTULO 7 - CONCLUSÃO

edificação com ausência de fluxo de ar interno e provar que mudando

alguma característica da arquitetura seria possível apresentar um

resultado brilhante na qualidade da ventilação natural, mesmo porque é

sabido que existem diversos fatores envolvidos neste processo.

É evidente que nem sempre será possível se conseguir o resultado

desejado numa determinada edificação, por diversos motivos que vai

muito além da tipologia do edifício, mas até nestes casos a contribuição

da simulação computacional no processo de definição de projeto será de

suma importância, pois ao perceber que o uso da estratégia da ventilação

natural não será eficiente para remover a carga térmica e a umidade de

um ambiente e assim prover conforto térmico aos usuários, o partido

arquitetônico adotado poderá ser descartado ou adaptado e então outro

partido surgirá em função da estratégia mais eficiente para atingir o

objetivo pretendido de forma a evitar o gasto desnecessário de energia

elétrica para fornecer um espaço adequado às atividades do local.

É claro que o conforto ambiental não se resume à térmica, ou a

ventilação natural. Várias técnicas e softwares ultimamente são utilizados

por especialistas na área para analisar e aliar o conforto térmico, acústico

e luminoso num mesmo projeto. Todas as estratégias adotadas, sejam

passivas e/ou ativas, devem buscar um equilíbrio entre todas as faces do

conforto ambiental, levando em consideração o uso final da edificação

para se estabelecer prioridades no caso de ser necessário prejudicar um

quesito em função de outro considerado mais importante.

237

CAPÍTULO 7 - CONCLUSÃO

No caso desta pesquisa, o foco dado foi apenas na ventilação natural

na edificação localizada em regiões de clima quente e úmido. Mas não

diminui a importância de todas as áreas do conforto ambiental e nem se

prega aqui que as soluções devem ser sempre passivas, caso contrário

não será eficiente. O que se pretende incentivar é a análise do clima local,

a definição de estratégias de projeto compatíveis ao clima e à tipologia da

edificação, e o uso de ferramentas de simulação confiáveis que preveja o

resultado final de forma a verificar a eficiência do partido adotado e, se for

o caso, propor alterações necessárias ainda em fase de projeto para se

evitar surpresas desagradáveis no final da construção, o que

provavelmente acarretaria em maior gasto com energia elétrica, maior

gasto na manutenção ou o desconforto dos usuários. Mas, é claro que a

simulação computacional também pode ser utilizada em caso de reformas

que buscam atingir melhores condições ambientais através das escolhas

mais adequadas a cada situação.

Finalizando esta pesquisa as conclusões que merecem destaque são:

• Por ser um software de dinâmica dos fluidos, quando se estuda a

ventilação natural o CFX atende perfeitamente aos requisitos impostos

pela arquitetura, fornecendo resultados quanto à velocidade e direção

dos ventos, além da pressão que o vento exerce sobre a edificação;

• É necessário analisar e conhecer as condições da ventilação natural no

meio urbano impostas pelas características de seu entorno e condição

238

CAPÍTULO 7 - CONCLUSÃO

climática local, para se obter uma resposta mais realista da ventilação

natural no interior da edificação;

• A construção da geometria do modelo deve ser a mais próxima da

realidade possível, porém é preciso encontrar um equilíbrio entre o

nível de detalhamento deste modelo e a capacidade computacional

necessária, uma vez que quanto mais detalhada a geometria, maior

número de elementos a malha apresentará e consequentemente maior

capacidade computacional será necessária para realizar o processo de

simulação;

• Apesar das simulações apresentarem os valores referentes à velocidade

do ar nos planos determinados, a análise feita nesta pesquisa

considerou qualitativamente o nível de uniformidade da distribuição dos

ventos, uma vez que, ao realizar as simulações, um valor fixo da

velocidade do vento na entrada do domínio foi determinado, porém é

sabido que na realidade esse valor varia ao longo do dia e da época do

ano e assim, neste tipo de clima a melhor alternativa é sempre

procurar trabalhar com valores referentes ao dia típico de projeto de

verão (que apresenta condições térmicas mais críticas) e prever uma

forma de controlar o fluxo de ar nas aberturas da edificação quando

necessário. Dessa forma será possível garantir o mínimo de fluxo de ar

necessário para o conforto térmico na maior parte do ano dentro dos

ambientes analisados;

• O estudo prévio da pressão do vento nas fachadas da edificação é

importante no momento de definir a localização das aberturas de

239

CAPÍTULO 7 - CONCLUSÃO

entrada e saída do ar. Ao posicionar as aberturas de entrada do ar na

fachada de maior pressão positiva do vento, melhor será a qualidade

do fluxo do ar no interior edifício, principalmente quando se tem

aberturas de saída do ar na face oposta à de entrada. E,

consequentemente, posicionando aberturas ao longo das fachadas de

pressão negativa, serão definidas as aberturas de saída do ar. Além

disso, ao simular é possível prever mais precisamente a direção e

velocidade do fluxo do ar, assim como determinar a pressão do vento

em qualquer ponto nas fachadas do edifício;

• A tipologia de janelas adotadas influencia a configuração do fluxo de ar

dentro dos ambientes. No caso das janelas de correr, cujo vão livre

máximo representa 50% do total da abertura, a diferença no resultado

final quando comparadas ao fluxo do ar cujas aberturas representam

100% de vão livre não piora a qualidade da ventilação natural interna

na mesma proporção, mas provocam uma maior pressão do vento na

fachada onde se localizam, aumentando a velocidade do ar nas

aberturas e provocando a formação de correntes de ar mais fortes nas

proximidades das paredes e consequentemente pior distribuição deste

ar nos ambientes internos;

• O princípio básico, para que se tenha circulação de ar no interior de um

espaço, é que é necessário que haja uma abertura de entrada e outra

de saída para que ocorra a conhecida ventilação cruzada. Nas

simulações se constatou – ao se fechar algumas portas internas – a

veracidade desta teoria quando analisada na prática. Também se viu

240

CAPÍTULO 7 - CONCLUSÃO

como uma simples alteração no tipo de esquadria pode solucionar este

fato, como adotar portas internas com bandeiras, por exemplo, fazendo

o ar circular por todos os ambientes mesmo mantendo a privacidade

nos ambientes proporcionada pela porta fechada;

• A existência de divisórias dentro do edifício – por exemplo, as paredes

limítrofes dos ambientes de um apartamento – pode ser uma aliada na

distribuição do fluxo de ar, uma vez que muda a direção do ar

atingindo maior parte do ambiente antes de sair do espaço. Por outro

lado, ambientes maiores e sem divisão, proporcionam maior velocidade

do ar circulante, mas este ar pode se apresentar canalizado próximo

aos limites do ambiente e tende a aumentar as áreas de estagnação de

ar;

• Existem alguns autores referência quase unânime no estudo da

ventilação natural, porém nem sempre os resultados apresentados por

eles podem ser aplicados a toda e qualquer edificação, uma vez que

um estudo hipotético e de um espaço isolado dificilmente representará

a realidade. Assim sendo, nos dias atuais é possível e extremamente

importante aliar os conhecimentos científicos e empíricos aos

tecnológicos para se obter uma melhor compreensão de todo o

fenômeno que representa a ventilação natural.

Assim, as simulações exibidas nesta pesquisa são o resultado de

uma ferramenta auxiliar e eficiente que pode ser inserida numa nova

etapa de uma metodologia de projeto arquitetônico. Uma vez que esta

241

CAPÍTULO 7 - CONCLUSÃO

prática se tornar mais difundida, algumas diferenças, entre várias outras,

poderão ocorrer no futuro:

• Existirá uma arquitetura muito mais energeticamente eficiente, mais

confortável termicamente, mais apropriada ao clima local e muito mais

criativa, uma vez que ainda em fase de projeto o arquiteto tentará

buscar as melhores soluções para cada caso isoladamente, pois

entenderá que quando se trata de ventilação natural, cada caso é

único;

• Um maior número de escritórios e profissionais especializados na área

surgirá prestando consultoria na área de conforto com o auxílio de

ferramentas de simulação computacional ou mesmo empregando esta

técnica em seus próprios projetos;

• As prefeituras poderão utilizar esses recursos tecnológicos no

planejamento urbano de seus municípios, auxiliando melhor nas

futuras revisões ou elaborações de planos diretores;

• Será possível estudar não apenas o edifício e a cidade em suas

condições atuais, como também prever como futuras ocupações

poderão influenciar em um determinado ambiente, edifício ou no meio

urbano e assim será possível traçar novas diretrizes de ocupação do

solo mais eficientes, por exemplo.

Algumas das conclusões apresentadas acima podem não representar

grandes novidades em termos teóricos na pesquisa da ventilação natural

na edificação, mas com certeza poderá esclarecer muitas dúvidas ao

242

CAPÍTULO 7 - CONCLUSÃO

propor a análise climática juntamente com a prática da simulação

computacional concomitante ao processo de elaboração de qualquer

projeto, de forma a possibilitar a visualização clara do fenômeno antes

que o mesmo ocorra na realidade. Além disso, mostra que intuitivamente

é impossível prever a velocidade e direção dos ventos, sejam urbanos ou

no interior de uma edificação, uma vez que uma infinidade de variáveis e

fatores externos influencia diretamente no resultado final.

Concluindo, pode-se afirmar que esta pesquisa procura resgatar os

princípios básicos de uma arquitetura adequada ao clima local sem,

portanto, propor que sejam esquecidas as inovações tecnológicas

presentes cada vez mais na vida das pessoas. Ou seja, procura-se neste

trabalho reunir o conhecimento empregado na arquitetura vernacular ao

conhecimento científico e tecnológico disponíveis atualmente, para

incentivar que os mesmos sejam empregados pelos projetistas desde os

primeiros esboços do projeto, na criação de edifícios adaptados ao clima

local, com consciência do meio ambiente, proporcionando um aumento na

qualidade de vida dos usuários no interior de um espaço construído e no

seu entorno e criando espaços esteticamente agradáveis, funcionais e

ecologicamente corretos.

243

REFERÊNCIAS

ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas. Projeto de Norma 02-

135: Desempenho Térmico de Edificações. Rio de Janeiro, 2003.

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localizadas em climas quentes e úmidas. Ambiente Construído 3

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Universidade de Sâo Paulo, Escola de Engenharia de São Carlos,

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VIANNA, Nelson Solano. O estado da arte em ensino e pesquisa na

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248

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de 2007).

http://www.max.org.br/imgs/mapas/ (acesso em 26 de novembro de

2007)

249

ANEXOS

a. ANEXO

–

RÁFICOS DA MÉDIA DA TEMPERATURA DO AR MÊS A MÊS ENTRE

2003

2006

COM BASE NO TRATAMENTO DOS DADOS FORNECIDOS PELO

INMET.

Gráfico A.1 – Média diária da temperatura

do ar (ºC) – mês de Janeiro

Gráfico A.2 - Média diária da temperatura

do ar (ºC) – mês de Fevereiro

Gráfico A.3 - Média diária da temperatura

do ar (ºC) – mês de Março

Gráfico A.4 - Média diária da temperatura

do ar (ºC) – mês de Abril

Gráfico A.5 - Média diária da temperatura

do ar (ºC) – mês de Maio

Gráfico A.6 - Média diária da temperatura

do ar (ºC) – mês de Junho

24,0

24,5

25,0

25,5

26,0

26,5

27,0

27,5

28,0

28,5

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31

JANEIRO

2003

2004

2005

25,5

26,0

26,5

27,0

27,5

28,0

28,5

29,0

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28

FEVEREIRO

2003

2004

2005

26,0

26,5

27,0

27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31

MARÇO

2003 2004 2005

24,0

25,0

26,0

27,0

28,0

29,0

30,0

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28

ABRIL

2003 2004 2005

24,0

24,5

25,0

25,5

26,0

26,5

27,0

27,5

28,0

MAIO

2003

2004

23,5

24,0

24,5

25,0

25,5

26,0

26,5

27,0

27,5

JUNHO

2003

2004

2005

250

ANEXOS

Gráfico A.7 - Média diária da temperatura

do ar (ºC) – mês de Julho

Gráfico A.8 - Média diária da temperatura

do ar (ºC) – mês de Agosto

Gráfico A.9 - Média diária da temperatura

do ar (ºC) – mês de Setembro

Gráfico A.10 - Média diária da temperatura

do ar (ºC) – mês de Outubro

Gráfico A.11 - Média diária da temperatura

do ar (ºC) – mês de Novembro

Gráfico A.12 - Média diária da temperatura

do ar (ºC) – mês de Dezembro

22,0

22,5

23,0

23,5

24,0

24,5

25,0

25,5

26,0

26,5

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31

JULHO

2003

2004

2005

22,0

22,5

23,0

23,5

24,0

24,5

25,0

25,5

26,0

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31

AGOSTO

2003 2004 2005

23,5

24,0

24,5

25,0

25,5

26,0

26,5

27,0

SETEMBRO

2003 2004 2005

24,5

25,0

25,5

26,0

26,5

27,0

27,5

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31

OUTUBRO

2003 2004 2005

25,0

25,5

26,0

26,5

27,0

27,5

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28

NOVEMBRO

2003

2004

2005

25,5

26,0

26,5

27,0

27,5

28,0

28,5

DEZEMBRO

2003

2004

2005

251

ANEXOS

b. ANEXO

–

RÁFICOS DA MÉDIA DA UMIDADE RELATIVA DO AR MÊS A MÊS

ENTRE

2003

2006

COM BASE NO TRATAMENTO DOS DADOS FORNECIDOS PELO

INMET.

Gráfico A.13 – Média diária da umidade

relativa do ar (%) - Janeiro

Gráfico A.14 - Média diária da umidade

relativa do ar (%) - Fevereiro

Gráfico A.15 - Média diária da umidade

relativa do ar (%) - Março

Gráfico A.16 - Média diária da umidade

relativa do ar (%) - Abril

Gráfico A.17 - Média diária da umidade

relativa do ar (%) - Maio

Gráfico A.18 - Média diária da umidade

relativa do ar (%) - Junho

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

JANEIRO

2003

2004

2005

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27

FEVEREIRO

2003 2004 2005

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

MARÇO

2003

2004

2005

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

ABRIL

2003 2004 2005

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

MAIO

2003 2004 2005

JUNHO

2003 2004 2005

252

ANEXOS

Gráfico A.19 - Média diária da umidade

relativa do ar (%) – Julho

Gráfico A.20 - Média diária da umidade

relativa do ar (%) – Agosto

Gráfico A.21 - Média diária da umidade

relativa do ar (%) – Setembro

Gráfico A.22 - Média diária da umidade

relativa do ar (%) – Outubro

Gráfico A.23 - Média diária da umidade

relativa do ar (%) - Novembro

Gráfico A.24 - Média diária da umidade

relativa do ar (%) - Dezembro

JULHO

2003 2004 2005

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

AGOSTO

2003 2004 2005

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

SETEMBRO

2003

2004

2005

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

OUTUBRO

2003

2004

2005

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

NOVEMBRO

2003 2004 2005

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

DEZEMBRO

2003

2004

2005

253

ANEXOS

c. ANEXO

–

RÁFICOS DA DIREÇÃO PREDOMINANTE DOS VENTOS MÊS A MÊS

ENTRE

2003

2006

COM BASE NO TRATAMENTO DOS DADOS FORNECIDOS PELO

INMET.

Gráfico A.25 – Direção predominante dos

ventos - Janeiro

Gráfico A.26 - Direção predominante dos

ventos - Fevereiro

Gráfico A.27 - Direção predominante dos

ventos - Março

Gráfico A.28 - Direção predominante dos

ventos - Abril

Gráfico A.29 - Direção predominante dos

ventos - Maio

Gráfico A.30 - Direção predominante dos

ventos - Junho

100

200

300

400

500

360

120

150

180

210

240

270

300

330

2004 2005 2006

100

200

300

400

360

120

150

180

210

240

270

300

330

2003

2004

2005

2006

200

400

600

360

120

150

180

210

240

270

300

330

2003

2004

2005

2006

100

200

300

400

360

120

150

180

210

240

270

300

330

2003

2004

2005

2006

100

200

300

360

120

150

180

210

240

270

300

330

2003

2004

2005

100

200

300

360

120

150

180

210

240

270

300

330

2003

2004

2005

254

ANEXOS

Gráfico A.31 - Direção predominante dos

ventos – Julho

Gráfico A.32 - Direção predominante dos

ventos - Agosto

Gráfico A.33 - Direção predominante dos

ventos – Setembro

Gráfico A.34 - Direção predominante dos

ventos - Outubro

Gráfico A.35 - Direção predominante dos

ventos - Novembro

Gráfico A.36 - Direção predominante dos

ventos - Dezembro

100

200

300

360

120

150

180

210

240

270

300

330

2003 2004 2005

100

200

300

360

120

150

180

210

240

270

300

330

2003 2004 2005

100

200

300

400

360

120

150

180

210

240

270

300

330

2003

2004

2005

2006

200

400

600

360

120

150

180

210

240

270

300

330

2003 2004 2005 2006

200

400

600

360

120

150

180

210

240

270

300

330

2003 2004 2005 2006

200

400

600

360

120

150

180

210

240

270

300

330

2003

2004

2005

2006

d. ANEXO

–

RÁFICOS DA VELOCIDAD

2003

2006

COM BASE NO TRATAMEN

Gráfico A.37 –

Velocidade média do vento

(m/s) - Janeiro

Gráfico A.39 -

Velocidade média do vento

(m/s) - Março

Gráfico A.41 -

Velocidade média do vento

(m/s) - Maio

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

1 4 7 10 13 16 19

JANEIRO

1°

PREDOMINÂNCIA

2°

PREDOMINÂNCIA

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

1 4 7 10 13 16 19

MARÇO

PREDOMINÂNCIA

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

1 4 7 10 13 16 19

MAIO

1°

PREDOMINÂNCIA

2°

PREDOMINÂNCIA

RÁFICOS DA VELOCIDAD

E MÉDIA DOS VENTOS M

ÊS A

COM BASE NO TRATAMEN

TO DOS DADOS FORNECI

DOS PELO

Velocidade média do vento

Gráfico A.38 -

Velocidade média do vento

(m/s) -

Fevere

Velocidade média do vento

Gráfico A.40 -

Velocidade média do vento

(m/s) -

Abril

Velocidade média do vento

Gráfico A.42 -

Velocidade média do vento

(m/s) -

Junho

25 28 31

PREDOMINÂNCIA

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

FEVEREIRO

1°

PREDOMINÂNCIA

2°

PREDOMINÂNCIA

25 28 31

PREDOMINÂNCIA

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

1 4 7 10 13 16

ABRIL

PREDOMINÂNCIA

2°

PREDOMINÂNCIA

25 28 31

PREDOMINÂNCIA

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

1 4 7 10 13 16

JUNHO

1°

PREDOMINÂNCIA

2°

PREDOMINÂNCIA

255

ANEXOS

ÊS A

MÊS ENTRE

DOS PELO

INMET.

Velocidade média do vento

Fevere

iro

Velocidade média do vento

Abril

Velocidade média do vento

Junho

FEVEREIRO

PREDOMINÂNCIA

22 25 28

PREDOMINÂNCIA

22 25 28

PREDOMINÂNCIA

Gráfico A.43 -

Velocidade média do vento

(m/s) –

Julho

Gráfico A.45 -

Velocidade média do vento

(m/s) –

Setembro

Gráfico A.47 -

Velocidade média do vento

(m/s) -

Novembro

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

1 4 7 10 13 16

JULHO

1°

PREDOMINÂNCIA

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

1 4 7 10 13 16

SETEMBRO

PREDOMINÂNCIA

2°

PREDOMINÂNCIA

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

1 4 7 10 13 16

NOVEMBRO

1°

PREDOMINÂNCIA

Velocidade média do vento

Julho

Gráfico A.44 -

Velocidade média do vento

(m/s) –

Velocidade média do vento

Setembro

Gráfico A.46 -

Velocidade média do vento

(m/s) –

Outubro

Velocidade média do vento

Novembro

Gráfico A.48 -

Velocidade média do vento

(m/s) -

Dezembro

19 22 25 28 31

JULHO

PREDOMINÂNCIA

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

1 4 7 10 13

AGOSTO

PREDOMINÂNCIA

19 22 25 28

SETEMBRO

PREDOMINÂNCIA

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

1 4 7 10 13

OUTUBRO

PREDOMINÂNCIA

19 22 25 28

NOVEMBRO

PREDOMINÂNCIA

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

1 4 7 10 13

DEZEMBRO

1°

PREDOMINÂNCIA

256

ANEXOS

Velocidade média do vento

Agosto

Velocidade média do vento

Outubro

Velocidade média do vento

Dezembro

16 19 22 25 28 31

AGOSTO

PREDOMINÂNCIA

16 19 22 25 28 31

OUTUBRO

PREDOMINÂNCIA

16 19 22 25 28 31

DEZEMBRO

PREDOMINÂNCIA

257

ANEXOS

e. ANEXO

–

MAGENS COMPLEMENTARES DA SIMULAÇÃO DO MODELO

Figura A.1 – Localização dos planos verticais longitudinais e transversais

Figura A.2 – Modelo 01 - Contorno da

velocidade do vento no plano horizontal

h=2.00m

Figura A.3 – Modelo 01 - Vetores da

velocidade e direção do vento no plano

horizontal h=2.00m

Figura A.4 – Modelo 01 - Contorno da

velocidade do vento no plano vertical

longitudinal 1 (PVL1)

Figura A.5 – Modelo 01 - Vetores da

velocidade e direção do vento no plano

vertical longitudinal 1 (PVL1)

258

ANEXOS

Figura A.6 - Modelo 01 - Contorno da

velocidade do vento no plano vertical

longitudinal 2 (PVL2)

Figura A.7 - Modelo 01 - Vetores da

velocidade e direção do vento no plano

vertical longitudinal 2 (PVL2)

Figura A.8 - Modelo 01 - Contorno da

velocidade do vento no plano vertical

transversal 1 (PVT1)

Figura A.9 - Modelo 01 - Vetores da

velocidade e direção do vento no plano

vertical transversal 1 (PVT1)

Figura A.10 - Modelo 01 - Contorno da

velocidade do vento no plano vertical

transversal 2 (PVT2)

Figura A.11 - Modelo 01 - Vetores da

velocidade e direção do vento no plano

vertical transversal 2 (PVT2)

259

ANEXOS

f. ANEXO

MAGENS COMPLEMENTARES DA SIMULAÇÃO DO MODELO

Figura A.12 - Modelo 02 - Contorno da

velocidade do vento no plano horizontal

h=1.20m

Figura A.13 - Modelo 02 - Vetores da

velocidade e direção do vento no plano

horizontal h=1.20m

Figura A.14 - Modelo 02 - Contorno da

velocidade do vento no plano horizontal

h=2.00m

Figura A.15 – Modelo 02 - Vetores da

velocidade e direção do vento no plano

horizontal h=2.00m

Figura A.16 – Modelo 02 - Contorno da

velocidade do vento no PVL1

Figura A.17 – Modelo 02 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVL1

260

ANEXOS

Figura A.18 - Modelo 02 - Contorno da

velocidade do vento no PVL2

Figura A.19 - Modelo 02 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVL2

Figura A.20 – Modelo 02 - Contorno da

velocidade do vento no PVT1

Figura A.21 – Modelo 02 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVT1

Figura A.22 - Modelo 02 - Contorno da

velocidade do vento no PVT2

Figura A.23 - Modelo 02 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVT2

261

ANEXOS

g. ANEXO

–

MAGENS COMPLEMENTARES DA SIMULAÇÃO DO MODELO

Figura A.24 - Modelo 03 - Contorno da

velocidade do vento no plano horizontal

h=1.20m

Figura A.25 - Modelo 03 - Vetores da

velocidade e direção do vento no plano

horizontal h=1.20m

Figura A.26 – Modelo 03 - Contorno da

velocidade do vento no plano horizontal

h=2.00m

Figura A.27 – Modelo 03 - Vetores da

velocidade e direção do vento no plano

horizontal h=2.00m

Figura A.28 – Modelo 03 - Contorno da

velocidade do vento no PVL1

Figura A.29 - Modelo 03 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVL1

262

ANEXOS

Figura A.30 - Modelo 03 - Contorno da

velocidade do vento no PVL2

Figura A.31 - Modelo 03 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVL2

Figura A.32 – Modelo 03 - Contorno da

velocidade do vento no PVT1

Figura A.33 - Modelo 03 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVT1

Figura A.34 - Modelo 03 - Contorno da

velocidade do vento no PVT2

Figura A.35 - Modelo 03 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVT2

263

ANEXOS

h. ANEXO

MAGENS COMPLEMENTARES DA SIMULAÇÃO DO MODELO

Figura A.36 - Modelo 04 - Contorno da

velocidade do vento no plano horizontal

h=1.20m

Figura A.37 - Modelo 04 - Vetores da

velocidade e direção do vento no plano

horizontal h=1.20m

Figura A.38 – Modelo 04 - Contorno da

velocidade do vento no plano horizontal

h=2.00m

Figura A.39 - Modelo 04 - Vetores da

velocidade e direção do vento no plano

horizontal h=2.00m

Figura A.40 - Modelo 04 - Contorno da

velocidade do vento no PVL1

Figura A.41 - Modelo 04 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVL1

264

ANEXOS

Figura A.42 - Modelo 04 - Contorno da

velocidade do vento no PVL2

Figura A.43 - Modelo 04 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVL2

Figura A.44 - Modelo 04 - Contorno da

velocidade do vento no PVT1

Figura A.45 - Modelo 04 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVT1

Figura A.46 - Modelo 04 - Contorno da

velocidade do vento no PVT2

Figura A.47 - Modelo 04 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVT2

265

ANEXOS

i. ANEXO

MAGENS COMPLEMENTARES DA SIMULAÇÃO DO MODELO

Figura A.48 - Modelo 05 - Contorno da

velocidade do vento no plano horizontal

h=1.20m

Figura A.49 - Modelo 05 - Vetores da

velocidade e direção do vento no plano

horizontal h=1.20m

Figura A.50 - Modelo 05 - Contorno da

velocidade do vento no plano horizontal

h=2m

Figura A.51 - Modelo 05 - Vetores da

velocidade e direção do vento no plano

horizontal h=2m

Figura A.52 - Modelo 05 - Contorno da

velocidade do vento no PVL1

Figura A.53 - Modelo 05 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVL1

266

ANEXOS

Figura A.54 - Modelo 05 - Contorno da

velocidade do vento no PVL2

Figura A.55 - Modelo 05 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVL2

Figura A.56 - Modelo 05 - Contorno da

velocidade do vento no PVT1

Figura A.57 - Modelo 05 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVT1

Figura A.58 - Modelo 05 - Contorno da

velocidade do vento no PVT2

Figura A.59 - Modelo 05 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVT2

267

ANEXOS

j. ANEXO

MAGENS COMPLEMENTARES DA SIMULAÇÃO DO MODELO

Figura A.60 - Modelo 06 - Contorno da

velocidade do vento no plano horizontal

h=1.20m

Figura A.61 - Modelo 06 - Vetores da

velocidade e direção do vento no plano

horizontal h=1.20m

Figura A.62 - Modelo 06 - Contorno da

velocidade do vento no plano horizontal

h=2.00m

Figura A.63 - Modelo 06 - Vetores da

velocidade e direção do vento no plano

horizontal h=2.00m

Figura A.64 - Modelo 06 - Contorno da

velocidade do vento no PVL1

Figura A.65 - Modelo 06 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVL1

268

ANEXOS

Figura A.66 - Modelo 06 - Contorno da

velocidade do vento no PVL2

Figura A.67 - Modelo 06 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVL2

Figura A.68 - Modelo 06 - Contorno da

velocidade do vento no PVT1

Figura A.69 - Modelo 06 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVT1

Figura A.70 - Modelo 06 - Contorno da

velocidade do vento no PVT2

Figura A.71 - Modelo 06 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVT2

269

ANEXOS

k. ANEXO

MAGENS COMPLEMENTARES DA SIMULAÇÃO DO MODELO

Figura A.72 - Modelo 07 - Contorno da

velocidade do vento no plano horizontal

h=1.20m

Figura A.73 - Modelo 07 - Vetores da

velocidade e direção do vento no plano

horizontal h=1.20m

Figura A.74 - Modelo 07 - Contorno da

velocidade do vento no plano horizontal

h=2.00m

Figura A.75 - Modelo 07 - Vetores da

velocidade e direção do vento no plano

horizontal h=2.00m

Figura A.76 - Modelo 07 - Contorno da

velocidade do vento no PVL1

Figura A.77 – Modelo 07 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVL1

270

ANEXOS

Figura A.78 - Modelo 07 - Contorno da

velocidade do vento no PVL2

Figura A.79 - Modelo 07 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVL2

Figura A.80 - Modelo 07 - Contorno da

velocidade do vento no PVT1

Figura A.81 - Modelo 07 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVT1

Figura A.82 - Modelo 07 - Contorno da

velocidade do vento no PVT2

Figura A.83 - Modelo 07 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVT2

271

ANEXOS

l. ANEXO

MAGENS COMPLEMENTARES DA SIMULAÇÃO DO MODELO

Figura A.84 - Modelo 08 - Contorno da

velocidade do vento no plano horizontal

h=1.20m

Figura A.85 - Modelo 08 - Vetores da

velocidade e direção do vento no plano

horizontal h=1.20m

Figura A.86 - Modelo 08 - Contorno da

velocidade do vento no plano horizontal

h=2.00m

Figura A.87 - Modelo 08 - Vetores da

velocidade e direção do vento no plano

horizontal h=2.00m

Figura A.88 - Modelo 08 - Contorno da

velocidade do vento no PVL1

Figura A.89 - Modelo 08 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVL1

272

ANEXOS

Figura A.90 - Modelo 08 - Contorno da

velocidade do vento no PVL2

Figura A.91 - Modelo 08 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVL2

Figura A.92 - Modelo 08 - Contorno da

velocidade do vento no PVT1

Figura A.93 - Modelo 08 - Vetores da

velocidade e direção do vento no PVT1

Figura A.94 - Modelo 08 - Contorno da

velocidade do vento no PVT2

Figura A.95 - Modelo 08 - Contorno da

velocidade do vento no PVT2

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