Ventilação na arquitetura

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Ventilação na arquitetura
4º aula 
2º bimenstre
Professora Heloisa Zanella
O vento
Vento é o ar em movimento e resulta da diferença de pressão entre dois lugares na superfície da Terra.
Ninguém consegue ver o vento, mas conseguimos sentir o toque em nosso corpo, proporcionando uma sensação de bem-estar e alívio. Percebemos também a presença do vento no movimento das folhas das árvores, no balançar da bandeira no mastro, etc.
Ele é um fluido como a água e como tal possui certas características.
Os ventos desempenham um papel muito importante na vida dos seres vivos, pois são eles que levam para longe o ar viciado que nós respiramos e trazem até nós o ar puro, com bastante oxigênio, tão importante para o nosso organismo.
Sua origem tem a ver com a temperatura: 
O ar aquecido se expande , torna-se mais leve, menos denso e sobre criando uma corrente de convecção
O ar frio é mais denso , mais pesado e tende a ocupar os espaços deixados vazios , esse deslocamento produz o vento , devido às diferenças de densidade e pressão. 
Onde há aquecimento do ar , origina-se uma área de baixa pressão, sendo de alta pressão a área onde o ar está mais frio.
Ar quente (baixa pressão)apresenta a tendência a subir , e o ar frio (alta pressão) , tendência a descer (convecção térmica) 
Vento Quente / Vento frio 
Durante o dia o aquecimento do continente ocorre de forma mais rápida do que o oceano (que possui maior calor específico), assim, se forma um centro de baixa pressão (calor)relativa sobre o continente e um centro de alta sobre o oceano(frio). 
Durante a noite ocorre o inverso. O continente perde energia mais rapidamente que o oceano, gerando agora, um centro de alta relativo. Assim, a direção do vento é invertida, originando a brisa terrestre.
Portanto , respeitando sua natureza , conhecendo e aproveitando suas características, podemos tirar partido de seus efeitos benéficos através da ventilação. 
Tipos de ventos
Os ventos podem ser constantes ou regulares, periódicos, variáveis, ou irregulares, e locais.
Ventos constantes:
Alísio – São ventos que sopram constantemente dos trópicos para o Equador e que por serem muitos úmidos, provocam chuvas nesses arredores onde ocorre o encontro desses ventos. Por isso, a zona equatorial é a região das calmarias equatoriais chuvosas.
Contra-alísios – São ventos secos, responsáveis pelas calmarias tropicais secas. Sopram do Equador para os trópicos, em altitudes elevadas.
Ventos Periódicos:
Monções – São os ventos que, durante o verão, sopram do Índico para a Ásia Meridional e durante o inverno, sopram da Ásia Meridional Para o oceano Índico.
As monções são classificadas da seguinte forma:
Monções Marítimas : Sopram do oceano Índico para o continente e provocam fortes chuvas na Ásia Meridional, causando enchentes e inundações.
Monções Continentais : Sopram do continente para o oceano Índico provocando secas no sul da Ásia.
Brisas – São ventos repetitivos que sopram do mar para o continente durante o dia e do continente para o mar durante a noite.
Ventos locais e variáveis:
O vento local se desloca numa certa região em determinadas épocas.
 No Brasil, um bom exemplo de vento local é o noroeste, massa de ar que, saindo do Amazonas, alcança o Estado de São Paulo entre agosto e outubro.
 
No deserto do Saara, ocorre um vento extremamente forte conhecido como simum, que provoca enormes tempestades de areia. 
Já os ventos variáveis, são massas de ar irregulares que varrem uma determinada área de maneira inesperada.
A velocidade do vento é medida em metros por segundo, por um aparelho chamado anemômetro. Para indicar a direção e o sentido do vento utiliza-se a biruta, ou anemoscópio.
Função da Ventilação Natural na arquitetura
O uso da ventilação natural é um dos princípios básicos da arquitetura sustentável, ou da boa arquitetura, ao final o vento é um recurso natural, gratuito e renovável.
A ventilação proporciona a renovação do ar no ambiente , sendo de grande importância para a higiene em geral e para o conforto térmico de verão. 
O uso adequado, traz diversas vantagens para as edificações, mantendo a qualidade interna do ar pela troca constante, criando ambientes salubres e confortáveis, também reduzindo os gastos energéticos, principalmente a diminuição do uso de ar condicionado que é um dos principais consumidores de energia. 
A renovação do ar dos ambientes proporciona a dissipação de calor e a desconcentração de vapores , fumaça , poeira e poluentes, enfim. 
A ventilação também pode ser feita por meios mecânicos , porém sendo aqui só abordada apenas a ventilação natural como uns dos meios de controle térmico do ambiente. 
Orientação da construção 
As condições do micro clima local podem ser fortemente influenciadas pela existência de obstruções naturais ou edificadas, como a própria topografia local, a vegetação e edifícios circunvizinhos.
 Estas obstruções podem provocar alterações nas direções predominantes e velocidade dos ventos interceptados pela edificação.
A orientação aos movimentos de ar condiciona a disposição das aberturas de uma casa, já que o vento é o elemento do clima mais importante para a condição de conforto e para o controle dos efeitos da umidade e temperatura. 
Portanto , as maiores superfícies de aberturas deverão estar sempre voltadas à direção dos ventos e brisas. 
No meio urbano a velocidade dos ventos pode ser reduzida em menos da metade em relação a velocidade do ar do entorno, embora ruas estreitas e edifícios altos possam provocar efeitos de afunilamento duplicando a velocidade dos ventos. Fortes turbulências podem acontecer no lado oposto às obstruções (edificações).
Os edifícios devem ser situados onde as obstruções aos ventos de verão são mínimas.
Uma característica importante dos ventos nas regiões tropicais é a constância de direção – sopram sempre num mesmo sentido, facilitando a orientação da casa. 
Nem sempre , porém, a direção dos ventos coincide com a melhor orientação ao sol ( norte-leste) . É preferível , portanto, que a casa esteja com suas aberturas orientadas aos movimentos de ar ( Brisas e ventos dominantes) , já que podemos usar com maior facilidade outros elementos para criar sombras e filtros (árvores, beirais, brise, etc.) 
Portas e janelas
Portas e janelas , possuem várias funções:
Fechar, proteger, impedir ,esconder e escurecer;
Abrir, desproteger, passar, mostrar e iluminar.
Estas funções contraditórias possuem finalidades importante principalmente no trópico úmido.
Precisamos proteger a casa da insolação direta, das chuvas e dos ventos quentes e também proporcionar segurança. 
Ao mesmo tempo precisamos abrir aos ventos necessários à condição de higiene e conforto físico, à luz e a paisagem. 
É preciso estabelecer prioridades.
Contudo, é certo que a ventilação natural, seja o fator mais importante a se considerar , para a instalação de aberturas numa casa, pois é devido a ela que se pode facilitar as trocas de calor entre o corpo e o ambiente, através da evaporação e convecção, promovendo a rápida renovação de ar e a sensação de refrescamento. 
Por isso, portas e janelas devem refletir uma só filosofia: 
VENTILAR
...devem destinar-se , principalmente à obtenção de ventilação, pela diferença de pressão, ventilação cruzada e à renovação de ar pelo efeito “chaminé”.
Dentre as características físicas que influem na ventilação de uma edificação podemos citar: 
● Ventos dominantes locais (frequência, direção e velocidade); 
● Radiação solar, de acordo com cada ambiente; 
● Umidade relativa do ar. 
A ventilação natural pode causar desconforto e resfriamento indesejado, caso não planejada adequadamente. 
O Brasil é um país onde a temperatura média é quente e úmida, durante o dia as variações climáticas são de baixa amplitude, permitindo a larga utilização da ventilação natural no controle térmico residencial. 
Ventilação Cruzada 
A ventilação cruzada ocorre
quando existem no mínimo duas aberturas em lados opostos dos ambientes, permitindo a completa circulação do ar. O posicionamento das aberturas deve levar em conta a incidência dos ventos dominantes de cada região. 
O importante é permitir a entrada de ar fresco, seja por vão de abertura próxima ao piso, janelas, portas, empurrando o ar quente para outra parte com abertura como pátio, teto, claraboia, elemento vazado, torres de vento ou telhas de ventilação nas coberturas. 
Casa Granada – Condomínio costa do Ipê 
Marília-SP
Efeito Chaminé
Nos períodos e climas nos quais não se pode contar com a presença dos ventos para ventilação natural como estratégia de resfriamento, é possível tirar partido do efeito chaminé para promover a ventilação. 
Aberturas em diferentes níveis podem gerar um fluxo de ar ascendente retirando o ar mais quente através de lanternins, exaustores eólicos e aberturas zenitais.
A Geometria da abertura de saída deve oferecer uma resistência mínima ao fluxo de ar ascendente, para permitir que o ar flua livremente para fora do edifício.
A melhor localização das aberturas de saída é na cumeeira.
Em condições de inverno é favorável que estas aberturas possam ser obstruídas e isoladas
Na ventilação por efeito chaminé, a ventilação é potencializada com o aumento da distância entre as abertura inferiores e superiores. A taxa do fluxo de ar é uma função da distância vertical entre as tomadas e as saídas de ar, de seu tamanho e da diferença de temperatura externa e temperatura média interna na parte mais alta do recinto.
Edificações de pé-direito elevado e pavimentos com desníveis são mais favoráveis a ventilação por efeito chaminé. 
A altura efetiva do cômodo pode ser aumentada através de uma chaminé de ventilação no topo do prédio, aumentando a distância entre as tomadas e saídas de ar no sentido vertical.
Hospital Sarah Kubitschek
Captação com o uso da Vegetação 
A vegetação deve ser empregada como elemento amenizador da temperatura externa. 
Árvores e arbustos podem ser usados para canalizar o ar através da estrutura e também podem ser utilizados para acelerar a velocidade do ar através de corredores de vento. 
A vegetação no exterior da casa também pode direcionar o ar para dentro da estrutura. Cercas, muros e estruturas adjacentes também podem criar represas que ampliam a pressão do fluxo de entrada.
Gramados e forrações do solo sempre diminuem a temperatura em 1 a 2º C. Já as árvores , dependendo do porte funcionam como elemento de sombreamento das fachadas e telhados. 
Em climas frios é indicado a utilização de árvores decíduas que permitem o sombreamento no verão e a insolação no inverno. 
Cobertura e paredes ventiladas
As coberturas são elementos importantíssimos. A forma e os materiais permitem maior ou menor acúmulo de calor no interior da edificação.
Coberturas planas, quando não possuem isolamento térmico são menos indicadas para climas quentes. Já as coberturas inclinadas podem ser voltadas, favoravelmente, a favor ou contra a maior exposição ao sol.
As telhas cerâmicas, de madeira e fibras naturais são as que conservam menos calor, ao contrario das metálicas e de fibrocimento.
Um método eficaz de isolamento térmico de coberturas é a utilização de um colchão de ar entre a telha e o rebaixo, permanentemente ventilado.
No caso de paredes, quando uma parede leve com câmara de ar interna é exposta ao sol, a coluna de ar aquecida tende a subir por convecção natural. Se aberturas são colocadas tanto na base quanto em cima a parede vai ventilar ela mesma, liberando o excesso de ganho de calor.
Quebra – Vento 
No inverno, cercas, muros e estruturas adjacentes ou elementos de vegetação podem ser utilizados como quebra-vento, se localizados como obstáculos aos ventos predominantes locais de inverno. 
É preferível que as barreiras criadas contra os ventos sejam permeáveis (árvores, arbustos, muros vazados, cobogós) para impedir o efeito indesejável de turbulências no lado da barreira oposto aos ventos, funcionando como redutores de velocidade.