USP Aut 268 Dimensionamento da Ventilacao Natural das Edificacoes

Prévia do material em texto

AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Procedimentos de cálculo para dimensionamento 
da ventilação natural das edificações
Professores: 
Marcia Alucci, Fernando Cremonesi, Denise Duarte, 
Gil Andrade, Roberta Kronka, Antonio Carlos Mingrone,
Leonardo M Monteiro
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
Leonardo M. Monteiro
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
1. Introdução
2. Ventilação Natural
3 Procedimentos de Cálculo3. Procedimentos de Cálculo
4. Exemplos Projetuais e Aplicações
5. Considerações Finais
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
1. Introdução
2. Ventilação Natural
3 Procedimentos de Cálculo3. Procedimentos de Cálculo
4. Exemplos Projetuais e Aplicações
5. Considerações Finais
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Ventilação
Objetivo: salubridade e conforto térmico
- Ventilação higiênica
- Ventilação para remoção de carga térmica
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
1. Introdução
2. Ventilação Natural
3 Procedimentos de Cálculo3. Procedimentos de Cálculo
4. Exemplos Projetuais e Aplicações
5. Considerações Finais
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Ventilação natural
- Ventilação por ação dos ventos
- Ventilação por efeito chaminé
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Ventilação por ação dos ventos
Considera se apenas as diferenças de pressões causadas pela ação dos ventosConsidera-se apenas as diferenças de pressões causadas pela ação dos ventos.
Modelo
Redemoinhos
Baixa PressãoAlta Pressão
Composição
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Ventilação por ação dos ventos
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Ventilação por ação dos ventos
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Fonte: Evans (1957). 
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Fonte: Evans (1957). 
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Fonte: Evans (1957). 
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Ventilação por ação dos ventos
Fonte: Olgyay (1963).
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Ventilação por ação dos ventos
Fonte: Olgyay (1963).
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Frequência de ocorrências
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Ventilação por efeito chaminé
Croquis explicativos da distribuição 
das pressões em uma caixa cúbica
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
das pressões em uma caixa cúbica
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Ventilação por efeito chaminé
10 m² 9,5 m
10 m
9 m
ZN 5m H=9 m
10 m²
1 m
0,5 m
elevação corte
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Ventilação por efeito chaminé
4m
5m ZN 2,5mH=2,5 m
10 m²
10 m²
elevação corte
10 m
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Ventilação por efeito chaminé
1 m
5 m
1 m
4m
10 m
5 m
elevação corte
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
1. Introdução
2. Ventilação Natural
3 Procedimentos de Cálculo3. Procedimentos de Cálculo
4. Exemplos Projetuais e Aplicações
5. Considerações Finais
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Ventilação necessária
V til ã hi iê i MÍNIMA- Ventilação higiênica – MÍNIMA
- Ventilação para remoção de carga térmica – MÁXIMA
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
V il ã Hi iê i
Vazão de ar mínima recomendada para atender
Ventilação Higiênica
Vazão de ar mínima recomendada para atender 
às exigências de higiene dos usuários
 
Volume de ar disponível 
por pessoa 
(m3/pessoa) 
 
Ventilação mínima noturna 
 
(m3/h pessoa) 
Ventilação mínima diurna 
 
(m3/h pessoa) 
< 4 35 44 
 
4 a 10 
 
30 
 
42 
 
10 a 15 
 
15 
 
22 
 
> 15 
 
11 
 
15 
 
 Fonte: Alucci (1986). 
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
V il ã Hi iê i
Exemplo: Dormitório: A=8m2; h=2,7m => V=21,6m3
Ventilação Higiênica
2 pessoas: V/2= 10,8m3 por pessoa
 
Volume de ar disponível
 
Ventilação mínima noturna
 
Ventilação mínima diurnaVolume de ar disponível 
por pessoa 
(m3/pessoa) 
 
Ventilação mínima noturna 
 
(m3/h pessoa) 
Ventilação mínima diurna 
 
(m3/h pessoa) 
 
< 4 35 44
 
4 a 10 
 
30 
 
42 
10 a 15 15 22 
 
> 15 
 
11 
 
15 
 
 Fonte: Alucci (1986). 
Resultado: nec=15m3/h pessoa => 30m3/h
 / V > 30/21 6 > N 1 5 (1/h)
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
nec / V => 30/21,6 => N ~ 1,5 (1/h)
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
V til ã ã d té iVentilação para remoção de carga térmica
Qt t l Qtotal
0 35 x (∆t)
(m3/h)nec =
0,35 x (∆t)
nec = vazão necessária, em m3/h
Qtotal = carga térmica total a ser removida, em W
∆t = diferença entre a temperatura do ar interno e do ar externo, em oC
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
V til ã ã d té iVentilação para remoção de carga térmica
Qt t l Qtotal
0 35 x (∆t)
(m3/h)nec =
0,35 x (∆t)
Exemplo: Dormitório: V=21,6m2
Qtotal = 400W
∆t = 4oC
nec = 400/(0,35x4) = 286 m3/h 
 /V 286/21 6 N 13 (1/h)
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
nec/V = 286/21,6 => N ~ 13 (1/h)
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Ventilação necessária
V til ã hi iê i MÍNIMA- Ventilação higiênica – MÍNIMA: 
nec = 30m3/h N ~ 1,5 (1/h)  , ( )
- Ventilação para remoção de carga térmica – MÁXIMA:Ventilação para remoção de carga térmica MÁXIMA: 
nec = 286m3/h N ~ 13 (1/h) 
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Procedimentos de cálculo
- Ventilaçãopor efeito chaminé
- Ventilação por ação dos ventos
- Ventilação por efeito conjugado
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Ventilação por efeito chaminé
Considera-se apenas as diferenças de pressões originadas das diferenças de 
temperaturas do ar interno e externo ao edifício.p
Φc = 0,14 . A . [ H . ∆t]1/2
Φc: fluxo de ar por efeito chaminé (m3/s);
A: área da abertura, de entrada ou de saída (a menor) (m2);
H: altura medida a partir da metade da altura da abertura de entrada de ar
té t d d b t d íd d ( )até a metade da abertura de saída do ar (m);
∆t: diferença da temperatura do ar externo e interno (oC)
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Ventilação por efeito chaminé
1,2m
As = 0 6m2 1m H = 0,5m
Ae = 0,6m2
As = 0,6m2
elevação corte
Φc = 0,14 . A . [ H . ∆t]1/2
Φc = 0 14 0 6 [ 0 5 4]1/2Φc 0,14 . 0,6 . [ 0,5 . 4]
Φc = 0,12m3/s 1h=3.600s Φc = 432m3/h V=21,6m3 N = 20 (1/h) > N = 13 (1/h) 
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Ventilação por efeito chaminé
1,2m
As = 0 3m2 1m H = 0,5m
Ae = 0,3m2
As = 0,3m2
elevação corte
Φc = 0,14 . A . [ H . ∆t]1/2 
Φc = 0 14 0 3 [ 0 5 4]1/2
Código de Obras e Edificações
Município de São Paulo
L i N º 11 228 1992Φc 0,14 . 0,3 . [ 0,5 . 4]
Φc = 0,06m3/s 1h=3.600s Φc = 216m3/h V=21,6m3 N = 10 (1/h) < N = 13 (1/h) 
Lei N.º 11.228, 1992
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Ventilação por ação dos ventos
Considera se apenas as diferenças de pressões causadas pela ação dos ventosConsidera-se apenas as diferenças de pressões causadas pela ação dos ventos.
Фv = 0,6 . Ao . v . (ce - cs)1/2
Φv: fluxo de ar por ação dos ventos (m3/s);
Ao: área equivalente das aberturas (m2);Ao: área equivalente das aberturas (m );
1/Ao2 = 1/Ae2 + 1/As2
Ae: área da abertura de entrada (m2)
2As: área da abertura de saída (m2)
v: velocidade do vento resultante na abertura (m/s);( );
ce: coeficiente de pressão da abertura de entrada de ar;
cs: coeficiente de pressão da abertura de saída de ar
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
cs: coeficiente de pressão da abertura de saída de ar.
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Ventilação por ação dos ventos
Caso o vento não seja normal à abertura:
v = vo cos θ (m/s)
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Gráfico de Irminger e Nokkentued
Coeficientes de pressão
Gráfico de Irminger e Nokkentued
para determinação dos coeficientes de pressão
para modelos de seção quadrada
com anteparo maciço com altura = h. 
Fonte: Toledo (1967).
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Coeficientes de pressão
Gráfico de Irminger e Nokkentued
para determinação dos coeficientes de pressão
para modelos de seção quadrada
com anteparo maciço com altura = h/3com anteparo maciço com altura h/3. 
Fonte: Toledo (1967).
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Ventilação por efeito conjugado
1) Análise qualitativa dos dois mecanismos de ventilação:
- NÃO podem ocorrer em oposição
- a ação do vento deve proporcionar incremento na ventilação do recintoç p p ç
- real papel das aberturas de saída de ar quando submetidas à ação do vento
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Ventilação por efeito conjugado
2) Análise quantitativa dos dois mecanismos de ventilação:
Fonte A S H R A E (1977)
f
Fonte A.S.H.R.A.E. (1977).
= Фc/(Фc+Фv) % Фr = Фc . f 
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
1. Introdução
2. Ventilação Natural
3 Procedimentos de Cálculo3. Procedimentos de Cálculo
4. Exemplos Projetuais e Aplicações
5. Considerações Finais
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 258 Conforto Ambiental – Fundamentos FAUUSP
C t d P t ã A bi t l d B lbi MCentro de Proteção Ambiental de Balbina, Manaus
Arq. Severiano Mário Porto e Mário Emílio Ribeiro
Projeto: 1983, Obra: 1984-88
R i t P j t 125 S t 1989
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
Revista Projeto 125, Set. 1989. 
AUT 258 Conforto Ambiental – Fundamentos FAUUSP
Revista Projeto 125, Set. 1989. 
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 258 Conforto Ambiental – Fundamentos FAUUSP
Revista Projeto 125, Set. 1989. 
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 258 Conforto Ambiental – Fundamentos FAUUSP
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 258 Conforto Ambiental – Fundamentos FAUUSP
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 258 Conforto Ambiental – Fundamentos FAUUSP
Restaurante da UFPA, Belém
Arq. João Castro Filho
Projeto: 1991, Obra: 1992-93
Revista Projeto 169, Nov. 1993.
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
Revista Projeto 169, Nov. 1993. 
AUT 258 Conforto Ambiental – Fundamentos FAUUSP
Revista Projeto 169, Nov. 1993. 
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 258 Conforto Ambiental – Fundamentos FAUUSP
Revista Projeto 169, Nov. 1993. 
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 258 Conforto Ambiental – Fundamentos FAUUSP
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Hospital Sarah, Fortaleza, 
Arq. João Filgueiras Lima 
Projeto: 1991, Inaugurado: 2001j g
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
C t C lt l J M i Tjib N C l dô iCentro Cultural Jean-Marie Tjibaou, Nova Caledônia
Arq. Renzo Piano
Projeto 1990, Obra: 1991-1998
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Centro Cultural Jean Marie TjibaouCentro Cultural Jean-Marie Tjibaou
Nouméa, Nova Caledônia
Arq. Renzo Piano
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental– Integradas FAUUSP
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 258 Conforto Ambiental – Fundamentos FAUUSP
Vento fraco (inferior a 3m/s) Vento forte (de 10 a 15m/s)
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Laboratorios da UFSCLaboratorios da UFSC
Arq. Hector Vigliecca
Projeto: 2006-2007, Obra: em andamento
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Distribuição do ar a 1,1m
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Distribuição do ar a 4,0m
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Distribuição de ar a 0,5m de uma fachada leste
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Distribuição de ar a 0,5m de uma fachada oeste
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Distribuição do ar a 1,1m
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Distribuição do ar a 1,1m do piso com o sistema 
de exaustor
Distribuição do ar a 1,1m do piso sem o 
sistema de exaustor
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Seção A: 6m do eixo Leste-Oeste – com exaustor sem exaustorç
Seção B: 12 5m do eixo Leste Oeste com exaustor sem exaustorSeção B: 12.5m do eixo Leste-Oeste – com exaustor sem exaustor
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
Seção C: 19m do eixo Leste-Oeste – com exaustor sem exaustor
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Sistema Cycloar (conjunto,
parte superior e aletas)
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
parte superior e aletas)
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
Ventilador Natural: Entrada de ar Ventilador Natural: Saída de ar
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
1. Introdução
2. Ventilação Natural
3 Procedimentos de Cálculo3. Procedimentos de Cálculo
4. Exemplos Projetuais e Aplicações
5. Considerações Finais
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
C id õ Fi iConsiderações Finais
1) Objetivo dos procedimentos de cálculo
2) Seleção dos dados de entrada
3) Interpretação dos dados de saída) p ç
4) Interação com o processo de projeto) ç p p j
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações
AUT 268 Conforto Ambiental – Integradas FAUUSP
REFERÊNCIA BÁSICA
FROTA, Anésia; SCHIFFER, Sueli. Manual de Conforto Térmico. São Paulo: Nobel, 2001
REFERÊNCIAS CITADAS
A.S.H.R.A.E. Handbook of fundamentals. American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, 1977.
C.S.T.B. Centre Scientifique et Technique du Batiment. R.E.E.F. 58. Hygrothermique et ventilation (D5). Paris, 1958.q q yg q ( ) ,
CROISET, M. L’hygrothermique dans le batiment. Paris, Eyrolles, 1972.
EVANS, Benjamin H. Natural air flow around buildings. Texas Engineering Experiment Station, Research Report nº 59, 1957.
GOMES, R. J. Condicionamento climático da envolvente dos edifícios para habitação. Lisboa, Laboratório Nacional de 
Engenharia Civil, 1962.
GONÇALVES, H. O sol nos edifícios. Rio de Janeiro, Lemos, 1955.
INTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA. Normais Climatológicas. Rio de Janeiro. 1931/60, 1984 e 1961/90, 1992. 3ª ed.
KOENIGSBERGER O t lii Vi i d difí i álid t i l T d E ili R R M d id P i fKOENIGSBERGER, O. et alii. Vivienda y edifícios en zonas cálidas y tropicales. Trad. Emilio Romero Ros. Madrid, Paraninfo, 
1977.
MESQUITA, A.L.S. Engenharia de ventilação. São Paulo, Edgard Blucher, 1977.
OLGYAY, V. Design with climate. New Jersey, Princeton University, 1963.g y y
PUPPO, E.; PUPPO, O. Acondicionamento natural y arquitectura. Ecologia en arquitectura. Barcelona, Marcombo-Boixareu, 
1979.
TOLEDO, E. Ventilação natural dos edifícios. Lisboa, Laboratório Nacional de Engenharia Civil, 1967.
Procedimentos de cálculo para dimensionamento da ventilação natural das edificações