Geometria e ventilação: avaliação do potencial do shed a sotavento na ventilação natural dos edifícios.

• Autor(a) principal: Montero, Jorge Isaac Peren
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3146/tde-09012024-084746/
• topic: Computational fluid dynamics; Dinâmica dos fluídos computacional; Túneis de vento; Ventilação; Ventilation; Wind tunnels

O Shed tem aberturas no nível inferior da fachada e aberturas elevadas no nível superior do telhado. Quando a abertura localizada no nível superior capta o vento o Shed é chamado de Shed Cata-vento e quando ele é usado para extrair o ar interior do edifício usando a região com pressão negativa é chamado de Shed a sotavento. Os Sheds permitem a ventilação natural e a entrada da luz natural tem maior intensidade e uniformidade que um telhado plano com aberturas laterais. Esta pesquisa foca-se em edifícios com Sheds a sotavento e verifica-se o potencial da sua geometria para aumentar a ventilação vertical cruzada gerada pelo efeito do vento. Emprega-se simulações de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) para analisar o fluxo de vento ao redor do edifício e quantificar a ventilação natural por meio das taxas de fluxo de volume e a velocidade do fluxo de ar. Simulações CFD são realizdas utilizando as equações de Navier-Stokes baseadas em médias do número de Reynolds (RANS). Analisa-se a sensibilidade da malha e a validação numérica é realizada com medições em túnel de vento, previamente publicados, usando Velocimetria de Imagem de Partículas (PIV). A validação do modelo de turbulência mostra que o SST K- fornece os resultados mais precisos e, a influência do parâmetro a para o cálculo da energia cinética turbulenta com um valor de 0,5 resulta na melhor concordância com as medições experimentais. Uma sistemática análise da sensibilidade de diversos parâmetros de Shed a sotavento é levada a cabo usando 3D RANS em combinação com o modelo de turbulência SST k-. Os resultados mostram que o ângulo de inclinação do telhado (RIA) tem uma significativa influência na velocidade. Quando um ângulo de inclinação de 45° é empregado, a taxa de fluxo de volume é 22% mais elevada do que um telhado plano.A geometria do Shed é fundamental para maximizar a zona de pressão negativa na parte posterior do edifício. Para um ângulo de inclinação de telhado com 27°, a geometria convexa tem taxas de fluxo de volume 13% superiores aos de uma geometria côncava. Os beirais aumentam o fluxo de ventilação em até 24%. Os beirais a barlavento aumentam a taxa de volume de fluxo significativamente (até 15%) e proporcionam um fluxo de ar interior mais horizontalmente dirigido. Os beirais a sotavento têm uma influência reduzida e a aplicação de ambos (barlavento e sotavento) resulta em um aumento adicional (4%) da taxa de fluxo de volume. Sheds de um e de dois vãos são também investigados; as geometrias côncavas resultam em um ligeiro aumento da taxa de fluxo de volume em comparação com Sheds de um vão. A redução da taxa de abertura (Ainlet / Aoutlet; totais) de 1 para 0,5 resulta num aumento da taxa de volume de 23-39%, dependendo da geometria do telhado. A geometria interna na abertura de saída é importante no desempenho da ventilação.