Determinação dos efeitos da vizinhança na eficiência dos sitemas de ventilação natural em pavilhões industriais

Abstract

Criar fontes alternativas de produção de energia, que não dependam principalmente do consumo de combustíveis fósseis, é o desafio do século XXI. Os sistemas de ventilação natural são um exemplo de técnicas construtivas que contribuem para o conforto ambiental de uma edificação, dispensando o consumo de energia para o seu funcionamento. Em ambientes industriais, muitas vezes, estes sistemas de ventilação tornam-se a única alternativa economicamente viável. Para um sistema de ventilação natural funcionar eficientemente, é necessário conhecer os diversos fatores que o influenciam. Dentre eles, o adequado dimensionamento das aberturas da edificação, a correta estimativa para os cálculos de vazão, para a renovação do ar, vinculada ao tipo de uso dos ambientes e, principalmente, os efeitos aerodinâmicos aos quais a edificação está submetida. A ação do vento é outro fator preponderante para que um sistema de ventilação natural cumpra com sua função em um edifício. Com isso, torna-se igualmente importante conhecer a influência que o entorno imediato pode exercer em relação ao escoamento do vento. O objetivo deste trabalho foi, portanto, analisar estes fatores, assim como determinar os efeitos de interferência aerodinâmica da vizinhança na eficiência dos sistemas de ventilação natural, aplicando estes conhecimentos em um estudo de caso de um pavilhão industrial. Para tal, procedeu-se uma análise teórica, com base na literatura existente e em normas vigentes, e uma análise experimental, através de modelos reduzidos, os quais foram ensaiados no túnel de vento Prof. Joaquim Blessmann, do Laboratório de Aerodinâmica das Construções – LAC, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS. A análise experimental mostrou que a proximidade das construções vizinhas gera desempenhos diversos na vazão das aberturas do pavilhão em estudo, e variam conforme a orientação da fachada em relação ao ângulo de incidência do vento e a distância da vizinhança. Os efeitos da interferência são evidenciados em estruturas localizadas a uma distância menor que 10 vezes a dimensão da estrutura normal à ação do vento.

The creation of alternative energy sources, which do not depend on the consumption of fossil fuels, is the challenge of the XXI century. The natural ventilation systems are an example of construction techniques that contribute to the environmental comfort of a building. These ventilation systems often become the only viable alternative in industrial environments. The correct operation of a natural ventilation system depends of various factors. The appropriate sizing of the openings of the building and the correct estimate for the flow calculations are some of them. The action of the wind is another factor that interferes the working of the natural ventilation system in a building. Thus, it is also important to know the influence that the next surroundings can cause in the wind flow. The goal of this work was analyze these factors and determine the inference effects caused by the next buildings in the natural ventilation systems. This study includes a case study of an industrial building, a theoretical analysis based on existing literature and current regulations and experimental analysis using a reduced model. The reduced model was tested in the Prof. Joaquim Blessmann wind tunnel, in the Laboratório de Aerodinâmica das Construções – LAC, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul/Brasil. The experimental analysis showed that the distance from neighboring buildings to industrial building in study generates different results and its vary according to the orientation of the building facade to the angle of wind incidence.