Ventilação Natural: Principios e Estratégias

A ventilação natural é uma abordagem sustentável e eficiente para manter um ambiente confortável e saudável, aproveitando os recursos naturais disponíveis, como o ar fresco e os fluxos de ar externos. Neste artigo, vamos explorar as diferentes estratégias de ventilação natural, as forças motrizes que impulsionam essa ventilação e os benefícios que ela pode trazer.

Existem diversas estratégias que podem ser adotadas para promover a ventilação natural em um espaço. Uma delas é a utilização de aberturas, como janelas e portas, que permitam a entrada e saída de ar. É importante posicionar essas aberturas de forma estratégica, levando em consideração fatores como a direção dos ventos predominantes e a incidência solar. Dessa forma, é possível aproveitar ao máximo os fluxos de ar externos para refrescar o ambiente.

Outra estratégia interessante é utilizar elementos arquitetônicos que favoreçam a ventilação cruzada. Isso significa posicionar aberturas em paredes opostas para permitir a passagem eficiente de ar. A ventilação cruzada cria uma corrente de ar contínua, renovando o ar interno e reduzindo a sensação de abafamento. Temos um post sobre o uso do cobogó na arquitetura, que também está relacionado ao uso da ventilação natural para promover espaços mais confortáveis. Você pode ler clicando aqui.

Além disso, é importante considerar o uso de elementos naturais, como vegetação, para auxiliar na ventilação natural. Árvores e plantas podem ser posicionadas estrategicamente para criar sombras e amenizar o impacto do calor externo. Além disso, a evapotranspiração das plantas contribui para resfriar o ar ao redor.

Ao projetar um espaço com foco na ventilação natural, é fundamental levar em consideração as características climáticas da região. Aspectos como a temperatura média, umidade e velocidade do vento devem ser analisados para garantir um projeto eficiente. Além disso, é importante considerar a orientação solar do espaço, pois isso pode influenciar diretamente na quantidade de calor recebida e na necessidade de ventilação. Também temos um post sobre a importância da circulação de ar para o conforto e eficiência energética, aqui, e também um post sobre ferramentas para análise de conforto térmico, que você pode acessar clicando aqui.

Principio das forças Motrizes para a Ventilação Natural

Existem várias forças motrizes que impulsionam a ventilação natural em um ambiente. Essas forças são influenciadas por fatores externos e internos e desempenham um papel importante na circulação do ar. Alguns dos principais impulsionadores da ventilação natural são:

1. Diferença de temperatura: A diferença de temperatura entre o interior e o exterior de um ambiente cria uma força motriz para a ventilação. O ar quente tende a subir, enquanto o ar frio tende a descer. Essa diferença de temperatura cria uma corrente de ar que permite a renovação do ar.
2. Diferença de pressão: A diferença de pressão entre o interior e o exterior de um ambiente também é uma força motriz para a ventilação natural. Se a pressão interna for maior do que a externa, o ar será expelido para fora. Se a pressão interna for menor, o ar externo será puxado para dentro.
3. Vento: A ação do vento é uma das principais forças motrizes para a ventilação natural. O vento cria pressão sobre as superfícies externas do ambiente, gerando uma diferença de pressão que permite a entrada ou saída de ar.
4. Efeito chaminé: O efeito chaminé ocorre quando há uma diferença de temperatura entre o topo e a base de um ambiente. O ar quente sobe e é expelido por aberturas no topo, enquanto o ar frio é puxado para dentro pelas aberturas na base. Esse efeito cria uma circulação natural do ar.
5. Convecção natural: A convecção natural é um processo em que o ar quente se expande, tornando-se menos denso e subindo, enquanto o ar frio se contrai, tornando-se mais denso e descendo. Esse movimento de convecção cria uma ventilação natural.

Essas forças motrizes podem ser aproveitadas para projetar edifícios com um sistema de ventilação eficiente, reduzindo a dependência de sistemas mecânicos de ventilação e promovendo a sustentabilidade.

Sistema para Ventilação Natural

• Entrada(s) de ventilação: Nesse componente do sistema de ventilação natural, o ar fresco é puxado para o sistema, geralmente por meio de aberturas como janelas ou entradas específicas. Essa entrada de ar fresco é essencial para garantir uma boa circulação e renovação do ar no espaço ocupado.
• Ponto(s) de fornecimento: Esses pontos são onde o ar fresco, proveniente das entradas de ventilação, é entregue no espaço ocupado. Eles podem ser aberturas estrategicamente posicionadas para direcionar o fluxo de ar para as áreas que precisam de ventilação, como salas ou ambientes específicos.
• Caminho do fluxo: Esse é o percurso que o ar fresco faz através do espaço ocupado, desde as entradas de ventilação até o ponto de exaustão. É importante garantir que o caminho do fluxo seja eficiente e abranja todas as áreas que precisam de ventilação adequada.
• Saída de ventilação: Nesse componente, o ar viciado ou usado é expelido para fora do prédio. Isso pode ser feito por meio de chaminés, dutos de exaustão ou outras aberturas que permitem a saída do ar viciado. A saída de ventilação é crucial para remover o ar contaminado ou aquecido do espaço ocupado e manter a qualidade do ar interna.

Estratégias para Ventilação Natural

• Ventilação unilateral (de um único lado): Nesse tipo de ventilação, a entrada de ar fresco e a saída de ar viciado ocorrem em lados opostos do espaço ocupado. O ar fresco entra por uma abertura, como uma janela, e o ar viciado é expelido por uma saída, como uma chaminé ou duto de exaustão.

• Ventilação cruzada: Nesse tipo de ventilação, o ar fresco é puxado para o espaço ocupado por uma abertura em um lado e é expelido por uma abertura no lado oposto. Essa estratégia permite que o ar circule de forma mais eficiente pelo ambiente, promovendo uma melhor ventilação e renovação do ar.

• Átrios (de uma única célula): Os átrios são espaços internos abertos, geralmente localizados no centro de um edifício, que permitem a entrada de luz natural e ventilação. Em um átrio de uma única célula, o espaço é contínuo verticalmente, permitindo que o ar circule livremente de um andar para outro, promovendo a ventilação natural.

• Chaminés (de múltiplas células): As chaminés são estruturas verticais que permitem a ventilação natural em edifícios. Em chaminés de múltiplas células, várias aberturas são distribuídas verticalmente, permitindo que o ar fresco seja puxado para dentro do edifício e o ar viciado seja expelido para fora. Essas aberturas podem estar localizadas em diferentes níveis do edifício, promovendo a circulação do ar.

Uso da Rosa dos Ventos para planejar a Ventilação Natural

A Rosa dos Ventos é uma representação gráfica que desempenha um papel fundamental na indicação das direções e dos ventos de uma região específica. Composto por quatro direções principais – Norte, Sul, Leste e Oeste – e suas respectivas direções intermediárias, este instrumento é um componente essencial para auxiliar na orientação geográfica.

Para efetivamente planejar a ventilação natural de um edifício ou casa utilizando a Rosa dos Ventos, é imprescindível compreender e analisar a predominância dos ventos na região em questão. Com essa valiosa informação em mãos, você pode estrategicamente planejar a localização e o posicionamento das janelas e demais aberturas de sua casa de maneira a aproveitar ao máximo a ventilação natural, proporcionando um ambiente agradável e fresco.

Por exemplo, se os ventos predominantes em sua localidade vêm majoritariamente do sul, você pode considerar a colocação de janelas ou aberturas nessa direção específica para permitir a entrada e circulação do vento. Da mesma forma, é possível posicionar aberturas nos lados opostos da casa para permitir que o ar flua livremente através da casa, criando uma ventilação eficaz e natural. Este tipo de planejamento pode não só melhorar a qualidade do ar dentro da casa, mas também contribuir para a economia de energia, reduzindo a necessidade de ventiladores ou ar-condicionado.

Normas e Softwares para Simulação de Ventilação Natural em Edifícios

Existem diversas normas e softwares disponíveis para auxiliar na simulação da ventilação natural em edifícios. Alguns deles são:

NBR 15220

A NBR 15220 é uma norma brasileira que estabelece critérios de conforto térmico em edificações. Ela define os métodos e recomendações para garantir o conforto térmico nas edificações, levando em consideração fatores como temperatura, umidade e ventilação.

No que diz respeito à ventilação natural, a norma oferece diretrizes e critérios para promover a circulação adequada de ar nos ambientes. Ela recomenda a presença de aberturas estrategicamente posicionadas, como janelas, portas e elementos vazados, que permitam a entrada de ar fresco e a saída do ar quente.

Além disso, a NBR 15220 estabelece parâmetros para a velocidade do ar, visando evitar correntes de ar excessivas que possam causar desconforto. A norma também considera a relação entre a área de abertura e a área do ambiente, a fim de garantir uma ventilação adequada.

ISO 7730

A norma ISO 7730 é uma norma internacional que estabelece os critérios de conforto térmico e as medições de variáveis ambientais. Ela define parâmetros como temperatura do ar, velocidade do ar, umidade relativa e radiação térmica, que são fundamentais para determinar o conforto térmico de uma pessoa.

No que diz respeito à ventilação natural, a norma recomenda a utilização de estratégias que permitam a entrada de ar fresco no ambiente, como a abertura de janelas ou a utilização de dispositivos de ventilação natural, como venezianas ou grelhas de ventilação. Além disso, a norma também fornece orientações sobre o dimensionamento adequado das aberturas de ventilação, considerando fatores como a taxa de renovação de ar necessária e a distribuição uniforme do fluxo de ar.

É importante ressaltar que essas normas oferecem diretrizes gerais e que a aplicação prática das recomendações pode variar dependendo das características específicas do ambiente e das necessidades dos ocupantes. Portanto, é sempre recomendado consultar especialistas qualificados para garantir a adequação das medidas de ventilação natural em conformidade com as normas.

GUIA CIBSE A E AM10

A Instituição Chartered de Engenheiros de Serviços de Construção (CIBSE) Guia A e AM10 são diretrizes abrangentes para o design, implementação e operação de design ambiental, que também inclui ventilação natural em edifícios. Eles fornecem critérios detalhados para vários aspectos da ventilação natural, incluindo o design de aberturas de ventilação, a disposição de espaços para melhorar o fluxo de ar, e o uso de características arquitetônicas para promover o movimento do ar. Essas diretrizes são normalmente usadas durante a fase de design de projetos de construção para garantir que o sistema de ventilação atenda às necessidades dos ocupantes do edifício e esteja alinhado com os objetivos de sustentabilidade ambiental. A importância da utilização destas diretrizes reside na sua ênfase em melhorar a qualidade do ar interior, promover a eficiência energética e melhorar o conforto geral dos ocupantes do edifício. A adesão a essas diretrizes garante que o sistema de ventilação natural do edifício seja eficaz e sustentável.

BS EN 13779

BS EN 13779 é uma norma europeia que fornece diretrizes para a ventilação e ar condicionado de edifícios não residenciais. Ela descreve os critérios necessários para projetar e avaliar o desempenho dos sistemas de ventilação, incluindo estratégias de ventilação natural, para garantir um ambiente interno confortável. Esta norma é usada durante a fase de design e implementação de projetos de construção e é crucial para especificar os requisitos mínimos de qualidade do ar para diferentes áreas dentro de um edifício. Sua importância reside em seu objetivo de melhorar o conforto, a saúde e a produtividade dos ocupantes, garantindo uma ventilação eficiente e uma boa qualidade do ar.

ASHRAE Standard 55

O ASHRAE Standard 55 é uma norma americana que define os critérios de conforto térmico em edifícios. Ela estabelece os limites de temperatura, umidade relativa, velocidade do ar e outros parâmetros para garantir um ambiente confortável para os ocupantes.

Para a ventilação natural, o Standard 55 recomenda a utilização de estratégias passivas que permitam a entrada de ar fresco nos ambientes internos. Algumas recomendações incluem o uso de janelas operáveis para promover a circulação de ar, a utilização de aberturas estrategicamente posicionadas para aproveitar correntes de ar externas e a criação de zonas de ventilação cruzada para maximizar a renovação do ar.

Além disso, o Standard 55 também fornece métodos de cálculo para determinar a eficácia da ventilação natural em um edifício, levando em consideração fatores como a taxa de renovação do ar, a distribuição do ar nos ambientes e a qualidade do ar interior.

Softwares de Simulação

Além das normas, existem diversos softwares de simulação que podem ser utilizados para analisar a ventilação natural em edifícios. Alguns exemplos populares são:

• CFD (Computational Fluid Dynamics): Softwares de dinâmica dos fluidos computacional que possibilitam a análise detalhada dos fluxos de ar em edificações.
• DesignBuilder: Software que combina recursos de modelagem 3D e simulação energética para análise de desempenho de edifícios.
• Optivent: Empresa especializada em soluções para ventilação natural em edifícios. Eles oferecem produtos e serviços para otimizar o fluxo de ar e melhorar a qualidade do ar interno.

Conclusão

Ao adotar estratégias que favoreçam a circulação de ar de forma natural, é possível criar espaços mais agradáveis, econômicos e sustentáveis. Portanto, ao projetar ou reformar um ambiente, leve em consideração a importância da ventilação natural e aproveite os benefícios que ela pode proporcionar.

Lembre-se de utilizar normas e softwares adequados para simular e analisar a ventilação natural em seus projetos. Isso garantirá que as medidas adotadas sejam eficientes e estejam em conformidade com as melhores práticas.

Além disso, considere também as características climáticas da região e as necessidades dos ocupantes ao projetar espaços com ventilação natural. Assim, você garantirá o máximo conforto térmico e a eficiência energética do ambiente.