Ventilação Natural + Inércia Térmica para Resfriamento

    Ventilação Natural A ventilação pode exercer três diferentes funções em relação ao ambiente construído: a renovação do ar, o resfriamento psicofisiológico e o resfriamento convectivo. Os sistemas passivos de ventilação baseiam-se em diferenças de pressão para mover o ar fresco através dos edifícios. As diferenças de pressão podem ser causadas pelo vento ou por diferenças de temperatura, o que configura dois tipos principais de ventilação passiva: a ventilação cruzada e a ventilação por efeito chaminé. Estas estratégias também podem ser adotadas conjuntamente em diferentes ambientes de uma mesma edificação. Pelo chamado efeito chaminé, o ar mais frio, mais denso, exerce pressão positiva, o ar mais quente, por tornar-se menos denso, exerce baixa pressão e tende a subir criando correntes de convecção. Na ventilação cruzada exploram-se os efeitos de pressão negativa e positiva que o vento exerce sobre a edificação ou qualquer outro anteparo. Para proporcionar uma boa ventilação natural é preciso posicionar as aberturas em zonas de pressão oposta. A ventilação cruzada promove a remoção do calor por acelerar as trocas por convecção e também contribui para melhoria da sensação térmica dos ocupantes por elevar os níveis de evaporação. A taxa na qual o ar flui através de um ambiente retirando o calor, é função da área de entrada e saída de ar, da velocidade do vento e da direção do vento em relação às aberturas. A quantidade de calor removido por determinada taxa de fluxo de ar depende da diferença de temperatura entre o interior e o exterior. Por isso a geração de calor interna também é decisiva no desempenho do edifício naturalmente ventilado. Os objetivos e o projeto de sistemas passivos de ventilação devem variar de acordo com o padrão de uso da edificação e com o clima local, considerando a variação das condições de vento em função do relevo e obstruções vizinhas. Na edificação a qualidade do projeto dos sistemas passivos de ventilação está intimamente ligada ao projeto dos espaços internos e do tamanho e colocação das aberturas. É importante salientar que a ventilação natural é ineficaz para reduzir a umidade do ar que penetra no ambiente. Isto limita a eficiência da aplicação da ventilação natural em climas de umidade relativa do ar muito elevada. Inércia Térmica Resfriamento No caso dos materiais e componentes construtivos da edificação, inércia térmica é a tendência do material de resistir a mudanças de temperatura. Um material de elevada inércia térmica apresenta uma maior resistência a mudanças de temperatura. Dessa forma, uma edificação de elevada inércia térmica proporcionará uma diminuição das amplitudes térmicas internas e um atraso térmico no fluxo de calor devido a sua alta capacidade de armazenamento de calor, fazendo com que o pico de temperatura interna apresente uma defasagem e um amortecimento em relação ao externo. A eficiência da massa estrutural como redutora de calor depende da capacidade térmica dos materiais, da condutividade, da espessura e da superfície em contato com o ambiente interno. A inércia térmica total da edificação vai depender das características do envelope, ou seja, do tipo de piso, parede e cobertura. Estes devem ser compostos por materiais geralmente densos, de elevada capacidade térmica, que representa uma grande capacidade do material de armazenar energia térmica. É necessário destacar que além da capacidade térmica, a admitância térmica do material vai influenciar na sua capacidade de absorção e armazenagem de calor. Um material de alta admitância térmica vai absorver e liberar o calor rapidamente. Componentes de alta inércia térmica funcionam como uma espécie de bateria térmica. Durante o verão absorvem o calor, mantendo a edificação confortável. No inverno o mesmo componente, se bem orientado, pode armazenar o calor, do sol ou de aquecedores, para liberá-lo à noite, ajudando a edificação a permanecer aquecida. O uso da estratégia de alta inércia no envelope da edificação só tem efeito se a ventilação natural através dos ambientes internos for restringida ao longo do dia, uma vez que, com a ventilação a temperatura interna aumenta diretamente, sem o atraso térmico característico do fluxo de calor através das paredes e teto. Também é importante destacar o perigo da utilização da estratégia de alta inércia térmica nos componentes de cobertura e de paredes à oeste, que devido a elevada exposição à radiação solar durante a maior parte do ano, podem transformar-se em acumuladores de calor e provocar elevado desconforto térmico interno no período de verão. Dessa forma este tipo de estratégia deve ser aplicado a estes componentes com muito critério, procurando minimizar os ganhos solares através de isolamento térmico externo ou sombreamento no período diurno. O concreto e a alvenaria cerâmica são os materiais comuns na construção civil e que apresentam capacidade térmica elevada. A capacidade térmica do material e seu respectivo atraso térmico são propriedades importantes na escolha do material a ser selecionado para os componentes do envelope, de acordo com suas respectivas orientações solares e a resposta térmica desejada. No item Componentes Construtivos são apresentados a transmitância, capacidade térmica e atraso térmico calculados para alguns componentes construtivos de parede e cobertura. A alta inércia térmica é particularmente benéfica em regiões de clima mais seco onde há uma grande diferença entre as temperaturas diurnas e noturnas externas. Quando essa diferença é pequena, inferior a 7°C, a liberação de calor, mesmo com um atraso térmico razoável, pode ser indesejável. Em climas quentes e úmidos o resfriamento passivo é geralmente mais eficaz em edifícios com pequena inércia térmica.


    Referências bibliográficas

    Sítio e orientação

    Captação com uso da vegetação

    Quebra-vento

    Ventilação Cruzada

    Ventilação Cruzada - Volumetria

    Ventilação Cruzada - Plantas Abertas

    Ventilação Cruzada - Janelas

    Aberturas em apenas uma face

    Aumentando o diferencial de pressão

    Cobertura e parede ventilada

    Efeito Chaminé

    Efeito Chaminé - Fluxo interno

    Efeito Chaminé - Fluxo acelerado

    Torres de Vento

    Torres de resfriamento evaporativo

    Ventilação Noturna

    Ventilação em Pátios Internos

    Ventilação Mecânica Auxiliar

    Piso - Ventilação noturna

    Edificação semi-enterrada

    Tubos enterrados (Ar)

    Tubos enterrados (Água)

    Parede com isolante térmico externo e Ventilação Noturna

    Paredes de água com isolante externo

    Parede verde

    Componentes internos sem exposição ao sol

    Resfriamento radiante noturno

    Aquários ou piscinas internas sem exposição ao sol

    Tanque de água na cobertura

    Teto Jardim

    Envelope de alta inércia térmica