Ventilação natural e desempenho térmico sob diferentes configurações de aberturas em uma sala de aula

Abstract

Resumo Em áreas tropicais quentes, para evitar o estresse térmico, é comum a prática de que os edifícios escolares dependam do uso de sistemas de climatização mecânicos. A utilização de estratégias passivas de projeto, nessas regiões, em busca do conforto térmico com um baixo gasto energético, é de suma importância. Nesse sentido, as aberturas da edificação desempenham um importante papel, pois interferem na quantidade da radiação solar recebida e no padrão de distribuição do fluxo do ar interno. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o desempenho térmico em uma sala de aula sob diferentes configurações de modelos de janelas e portas em Vitória, ES, e Belém, PA. A metodologia utilizou simulações de desempenho térmico e de dinâmica dos fluidos computacional para análise da intensidade de desconforto térmico e do consumo energético. Os resultados mostram que a adição do peitoril ventilado aumenta a velocidade do ar na entrada da abertura e melhora significativamente o desempenho térmico na sala de aula. O uso de brise-soleil reduz em até 50% e 13% o consumo energético no ambiente, em Belém e Vitória, respectivamente. O estudo contribui para a seleção de aberturas mais eficientes, adaptadas às condições climáticas de cada região.Abstract In school buildings located in hot tropical areas, it is a common practice to use mechanical climate control systems to avoid heat stress. The use of passive design strategies is of paramount importance for the achievement of thermal comfort with low energy consumption. Hence, buildings’ openings play an important role, as they have an impact on the amount of solar radiation received and on the internal air flow distribution pattern. The objective of this study was to evaluate the thermal performance in classrooms with different window and door model configurations in Vitória/ES and Belém/PA, Brazil. Simulations of thermal performance were conducted to analyse the intensity of thermal discomfort and energy consumption, while the aid of Computational Fluid Dynamics tools enabled the verification of details of the air velocity and temperature fields. The results show that the addition of a ventilated sill increases air velocity at the inlet opening and significantly improves thermal performance in the classroom. The use of brise-soleil reduces energy consumption in the classrooms in Belém and Vitória by up to 50% and 13%, respectively. The study helps in the selection of more efficient openings, adapted to the climatic conditions of each region.