Procedimentos estimativos do potencial de uso de chaminés solares para promover a ventilação natural em edificações de baixa altura

Abstract

A ventilação natural é uma das estratégias mais importantes para o condicionamento térmico passivo de ambientes internos de edificações, podendo ocorrer pela ação dos ventos, pelo efeito chaminé ou pela combinação de ambos. Em áreas urbanizadas, a velocidade do vento é sensivelmente reduzida pelos obstáculos locais, tornando o efeito chaminé uma alternativa de projeto mais viável, pois independe dos ventos. Este artigo tem por objetivo apresentar e discutir procedimentos estimativos do potencial de uso de chaminés solares para edificações de baixa altura, localizadas em regiões de baixa latitude. Desenvolveram-se previsões teóricas, através de um modelo matemático e de simulação computacional. Realizou-se um processo de calibração destes modelos, utilizando como referência os resultados do monitoramento experimental de uma célula de teste. O processo baseou-se na análise comparativa de algumas variáveis selecionadas, considerando-se dados de temperatura superficial, temperatura do ar e vazão volumétrica no interior da chaminé. Os resultados indicaram que os modelos teóricos têm potencial de aplicação na avaliação do desempenho de chaminés solares, especialmente o modelo de simulação, em que foram observadas diferenças inferiores a 20% entre resultados medidos e calculados.Natural ventilation is one of the most important strategies for passive cooling of indoor environments. It can occur by wind forces, by stack effect or by a combination of both strategies. The second choice tends to be more effective in urban areas, where there are obstacles that block or significantly reduce wind speed. This paper analyses prediction procedures for the potential use of solar chimneys in low-rise buildings at low latitude locations. Theoretical predictions were developed using a mathematical model and computer simulation. A calibration procedure was used, based on results obtained through an experimental set up. The procedure consisted in a comparative analysis of chosen variables, considering data of surface temperature, air temperature and volumetric flow rate inside the chimney channel. The results confirmed the great potential of applicability of the theoretical models in the performance analysis of solar chimneys, especially the simulation model, which presented differences lower than 20% between measured and estimated results.