COMUNICAÇÃO TÉCNICA ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Nº 175682

Integração de visões para avaliação do conforto no interior de edificações Fulvio Vittorino

Palestra apresentada no Congresso Latinoamericano de Engenharia do Vento, 3., 2018, São Paulo

A série “Comunicação Técnica” compreende trabalhos elaborados por técnicos do IPT, apresentados em eventos, publicados em revistas especializadas ou quando seu conteúdo apresentar relevância pública. ___________________________________________________________________________________________________

Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S/A - IPT

Av. Prof. Almeida Prado, 532 | Cidade Universitária ou Caixa Postal 0141 | CEP 01064-970

São Paulo | SP | Brasil | CEP 05508-901 Tel 11 3767 4374/4000 | Fax 11 3767-4099

www.ipt.br

Integração de visões para avaliação do conforto no interior de edificações

“Escalas” da ventilação no Ambiente Construído

Fonte da Imagem: Wikipedia https://pt.wikipedia.org/wiki/Turbulência

Escoamento Atmosférico

Circulação de ar no meio Urbano

Impacto nas fachadas dos edifícios

Conforto no Interior dos Ambientes

Ventilação no Ambiente Construído

Cascata de turbihões “Distribuição” de energia a partir do escoamento principal – Escala

Macroscópica - para o pequenos turbilhões – Escala de Kolmogorov.

Transferir informação da escala Macroscópica para a escala humana (conforto) no interior de

Edificações.

Modelagem das edificações em BIM - Building Information Modeling

Building Information Modeling - BIM é um conjunto de políticas, processos e tecnologias que, combinados, geram uma metodologia para gerenciar o processo de projetar uma edificação ou instalação, e ensaiar seu desempenho, e gerenciar as suas informações e dados, utilizando plataformas digitais (baseadas em objetos virtuais), através de todo seu ciclo de vida.

Fonte: CBIC; Coletânea para implementação de BIM para Construtoras e Incorporadoras – Volume 1.

Modelagem das edificações em BIM - Building Information Modeling

Principais simulações feitas em ambientes BIM: Análises estruturais Análises energéticas (simulações do consumo de energia) Estudos térmicos e termodinâmicos Estudos de ventilação natural Estudos de níveis de emissão de CO2

Estudos luminotécnicos Estudos de insolação e sombreamento. Fonte: CBIC; Coletânea para implementação de BIM para Construtoras e Incorporadoras – Volume 1.

ABNT NBR 15575-1/2013

Edificações habitacionais – Desempenho – Parte 1: Requisitos gerais 5.4.1 Salvo convenção escrita, é da incumbência do incorporador, de seus prepostos e/ou dos projetistas envolvidos, dentro de suas respectivas competências, e não da empresa construtora, a identificação dos riscos previsíveis na época do projeto, devendo o incorporador, neste caso, providenciar os estudos técnicos requeridos e prover aos diferentes projetistas as informações necessárias.

Efeitos Atmosféricos

Estudo de Fenômenos Meteorológicos;

Dispersão de poluentes a partir de fontes fixas ou de veículos em meios urbanos.

Qual o impacto sobre a edificação.

Efeito do Ambiente Construído sobre o conforto no Entorno

Como o(s) edifício(s) interage(m) com os ventos predominantes e seu impacto no conforto de pedestres.

Impacto do vento sobre pedestres

Fonte da Imagem: https://www.bbc.com/news/magazine-33426889

Tall Buildings Design Guidelines - Toronto

Problema Solução

Diretrizes qualitativas que devem ser quantificadas.

Efeito do Entorno

Determinação de esforços sobre as estruturas

Deslocamentos e vibrações em estruturas

Verificar recirculações ou estagnações próximas das aberturas de ventilação.

Determinação de Coeficientes de Pressão nas fachadas.

Componentes da Fachada Coeficientes de Descarga de Componentes

Determinação da estanqueidade ao ar de componentes de fachadas

Avaliação da Estanqueidade de fachadas montadas.

Banco de Dados de Componentes, tanto para projeto como para manutenção.

PBE Edifica Residencial Simulações computacionais para produzir relatórios horários das trocas de ar e das infiltrações

Os coeficientes de pressão superficial (CP) podem ser estimados através de:

Experimentos em túnel do vento,

Bancos de dados de medições em túnel de vento, ou

Calculados pelas equações de Swami e Chandra (1988) e Akins et al. (1979)

Coeficiente de descarga (CD) para janelas e portas retangulares = 0,60;

Coeficiente do fluxo de ar por frestas (CQ) para janelas e portas retangulares de 0,001 kg/(s.m ) e o expoente do fluxo de ar (n) de 0,65;

Cargas Internas de pessoas, equipamentos e iluminação pré-definidas.

Modelos de Múltiplas Zonas

Cálculo de Pressões no Interior de recintos, decorrentes vazões de ar e transporte de contaminantes.

Pressão e temperature homogêneas em cada zona. COMIS – Década de 1990 ESP-r TAS EnergyPlus CoolVent - MIT NIST CONTAM – Interface com CFD PlugIns para exportar arquivos de softwares de modelagem para os softwares de simulação

Fonte da Imagem: http://web.mit.edu/alonso/Public/Presentations/MenchacaDominguez.pdf

PlugIn criado pelo CSTB

Escoamento de Ar no Interior dos Edifícios Grande potencial para aplicações de CFD em estágios mais avançados do projeto

Escoamento incompressível, fluido newtoniano. Aumento do poder de cálculo dos computadores. Possibilidade de uso de clusters e processamento na nuvem. Conforto térmico em ambientes ventilados naturalmente Conforto e qualidade do ar em edifícios climatizados que buscam certificação como o LEED/USGBC. Padrões de circulação de ar em salas limpas. Movimentação de fumaça. Etc.

A indústria da software já se movimenta em direção à integração

Autodesk: Project Falcon – “..as a preview of the company’s wind-tunnel simulation technology” – 2012. A Wind Tunnel for Revit – Project Falcon is now Autodesk Flow Design. February 4, 2014.

”…wind tunnel simulator available in Revit that lets you visualize how wind interacts with a building or group of buildings.” “…targets designers with limited exposure to simulation. ”

Flow Design is no longer available for purchase. As of March 27, 2018, we’ve stopped selling Autodesk® Flow Design software to new customers. Autodesk CFD. Hoje

Integração com o Revit; Escoamento externo e interno; Análise de Condensação; Cálculo de PMV; Etc.

Considerações Finais

Não está se propondo abandonar a abordagem experimental. Usar a ferramenta mais adequada a cada caso. Enfatizar os esforços de troca de informação entre as “escalas da ventilação” em ambientes de simulação BIM. Pensar a ventilação no projeto do edifício desde a sua relação com o entorno até o impacto no conforto interno. O mercado já está caminhando para isso.

AGRADEÇO PELA ATENÇÃO.