Geometry and ventilation: evaluation of the leeward sawtooth roof potential in the natural ventilation of buildings (2015)
- Authors:
- Autor USP: MONTERO, JORGE ISAAC PEREN - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PCC
- Subjects: DINÂMICA DOS FLUÍDOS COMPUTACIONAL; VENTILAÇÃO; TÚNEIS DE VENTO
- Language: Inglês
- Abstract: O Shed tem aberturas no nível inferior da fachada e aberturas elevadas no nível superior do telhado. Quando a abertura localizada no nível superior capta o vento o Shed é chamado de “Shed Cata-vento” e quando ele é usado para extrair o ar interior do edifício usando a região com pressão negativa é chamado de “Shed a sotavento”. Os Sheds permitem a ventilação natural e a entrada da luz natural tem maior intensidade e uniformidade que um telhado plano com aberturas laterais. Esta pesquisa foca-se em edifícios com Sheds a sotavento e verifica-se o potencial da sua geometria para aumentar a ventilação vertical cruzada gerada pelo efeito do vento. Emprega-se simulações de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) para analisar o fluxo de vento ao redor do edifício e quantificar a ventilação natural por meio das taxas de fluxo de volume e a velocidade do fluxo de ar. Simulações CFD são realizdas utilizando as equações de Navier-Stokes baseadas em médias do número de Reynolds (RANS). Analisa-se a sensibilidade da malha e a validação numérica é realizada com medições em túnel de vento, previamente publicados, usando Velocimetria de Imagem de Partículas (PIV). A validação do modelo de turbulência mostra que o SST K-⍵ fornece os resultados mais precisos e, a influência do parâmetro “a” para o cálculo da energia cinética turbulenta com um valor de 0,5 resulta na melhor concordância com as medições experimentais. Uma sistemática análise da sensibilidade de diversos parâmetros de Shed a sotavento é levada a cabo usando 3D RANS em combinação com o modelo de turbulência SST k-⍵. Os resultados mostram que o ângulo de inclinação do telhado (RIA) tem uma significativa influência na velocidade. Quando um ângulo de inclinação de 45° é empregado, a taxa de fluxo de volume é 22% mais elevada do que um telhado plano.A geometria do Shed é fundamental para maximizar a zona de pressão negativa na parte posterior do edifício. Para um ângulo de inclinação de telhado com 27°, a geometria convexa tem taxas de fluxo de volume 13% superiores aos de uma geometria côncava. Os beirais aumentam o fluxo de ventilação em até 24%. Os beirais a barlavento aumentam a taxa de volume de fluxo significativamente (até 15%) e proporcionam um fluxo de ar interior mais horizontalmente dirigido. Os beirais a sotavento têm uma influência reduzida e a aplicação de ambos (barlavento e sotavento) resulta em um aumento adicional (4%) da taxa de fluxo de volume. Sheds de um e de dois vãos são também investigados; as geometrias côncavas resultam em um ligeiro aumento da taxa de fluxo de volume em comparação com Sheds de um vão. A redução da taxa de abertura (Ainlet / Aoutlet; totais) de 1 para 0,5 resulta num aumento da taxa de volume de 23-39%, dependendo da geometria do telhado. A geometria interna na abertura de saída é importante no desempenho da ventilação.
- Imprenta:
- Data da defesa: 26.06.2015
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ABNT
PEREN MONTERO, Jorge Isaac. Geometry and ventilation: evaluation of the leeward sawtooth roof potential in the natural ventilation of buildings. 2015. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2015. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3146/tde-09012024-084746/pt-br.php. Acesso em: 23 abr. 2024. -
APA
Peren Montero, J. I. (2015). Geometry and ventilation: evaluation of the leeward sawtooth roof potential in the natural ventilation of buildings (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3146/tde-09012024-084746/pt-br.php -
NLM
Peren Montero JI. Geometry and ventilation: evaluation of the leeward sawtooth roof potential in the natural ventilation of buildings [Internet]. 2015 ;[citado 2024 abr. 23 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3146/tde-09012024-084746/pt-br.php -
Vancouver
Peren Montero JI. Geometry and ventilation: evaluation of the leeward sawtooth roof potential in the natural ventilation of buildings [Internet]. 2015 ;[citado 2024 abr. 23 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3146/tde-09012024-084746/pt-br.php
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