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7

setembro

Como aproveitar ao máximo a ventilação natural?

 

O interesse por ventilação natural para construções industriais tem crescido de forma expressiva nos últimos anos. Atualmente, uma grande quantidade de edificações fabris basearam projetos internos visando a otimização do uso de ventilação natural, ao invés da escolha de um sistema de ar condicionado.

Apesar dos benefícios obtidos, os projetos fazendo seu uso da ventilação natural sofrem o risco de ser comprometidos por atitudes negligentes na gerência e operação das estratégias a ela relacionadas.

Além disso, muitos prédios não atendem a performance definida em fase de projeto. O usuário final reclama da baixa qualidade no ar e do super aquecimento verificado no verão, além de maior consumo energético do que o esperado (sinalizado por administradores do complexo).

Em alguns casos estas questões têm relação com o próprio projeto de design. Entretanto, na maioria dos casos, os problemas estão estreitamente conectados a fatores referentes à gestão e operação da estratégia de ventilação natural implementada.

 

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A ventilação natural faz uso das forças do vento e da diferença de densidade entre o ar quente no interior da empresa e o mais frio no exterior, de forma a permitir o acesso do ar através da construção. Uma edificação naturalmente ventilada deve ser operada e projetada para fazer bom uso da força eólica, levando sempre em conta os seguintes critérios:

A taxa de renovação de ar deve ser suficiente para prover ar fresco aos ocupantes. Isto garante um ambiente termicamente confortável e saudável. Para saber mais, leia nosso artigo sobre o cálculo da taxa de renovação de ar em galpões.

  1. No verão, a taxa na troca de ar deve ser suficiente para remover aumentos de temperatura interna e manter um nível adequado no conforto térmico. Os requisitos da troca de ar no verão podem ser bem diferentes se comparados com o inverno, dependendo da região. Já falamos em outro artigo sobre o conforto térmico para ambientes industriais com ventilação natural.
  2. O fluxo de ar externo deve ser igualmente distribuído pela área construída, de forma a evitar áreas com pouco ou muito resfriamento, e para garantir uma qualidade de ar satisfatória no ambiente como um todo.
  3. De forma a evitar entradas de ar indesejadas, a velocidade local do ar deve estar abaixo de 0,75 m/s. A NR-17 recomenda que além da velocidade ideal, outras especificações devem ser atendidas, como: índice de temperatura efetiva entre 20ºC e 23°C; umidade relativa do ar não inferior a 40 (quarenta) por cento. Para saber mais sobre isso, leia: NR-17: conformidade ergonômica com ventilação e iluminação natural na empresa.

 

Design para ventilação natural

Existem diversos cursos de vento na ventilação natural que atravessam uma construção, sendo os três principais:

  • Ventilação cruzada
  • Ventilação em única lateral
  • Ventilação por gravidade

A ventilação cruzada pode alcançar as mais elevadas taxas nas trocas de ar e possui grande potencial para ventilar andares inferiores se compararmos com a ventilação única lateral. Deve ser encorajado seu uso sempre quando possível, de forma que seja garantida boa fluidez de ar, sem obstruções entre janelas e vãos que estejam distribuídos em lados opostos da edificação. As diferenças de pressão do ar no interior da construção fornecem a referência para onde fluir a corrente.

 

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A ventilação cruzada pode não ser possível em alguns cômodos da construção, devido ao tipo de distribuição de área interna da edificação, de forma que a busca mais adequada neste caso seja a ventilação em única lateral. Se as janelas forem projetadas com este intuito, o comprimento de um cômodo pode ter de 6 – 7m e fornecer uma ventilação satisfatória.

 

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A ventilação ou exaustão por gravidade garante a eliminação do ar quente interno com mais eficiência, especialmente em conjunto com a ventilação cruzada.

A exaustão por gravidade (fluxo de ar para o exterior) é baseada em diferenças de temperatura entre o ar quente (local ocupado) e o ar frio (exterior). A ventilação por gravidade pode também ser orientada pelo vento.

Assim cria-se um caminho de fluxo de ar à uma ventilação orientada pelo vento, ou seja, a partir de uma entrada de ar (janela) sujeitas a uma pressão positiva, atravessando um cômodo (espaço), para uma área de pressão negativa no alto do galpão –  com a saída de ar pelo lanternim. Para entender em mais detalhes o mecanismo da ventilação natural utilizando a exaustão por gravidade, leia o que já escrevemos sobre o efeito chaminé e o efeito Venturi.

 

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Ventilação híbrida

A ventilação natural pode ser controlada a fim de fornecer um fluxo ideal de ar, já que requisitos internos e condições climáticas podem variar.

Algumas edificações podem ser inadequadas para o uso exclusivo de ventilação natural, devido ao seu comprimento, por exemplo. Mas podem fazer uso de um sistema híbrido de forma a otimizar o sistema de ventilação da planta – tanto em economia de energia quanto em eficiência da renovação do ar e controle da temperatura interna.

O objetivo é o uso da ventilação natural para satisfazer as condições básicas, e utilizar a estrutura mecânica (ar condicionado) para suprir as necessidades em situações de picos de calor.

O controle da ventilação pode ser tanto automático quanto manual, ou ainda uma mistura dos dois.

 

Controle manual

O controle da ventilação natural pelos ocupantes do local é um dos métodos de controle mais comuns utilizados. Este tipo de controle varia desde uma abertura convencional de janelas (manual) até o uso de botoeiras ligadas a um sistema de controle automático de uma janela ou saída de ar.

Pesquisas têm demonstrado que os ocupantes de uma área que possuem controle da ventilação tendem a considerar confortável uma faixa maior de variação de temperatura, aceitando bem até temperaturas de 27°C. Elas sugerem ainda que em um prédio totalmente baseado em sistema de ar condicionado, sem qualquer tipo de controle local ou janelas travadas, a temperatura máxima aceitável seja de 24C. Diante disso, é interessante permitir que a equipe de trabalho tenha controle sobre o ambiente local.

No caso de indústrias, é importante observar a questão das venezianas industriais. Elas são um item essencial para sistemas industriais que utilizam ventilação cruzada ou ventilação por gravidade. E podem contar com controles manuais ou automáticos das aletas.

 

 

Controle Automático

O controle automático é utilizado de diversas maneiras. Por exemplo, a ventilação pode ser controlada em relação às temperaturas internas; se a radiação solar for elevada, um controle da ventilação antecipatório é acionado, aumentando a taxa de ventilação antes que a temperatura interna aumente muito.

O uso de controle em iluminação pode otimizar ainda mais este processo, reduzindo o acúmulo de calor pela fonte luminosa (agora controlável) durante os períodos de elevada demanda na refrigeração do ambiente, quando os níveis de iluminação natural estão em um de seus níveis mais elevados (ex: temporada de verão).

O controle automático não é utilizado exclusivamente para amenizar os efeitos de incidência térmica. Algumas edificações podem não ser apropriadas para operação manual de janelas. Outras podem ter janelas inacessíveis, exemplo.

Os lanternins fazem parte de um sistema de ventilação por gravidade juntamente com as venezianas, que pode contar com controle automatizado do fluxo de ar. Assim é possível adaptar o ambiente interno às variações climáticas.

 

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É importante que os administradores dos estabelecimentos estejam a par de que o controle automático da ventilação deve possuir uma opção de operação manual, de forma que os operadores possam continuar a operação caso algo fora do esperado aconteça.

 

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Quer saber mais sobre sistemas de ventilação e de iluminação natural específicos para a indústria? Dê uma olhada no que já escrevemos a respeito. Ou entre em contato a partir do formulário abaixo.

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