Resumo Para a obtenção de boas condições de conforto térmico e qualidade do ar interior (QAI) em salas de aula naturalmente ventiladas, devem-se garantir taxas de renovação do ar adequadas. Em 2020, esta questão tornou-se especialmente relevante devido à pandemia de Covid-19, já que pode contribuir para a redução do potencial de transmissão de doenças respiratórias. O objetivo deste estudo é avaliar as condições de conforto térmico e QAI de uma sala de aula naturalmente ventilada a fim de identificar cenários que contribuam, simultaneamente, para a redução do risco de disseminação do vírus SARS-CoV-2 e para a manutenção do conforto térmico dos usuários. Variáveis climáticas foram monitoradas em uma sala de aula antes e durante a pandemia de Covid-19 e um modelo de simulação foi calibrado. Cenários variando o número de ocupantes e a taxa de renovação do ar foram simulados a fim de avaliar o impacto dessas variáveis na concentração de CO2, na probabilidade de infecção e na temperatura operativa interna. O melhor cenário apresentou uma redução de 42% na concentração de CO2 e 33% na probabilidade de infecção e um aumento de 60% nas horas ocupadas em conforto, se comparado ao pior cenário. No entanto, as estratégias adotadas devem ser analisadas para cada situação, assim como os riscos e os benefícios para os ocupantes da sala de aula.

Abstract In order to achieve good thermal comfort and indoor air quality (IAQ) conditions in naturally ventilated classrooms, adequate air change rates must be ensured. In 2020, this issue became especially relevant due to the Covid-19 pandemic, since it may contribute to minimize the transmission potential of respiratory diseases. This study aims to evaluate the thermal comfort and IAQ conditions of a naturally ventilated classroom, in order to identify scenarios that contribute, simultaneously, to the reduction of the risk of dissemination of the SARS-CoV-2 virus and to the maintenance of thermal comfort for users. Environmental variables were monitored in a classroom before and during the Covid-19 pandemic and a simulation model was calibrated. Scenarios varying the number of occupants and the air change rate were simulated in order to assess the impact of these variables on the CO 2 concentration, on the infection probability and on the indoor operative temperature. The best scenario showed a reduction of 42% in the concentration of CO 2 and 33% in the infection probability and an increase of 60% in comfort hours, compared to the worst scenario. However, the strategies adopted must be analysed for each situation, as well as the risks and benefits for classroom occupants.

Resumo Uma das principais estratégias de resfriamento passivo de edificações é a ventilação natural, que pode ocorrer tanto por ação dos ventos como por efeito chaminé. A segunda opção é mais eficaz em situações em que a velocidade do vento é sensivelmente reduzida pelos obstáculos locais, como ocorre no interior da malha urbana, por exemplo. Este artigo tem por objetivo investigar o potencial de chaminés solares para promover a ventilação natural em edificações de baixa altura, localizadas em climas típicos do território brasileiro. Para isso, realizou-se uma análise dos efeitos da variação de diferentes parâmetros geométricos e construtivos do sistema para uma cidade representativa de cada zona bioclimática brasileira. Os parâmetros incluíram espessura do canal de ar, comprimento da chaminé e inclinação e tipo de vidro utilizado no coletor solar. Incluiu-se também uma análise comparativa entre chaminés com e sem coletor solar, ambas com a mesma configuração geométrica. Os resultados obtidos indicam a aplicabilidade da chaminé solar para promover a ventilação natural nas cidades analisadas e permitem identificar os parâmetros e valores que otimizam o desempenho do conjunto para cada caso.

Abstract Natural ventilation is one of the main strategies used for the passive cooling of buildings, powered by wind forces or by stack effect. The second choice is more effective in locations where obstacles induce low wind speed, as it is the case in urban environments, for example. This paper analyses the potential of solar chimneys to promote natural ventilation in low-rise buildings in typical climates of the Brazilian territory. For this purpose, this study analysed variations in geometric and constructive parameters in cities representing each of the Brazilian climate zones. Those parameters included air channel depth, chimney length, solar collector tilt and type of glass used in the solar collector. The study also included a comparative analysis of solar chimneys with and without a solar collector, both with the same geometric configuration. The results obtained show the potential of solar chimneys to promote natural ventilation in the cities analysed, and enabled the identification of the parameters and values that optimize the performance of the set in each case.

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.