Resumo A ventilação natural é uma eficiente estratégia para o condicionamento térmico passivo de edificações, e muitas vezes o seu potencial está relacionado às decisões em projeto diferentes do modelo convencional. Um exemplo são os sheds, aberturas na cobertura que funcionam como captadores ou extratores de ar, dependendo de sua localização em relação aos ventos dominantes. O objetivo do artigo é avaliar a influência do número de sheds e da distância entre eles no desempenho da ventilação natural. Os ângulos de incidência dos ventos analisados foram 0º, 45º, 135º e 180º. A metodologia adotada foi simulação por Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD), utilizando o software CFX. Os resultados indicam que o aumento do número de sheds reduz a renovação de ar interna para as situações de extração e captação de ar. Por outro lado, o aumento da distância entre esses dispositivos, incrementa o fluxo de ar interno para os sheds captadores. No entanto, teve-se uma redução na renovação de ar para os sheds extratores de ar. Isso ocorre pela redução da área total das abertiras de saída de ar, que apresenta uma influência na vazão volumétrica do edifício. Nos sheds captadores de ar o incremento ocorre, pois, apesar do aumento da distância ter reduzido o número das aberturas de entrada de ar, torna os sheds mais efetivos para captar o fluxo de ar.

Abstract Natural ventilation is an effective strategy for the passive thermal conditioning of buildings, and its potential is often connected with design decisions that differ from the conventional model. An example of that are sheds, which are openings in the roof that function as air extractors and collectors, depending on their location in relation to the prevailing winds. The aim of this paper is to evaluate the influence of the number of sheds and the distance between them on the performance of natural ventilation. The angles of incidence of the winds analysed were 0º, 45º, 135º and 180º. The methodology adopted was simulation by Computational Fluid Dynamics using the CFX software. The results indicate that increasing the number of sheds reduces the internal air renewal for the air extraction and collection. Increasing the distance between the sheds, increases the internal airflow for the air collector sheds. However, a reduction in renewal rates was observed in the air extractor sheds. This was due to the reduction of the air outlet total area, which influences the flow rate of the building. In the air collector sheds, the increase occurred because the sheds become more effective for air entrance despite the fact that an increased distance reduced the number of air inlet openings.

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.

Resumo A ventilação natural é uma eficiente estratégia projetual para o condicionamento térmico passivo de edificações, ocorrendo por ação dos ventos, efeito chaminé ou pela combinação de ambos. Dentre as estratégias de ventilação, destacam-se os sheds, aberturas no telhado, que funcionam como captadores ou extratores de ar, dependendo de sua localização em relação aos ventos dominantes. O objetivo desse artigo é avaliar a influência da variação na geometria dos sheds e na dimensão das aberturas de entrada e saída de ar no desempenho da ventilação natural. O sistema foi avaliado para os ângulos de incidência dos ventos externos de 0° e 45° (extração) e 135° e 180° (captação). A metodologia adotada foi a simulação por Dinâmica dos Fluídos Computacional (CFD), utilizando como ferramenta o software CFX. Foram realizadas análises quantitativas (taxas de renovação de ar/hora e coeficiente de pressão nas aberturas) e qualitativas (planos de contorno e vetores de direção e intensidade do fluxo de ar). Os resultados indicam que sheds com geometrias aerodinâmicas e o aumento das aberturas de saída de ar incrementam o fluxo de ar interno. Para os sheds captadores o aumento isolado das aberturas de entrada de ar não proporciona uma melhora significativa na captação dos ventos pela cobertura.

Abstract Natural ventilation is an efficient strategy for the passive cooling of buildings, occurring through wind action, through stack effect, or a combination of both. Among ventilation strategies, shed roofs stand out. These structures contain roof openings that work as either air collectors or extractors, depending on their location relative to prevailing wind directions. The aim of this paper is to evaluate the influence of the shed geometries and the dimensions of the inlet and outlet openings on the performance of natural ventilation. The system was evaluated for different external wind incidence angles: 0° and 45° (air extraction) and 135° and 180° (air capture). The methodology adopted the CFX software for Computational Fluid Dynamic simulation. Quantitative analyses (air change rates per hour and pressure coefficients in the openings) and qualitative analyses (internal airflow path) were performed. The results indicate that shed roofs with aerodynamic geometries and increased outlet openings increase internal airflow. In case of sheds for air capture, increasing inlet openings did not cause significant improvement in air capture.