Estudo CFD do conforto do vento nas varandas de um bloco de apartamentos: quando é que o vento as torna inutilizáveis e que proteções permitem usá-las durante todo o ano?
Antes da construção de um edifício com espaços exteriores privativos como varandas, é necessário avaliar o conforto do vento dos ocupantes e identificar as zonas potencialmente problemáticas. A EOLIOS conduziu este estudo por simulação CFD da aeráulica exterior em torno do edifício.
A solução estudada aqui é a dos painéis deslizantes, que não fecham totalmente a varanda. Os ventos são mais frios e de maior amplitude no inverno: sem proteção adequada, as varandas tornam-se então inutilizáveis. O objetivo: verificar o perfil de velocidade do vento nas varandas, sobretudo nos pisos mais altos, e propor em seguida alternativas para otimizar o conforto dos habitantes.
O essencial. Estudo CFD do conforto do vento nas varandas de um bloco de apartamentos: a análise climática (rosas dos ventos) e a simulação dos escoamentos identificam as varandas desconfortáveis (desconforto a partir de 1 m/s) e avaliam em seguida três proteções (painéis deslizantes, espaços fechados, guardas de vidro). Os painéis deslizantes revelam-se o melhor compromisso: ventilação no verão, jardim de inverno com efeito de estufa no inverno.
As varandas estão por natureza expostas ao vento. Em função da sua amplitude, este pode torná-las inutilizáveis, pelo que é necessário assegurar um bom nível de conforto, pelo menos na primavera e no verão. Uma varanda é considerada desconfortável a partir do momento em que a velocidade do ar excede 1 m/s, um limiar bem mais baixo do que em zona pedonal, porque nela se está na maior parte das vezes sentado ou imóvel.
V < 0,2 m/s: ar de um espaço fechado · 0,2–0,5: janela aberta, ligeira corrente de ar · 0,4–1: brisa · V > 1: comparável a um ventilador em funcionamento · V > 2: vento desagradável.
A simulação CFD restitui os fenómenos aeráulicos induzidos pela geometria particular das varandas calculando o escoamento do ar em torno do edifício. Como o interior do edifício não tem influência nestes escoamentos exteriores, apenas as varandas e a fachada foram modeladas em detalhe.
Em função da origem do vento, surgem recirculações na parte de trás do edifício: uma parte do ar que chega ao solo, retardada pelo atrito, sobe ao longo da fachada e entra em algumas varandas, gerando desconforto mesmo quando o vento não sopra na direção da fachada. Este fenómeno deve ser antecipado desde a conceção.
Um estudo local das velocidades do ar, varanda por varanda, fornece os vetores de velocidade em cada ponto. Distingue as zonas de recirculação (sem incómodo real) das zonas de velocidades elevadas e de passagem de ar, que são, essas sim, a tratar prioritariamente.
A reter. O limiar de desconforto de uma varanda (1 m/s) é muito baixo: nela procura-se a calma, não apenas a ausência de perigo. Daí o interesse de proteções moduláveis, que preservam a ventilação no verão cortando ao mesmo tempo o vento frio no inverno.
Para proteger os habitantes do vento, são possíveis vários dispositivos: quebra-ventos artificiais ou vegetais, espaços fechados, guardas de vidro. Foram comparadas três pistas:
Painéis deslizantes — móveis, abrem-se no verão para ventilar e evitar sobreaquecimentos, e fecham-se no inverno para criar um jardim de inverno com efeito de estufa, aquecendo a varanda e reduzindo o aquecimento. O melhor compromisso para este projeto.
Espaços fechados — totalmente isolados do exterior, suprimem o vento mas provocam sobreaquecimentos no verão e fazem perder a sensação de estar no exterior.
Guardas de vidro & quebra-ventos — paliçadas fixas, alpendres ou sebes quebra-vento vegetais, a posicionar em função das zonas expostas identificadas pela simulação.
Tratando prioritariamente apenas as zonas críticas identificadas pela simulação, maximiza-se o ganho de conforto dominando ao mesmo tempo o custo e o impacto arquitetónico. Bem concebidas, estas soluções tornam as varandas plenamente utilizáveis: ventiladas no verão, temperadas no inverno.
Saber-fazer: a medição e a simulação do conforto do vento em meio urbanoConforto do vento nas varandas, recirculações e proteções moduláveis.
Acima de cerca de 1 m/s, a varanda é considerada desconfortável — um limiar bem mais baixo do que em zona pedonal, porque nela se está na maior parte das vezes sentado ou imóvel.
Em função da orientação do vento, formam-se recirculações na parte de trás do edifício: o ar retardado junto ao solo sobe ao longo da fachada e entra em algumas varandas. Este mecanismo é próximo do estudado em o estudo das pressões do vento.
Móveis, abrem-se no verão para ventilar e evitar sobreaquecimentos, e fecham-se no inverno para criar um jardim de inverno com efeito de estufa que aquece a varanda e reduz o aquecimento.
Não necessariamente: um espaço inteiramente fechado suprime o vento mas provoca sobreaquecimentos no verão e faz perder a sensação de exterior. Os painéis deslizantes oferecem um melhor compromisso.
O interior do edifício não influencia o escoamento de ar exterior ao nível das varandas. Apenas as varandas e a fachada são portanto modeladas em detalhe, para concentrar a precisão onde ela conta.
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Traçado das correntes de ar num piso intermédio para um vento de oeste: visualização das recirculações e da entrada do ar nas varandas do bloco de apartamentos.
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