Ventilação natural em ambiente de HIS: calibração de modelo de fluidodinâmica computacional (CFD) com base em dados experimentais
Data
2026-05-15
Autores
Brambilla, Gabriel Hideo Tsurukava
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Resumo
Resumo: A ventilação natural representa uma importante estratégia passiva com eficácia comprovada na literatura, sendo relevante na busca pelo conforto térmico dos usuários, melhoria de qualidade de ar e destacando-se por seu baixo custo e fácil aplicação. A análise desse fenômeno por meio de simulações de fluidodinâmica computacional (CFD) possui grande potencial, especialmente pela sua praticidade e flexibilidade em testar múltiplos cenários. Para que as simulações sejam utilizadas como instrumento de projeto desta estratégia natural, faz-se necessário a calibração de modelos que possam espelhar a realidade. Observa-se, no entanto que na literatura há poucos trabalhos que realizam medições da ventilação em ambientes não controlados reais e confrontam estes dados com simulações CFD. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo a calibração de um modelo de simulação computacional de ventilação natural, a partir de dados experimentais obtidos por meio ensaio com gás traçador, visando avaliar a capacidade do modelo em reproduzir o comportamento do escoamento do ar do cômodo principal de uma habitação de interesse social (HIS). A simulação foi realizada através do software versão estudantil 2025 Ansys Fluent em protótipo de HIS localizado na Universidade Estadual de Londrina. O método inclui a calibração do modelo por meio da taxa de renovação de ar (ACH) obtida em ensaio experimental com gás traçador CO2 em escala real e condições de campo, além da análise da sensibilidade do modelo frente à velocidade e ao ângulo de incidência do vento, bem como a avaliação qualitativa do fluxo do escoamento interno. Os valores de ACH simulados apresentaram a mesma ordem de grandeza dos resultados experimentais, com melhor concordância nas simulações com velocidades do vento de 0,2 m/s e 0,3 m/s, atingindo diferenças percentuais de 0,7%, 1,8% e 5,2%. Por outro lado, observou-se elevada variação nos casos com menores velocidades do vento (0,03 m/s e 0,06 m/s) com diferenças percentuais de até 67,7% e 80,3% em casos extremos, indicando limitações na calibração nessas condições. Dessa forma, a calibração foi alcançada de forma parcial, com potencial de aprimoramento mediante refinamento das condições de contorno e redução de incertezas associadas ao ensaio experimental e modelo numérico
Descrição
Palavras-chave
Calibração, Ensaio gás traçador CO2, HIS, Simulação CFD, Ventilação natural, Conforto térmico, Dinâmica dos fluidos computacional (CFD), Habitação de interesse social (HIS)