Study of the impact of exhaust through the roof of industrial warehouses on thermal comfort using computational fluid dynamics

Authors

DOI:

https://doi.org/10.46421/encacelacac.v18i1.7235

Keywords:

Industrial building, CFD, Wind exhaust fan, Ventilation, Acoustic simulation

Abstract

The assessment of thermal environments in workplaces is determined by regulatory standards that stipulate limits for comfort and thermal stress; however, building and construction codes present general requirements such as percentage of opening to ensure adequate ventilation rates. This research proposes the use of wind turbine exhaust fan in a small industrial warehouse using computational fluid dynamics to verify the minimum working conditions for heat exposure. A generic plant was considered with the proposition of scenarios with and without heat sources, and with changes in the geometry of the windows. Results indicated that wind exhaust fans are efficient in removing the thermal load, but are not sufficient to ensure thermal comfort. The study in the design phase and the verification of details by means of CFD simulation are important to prevent future problems of unhealthiness and thermal discomfort in industrial buildings.

Author Biographies

Eliane Hayashi Suzuki, Instituto de Pesquisas Tecnológicas

Doutora em Engenharia Mecânica de Energia e Fluidos pela Escola Politécnica da USP, Mestre em Ciências em Engenharia Civil pela Escola Politécnica da USP e Arquiteta e Urbanista pela Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da USP. Atualmente é pesquisadora no Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) e Professora Contratada III pelo departamento de Engenharia da Construção Civil da Escola Politécnica da USP

Fulvio Vittorino, Instituto de Pesquisas Tecnológicas

Professor regular de cursos de especialização da Universidade de São Paulo; é pesquisador e Diretor da Unidade de Habitação e Edificações no Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo.

Marcelo de Mello Aquilino, Instituto de Pesquisas Tecnológicas

Físico, formado pela Pontifícia Universidade Católica de São Paulo - PUC-SP. Mestre na área de tecnologia na construção de edifícios e Campos Eletromagnéticos, pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo - IPT. Atualmente Pesquisador II do IPT vinculado ao Laboratório de Conforto Ambiental.

References

AMERICAN SOCIETY OF HEATING, REFRIGERATING, AND AIR CONDITIONING ENGINEERS (ASHRAE). ANSI/ASHRAE Standard 55: Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy. Atlanta: ASHRAE, 2023.

BRASIL. Ministério do Trabalho e Emprego. NR 15: Atividades e operações insalubres. Brasília, DF: Ministério do Trabalho e Emprego, 2022a.

BRASIL. Ministério do Trabalho e Emprego. NR 17: Ergonomia. Brasília, DF: Ministério do Trabalho e Emprego, 2022b.

BRASIL, Rene Porfirio Camponez do. Utilização de exaustores eólicos no controle da temperatura e da ventilação em ambiente protegido. Tese (Doutorado) - Universidade de São Paulo. Piracicaba, 2004. DOI: https://doi.org/10.11606/T.11.2004.tde-25042005-170200

CAMARGOS, Bruno Henrique Lourenço et al. Medidas atenuantes à exposição ocupacional acima do limite de IBUTG em galpões industriais. PARC Pesq. em Arquit. e Constr., Campinas: Unicamp, v. 15, jan. 2024, p. e024002. DOI: https://doi.org/10.20396/parc.v15i00.8672111

DIADEMA (Município). Lei Complementar N° 59, de 23 de agosto de 1996. Diadema: Câmara Municipal, [1996]. Disponível em: https://www.cmdiadema.sp.gov.br/legislacao/leis_integra.php?chave=10046419. Acesso em: 27 mar. 2025.

Exaustão Ambiental Arujá. 2025. Disponível em: https://aeracaoambiental.com.br/cuidados-na-instalacao-de-um-exaustor-eolico/. Acesso em 15 abr. 2025.

NATIONAL INSTITUTE OF STANDARDS AND TECHNOLOGY (NIST). Fire Dynamics Simulator User’s Guide. NIST Special Publication 1019. Gaithersburg: NIST, 2024, 524 p. http://dx.doi.org/10.6028/NIST.SP.1019

PU, Jing; YUAN, Yanping; JIANG, Fujian; ZHENG, Kaijie; ZHAO, Kaiming. “Buoyancy-driven natural ventilation characteristics of thermal corridors in industrial buildings”. Journal of Building Engineering, v. 50, 2022, p. 104107. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.104107

SUZUKI, Eliane Hayashi. Processo de tomada de decisão para otimização em conforto térmico e eficiência energética integrando janelas inteligentes e ventilação híbrida nos climas subtropical e tropical. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo. São Paulo, 2022.

U.S. GREEN BUILDING COUNCIL. LEED v4.1 Building Design and Construction: Getting started guide for beta participants. USGBC, 2023.

Ventcenter. Exaustor Eólico. 2018. Disponível em: https://www.ventcenter.com.br/exaustor-eolico.php. Acesso em: 15 Abr. 2025.

Published

2025-08-16

How to Cite

SUZUKI, Eliane Hayashi; VITTORINO, Fulvio; AQUILINO, Marcelo de Mello. Study of the impact of exhaust through the roof of industrial warehouses on thermal comfort using computational fluid dynamics. In: ENCONTRO NACIONAL DE CONFORTO NO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 18., 2025. Anais [...]. [S. l.], 2025. DOI: 10.46421/encacelacac.v18i1.7235. Disponível em: https://eventos.antac.org.br/index.php/encac/article/view/7235. Acesso em: 3 may. 2026.

Issue

Section

3. Conforto Térmico