Análise da ventilação natural no Hospital Escola de São Carlos por meio de simulações CFD
DOI:
https://doi.org/10.46421/entac.v19i1.2108Palavras-chave:
Hospital Escola de São Carlos, Ventilação natural, Simulações CFD, Conforto térmico, Qualidade do ar internoResumo
Atualmente, a COVID-19 nos instiga a refletir sobre a ventilação natural e a qualidade do ar nos ambientes construídos, principalmente em ambientes hospitalares. Assim, o objetivo desse trabalho é analisar o desempenho da ventilação natural no Hospital Escola de São Carlos. Como método, adotou-se a simulação por Dinâmica dos Fluidos Computacionais. São apresentados resultados de ordem quantitativa e qualitativa que indicaram que o sistema de ventilação adotado no projeto proporciona níveis de ventilação natural satisfatórios para os usuários. Além disso, a troca do ar acontece constantemente, aumentando a qualidade do ar interno e potencialmente diminuindo a transmissão de patógenos aéreos.
Referências
ABUHEGAZY, M.; TALAAT, K.; ANDEROGLU, O.; POROSEVA, S. V. Numerical investigation of aerosol transport in a classroom with relevance to COVID-19. Physics of Fluids, v. 32, n. 10, p. 103311, 2020. DOI: <https://doi.org/10.1063/5.0029118>.
ANDRADE, N. C. Estudo da Ventilação Natural em Edificações Com Captadores de Vento Multidirecionais Por Meio de Ensaios em Túnel de Vento e Simulações Computacionais. Campinas, 2013. Tese (Doutorado em Arquitetura, Tecnologia e Cidade) – Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2013.
Ansys® Academic Research Mechanical, Release 2022 R1.
AutoCAD®. Autodesk®, 2018.
BITTENCOURT, Leonardo; CÂNDIDO, Christhina. Introdução à ventilação natural. Edufal, 2008.
BUONANNO, G.; MORAWSKA, L.; STABILE, L. Quantitative assessment of the risk of airborne transmission of SARS-CoV-2 infection: prospective and retrospective applications. Environment international, v. 145, p. 106112, 2020. DOI: <https://doi.org/10.1016/j.envint.2020.106112>.
CALAUTIT, J. K.; HUGHES, B. R. Wind tunnel and CFD study of the natural ventilation performance of a commercial multidirectional wind tower. Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics 2014; 125: 189-194.
CANADIAN COMMITTEE ON INDOOR AIR QUALITY. Addressing COVID-19 in buildings: Module 15. Disponível em: <https://iaqresource.ca/wp-content/uploads/2020/09/CCIAQB-Module15-Eng.pdf>. Acesso em: 23 de maio de 2022.
CÂNDIDO, C.; DEAR, R. J. de; LAMBERTS, R.; BITTENCOURT, L. Air movement acceptability limits and thermal comfort in Brazil’s hot humid climate zone. Building and environment, v. 45, p. 222-229. 2010.
CORREIA, G.; RODRIGUES, L.; DA SILVA, M. G.; GONÇALVES, T. Airborne route and bad use of ventilation systems as non-negligible factors in SARS-CoV-2 transmission. Medical hypotheses, v. 141, n. 109781, 2020. DOI: <https://doi.org/10.1016/j.mehy.2020.109781>.
COSTA, F. J. de M. Ventilação e Prescrições Urbanísticas: uma aplicação simulada no bairro de Petrópolis em Natal/RN. Natal, 2001. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) – Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2001.
CÓSTOLA, D. Ventilação Por Ação do Vento no Edifício: procedimentos para quantificação. São Paulo, 2006. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo, Tecnologia da Arquitetura) – Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006.
DE QUADROS, B. M.; MIZGIER, M. O. O impacto de Brises na Ventilação Natural: Avaliação Integrada em uma Enfermaria em Florianópolis (SC). Paranoá: cadernos de arquitetura e urbanismo, v. 19, n. 19, 11. 2017.
EUROPEAN CENTRE FOR DISEASE PREVENTION AND CONTROL. Heating, ventilation and air-conditioning systems in the context of COVID-19. Stockholm: ECDC; 2020. Disponível em: <https://www.ecdc.europa.eu/sites/default/files/documents/Heating-ventilation-air-conditioning-systems-in-the-context-of-COVID-19-first-update.pdf>. Acesso em: 23 de maio de 2022.
GIVONI, B. Man, climate and architecture. London: Applied Science Publishers, 1976.
HARGREAVES, D. M.; MORVAN, H. P.; WRIGHT, N. G. Validation of the volume of fluid method for free surface calculation: the broad-crested weir. Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics 2014; 1 (2): 136-146.
HARRIES, A. Notas de aula. In: Workshop: CFX – FAU/USP. São Paulo, 2005.
INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA. Arquivos climáticos de São Carlos. Disponível em: <https://labeee.ufsc.br/downloads/arquivos-climaticos/inmet2016>. Acesso em: 23 de maio de 2022.
KONG, X.; GUO, C; LIN, Z.; DUAN, S.; HE, J.; REN, Y.; REN, J. Experimental study on the control effect of different ventilation systems on fine particles in a simulated hospital ward. Sustainable Cities and Society, v. 73, n. 103102, 2021. DOI: <https://doi.org/10.1016/j.scs.2021.103102>.
LEITE, R. V. Fortaleza, Terra do Vento: a influência da mudança nos padrões de ocupação do solo sobre a ventilação natural em cidade de clima tropical úmido. São Paulo, 2010. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo, Tecnologia da Arquitetura) – Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2010.
LIMA, J. F. Arquitetura: uma experiência na área da saúde / João Filgueiras Lima – São Paulo: Romano Guerra Editora, 2012. 336 p.
LUKIANTCHUKI, M. A. A evolução das estratégias de conforto térmico e ventilação natural na obra de João Filgueiras Lima, Lelé: Hospitais Sarah de Salvador e do Rio de Janeiro. Dissertação (Mestrado) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. São Carlos, 2010.
LUKIANTCHUKI, Marieli Azoia. Sheds extratores e captadores de ar para indução da ventilação natural em edificações. 2015. Tese (Doutorado em Arquitetura, Urbanismo e Tecnologia) - Instituto de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2015. DOI: 10.11606/T.102.2015.de-07082015-180544.
MEGAHED, N. A.; GHONEIM, E. M. Indoor Air Quality: Rethinking rules of buildin design strategies post-pandemic architecture. Environmental Research, v. 193, 2021, n. 110471. DOI: <https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.110471>.
MELIKOV, A. K. COVID-19: Reduction of airborne transmission needs paradigm shift in ventilation. Building and environment, v. 186, p. 107336, 2020. DOI: <10.1016/j.buildenv.2020.107336>.
MILLER, S.L.; NAZAROFF, W. W.; JIMENEZ, J. L.; BOERSTRA, A.; BUONANNO, G.; DANCER, S. J.; KURNITSKI, J.; MARR, L. C.; MORAWSKA, L.; NOAKES, C. Transmission of SARS‐CoV‐2 by inhalation of respiratory aerosol in the Skagit Valley Chorale superspreading event. Indoor air, v. 31, n. 2, p. 314-323, 2020. DOI: <https://doi.org/10.1111/ina.12751>.
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO. Guia de retorno das Atividades Presenciais na Educação Básica. Página 16. Disponível em: <https://www.gov.br/mec/pt-br/assuntos/GuiaderetornodasAtividadesPresenciaisnaEducaoBsica.pdf>. Acesso em: 23 de maio de 2022.
MONTERO, J. I. P. Ventilação e Iluminação Naturais na Obra de João Filgueiras Lima, Lelé. Estudo dos Hospitais da Rede Sarah Kubitschek Fortaleza e Rio de Janeiro. Dissertação (Mestrado) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. São Carlos, 2006.
MORAWSKA, L.; MILTON, D. K. Reply to Chagla et al and Thomas. Clinical Infectious Diseases, v. 73, i. 11, 2021, p. 3983-3984. DOI: <https://doi.org/10.1093/cid/ciaa1121>.
PEREIRA, D. V.; FABRÍCIO, M. M. Applying precasting and mass customization in the hospital escola municipal de São Carlos. ZEMCH2014 International Conference, 2014, Londrina - Brazil.
PRATA-SHIMOMURA, A. R. Impacto da Altura de Edifícios nas Condições de Ventilação Natural do Meio Urbano. São Paulo, 2005. Tese (Doutorado em Arquitetura e Urbanismo, Tecnologia da Arquitetura) – Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2005.
PRATHER, K. A.; MARR, L. C.; SCHOOLEY, R. T.; MCDIARMID, M. A.; WILSON, M. E.; MILTON, D. K. Airborne transmission of SARS-CoV-2. Science, v. 370, n. 6514, p. 303-304, 2020. DOI: <10.1126/science.abf0521>.
SARAH. A Rede Sarah. Disponível em: <https://www.sarah.br/a-rede-sarah/>. Acesso em: 23 de maio de 2022.
SCHOOLS FOR HEALTH. JONES, E.; YOUNG, A.; CLEVENGER, K.; SALIMIFARD, P.; WU, E.; LUNA, M. L.; LAHVIS, M.; LANG, J.; BLISS, M.; AZIMI, P.; CEDENO-LAURENT, J.; WILSON, C.; ALLEN, J. Healthy Schools: Risk Reduction Strategies for Reopening Schools. Harvard T.H. Chan School of Public Health Healthy Buildings program. June, 2020. Disponível em: <https://schools.forhealth.org/wp-content/uploads/sites/19/2020/06/Harvard-Healthy-Buildings-Program-Schools-For-Health-Reopening-Covid19-June2020.pdf>. Acesso em: 23 de maio de 2022.
SUN, C.; ZHAI, Z. The efficacy of social distance and ventilation effectiveness in preventing COVID-19 transmission. Sustainable Cities and Society, v. 62, n. 102390, 2020. DOI: <https://doi.org/10.1016/j.scs.2020.102390>.
TELLIER, R.; LI, Y.; COWLING, B.J.; TANG, J. W. Recognition of aerosol transmission of infectious agents: a commentary. BMC infectious diseases, v. 19, n. 1, p. 1-9, 2019. DOI: <https://doi.org/10.1186/s12879-019-3707-y>.
TOLEDO, Luiz Carlos. Arquitetura hospitalar. Ideias para combater a Covid-19 e as ameaças futuras. Drops, São Paulo, ano 20, n. 153.06, Vitruvius, jun. 2020. Disponível em: <https://vitruvius.com.br/revistas/read/drops/20.153/7793>. Acesso em: 23 de maio de 2022.
UNICEF. Precauções na sala de aula durante a pandemia de Covid-19: Dicas para proteger educadores, educadoras e estudantes. Disponível em: <https://www.unicef.org/brazil/precaucoes-na-sala-de-aula-durante-pandemia-de-covid-19>. Acesso em: 23 de maio de 2022.
WANG, J.; HUANG, J.; FENG, Z.; CAO, S. J.; HAGHIGHAT, F. Occupant-density-detection based energy efficient ventilation system: Prevention of infection transmission. Energy and Buildings, v. 240, n. 110883, 2021. DOI: <https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.110883>.
WHO. World Health Organization. Coronavirus disease (COVID-19). Disponível em: <https://www.who.int/health-topics/coronavirus#tab=tab_1>. Acesso em: 21 de fevereiro de 2022.
ZEMOURI, C.; AWAD, S. F.; VOLGENANT, C. M. C.; CRIELAARD, W.; LAHEIJ, A. M. G. A.; DE SOET, J. J. Modeling of the transmission of coronaviruses, measles virus, influenza virus, Mycobacterium tuberculosis, and Legionella pneumophila in dental clinics. Journal of dental research, v. 99, n. 10, p. 1192-1198, 2020. DOI: <10.1177/0022034520940288>.