Existem poucas bibliografias que tratam do desempenho térmico de edificações ventiladas naturalmente através de simulação computacional, ao contrário de edifícios condicionados artificialmente que existe uma gama de publicações. Este tema é importante para países em desenvolvimento que possuem clima quente e úmido. No Brasil grande parte das edificações residenciais são condicionadas naturalmente, ou seja, não possuem sistema de condicionamento artificial.
Segundo Gratia et al. (2004), muitas edificações podem assegurar bons níveis de conforto ao seus usuários, através da ventilação natural. Também para Lamberts et al. (2004), a arquitetura residencial tem certamente o maior potencial de utilização de recursos naturais de condicionamento e iluminação.
Liping e Hien (2007) investigaram o impacto das estratégias de ventilação e da fachada no desempenho térmico de edifícios residenciais, ventilados naturalmente. O estudo investigou quatro estratégias de ventilação com diferentes combinações de materiais dos componentes do envelope, sombreamento e áreas de janela, que foram simulados no programa Thermal Analysis Software (TAS). Foram testados 14 tipos de paredes, com diferentes valores de condutividade, inércia térmica e quatro estratégias de ventilação (constante, não ventilado, diurna e noturna). A estratégia de ventilação constante foi a que apresentou menor número de horas de desconforto. Os resultados indicaram que os componentes do envelope não isolados e com inércia térmica são escolhas ideais para edificações ventiladas naturalmente, em climas quentes e úmidos.
Cheng e Givoni (2005) mencionam que as edificações residenciais têm grande potencial em utilizar o efeito da massa térmica nas estações quentes. Porém, o autor alerta que o resultado do efeito vai depender das circunstâncias do modo de operação e padrão de ocupação. Os critérios de escolha das propriedades térmicas dos
componentes da fachada devem levar em conta os usos e hábitos de ocupação.
No Brasil, nos últimos anos vem aumentando as pesquisas referente à ventilação natural. Pode-se citar os estudos realizados por Toledo et al. (2004), que, através da analogia de escoamento da água, estudou o efeito natural pela ação do vento nas edificações, utilizando um aparato experimental denominado mesa da água. Também, Bitencourt et al. (2003), Peixoto e Bitencourt (2003), Wallauer e Beyer (2003), Matos (2007), Pereira e Ghisi (2009) e Roriz et al. (2009) utilizaram a simulação computacional em seus estudos. Os dois primeiros realizaram simulações através do programa de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD). Os demais, através de programas de modelos de rede, exceto o último autor que realizou simulação através de uma taxa constante de ventilação.
Bitencourt et al. (2003) investigaram o potencial do uso de captadores de vento em uma sala de aula típica, caracterizada por uma edificação com salas de aula em ambos os lados com um corredor central. As simulações foram realizadas através do programa PHOENICS para a incidência dominante na região da cidade de Maceió, AL. Os resultados apresentaram uma melhora significativa na uniformização e na intensidade do fluxo de ar nos espaços internos. Salienta-se que as simulações foram realizadas para uma condição constante da direção, frequência e velocidade do vento.
Também Peixoto e Bitencourt (2003) analisaram o comportamento da ventilação natural em salas de aula da Universidade Federal de Alagoas. Compararam duas edificações distintas que, a partir dos resultados, foram elaboradas propostas para intervenção nas edificações, pois uma das edificações foi construída sem considerar as características climáticas locais.
Matos (2007) realizou a pesquisa simulando a ventilação natural de um modelo de residência unifamiliar, a fim de analisar o desempenho térmico da edificação frente a diferentes configurações de envelope. O estudo foi realizado para o clima da cidade de Florianópolis, SC, com modelagem de diferentes áreas de abertura de ventilação e iluminação, sombreamento de aberturas, orientação da edificação, estratégias de ventilação, transmitâncias das paredes e coberturas e diferentes valores de absortâncias dos componentes do envelope. Os resultados das simulações foram analisados através de
graus-hora de desconforto para resfriamento e aquecimento, definiu uma temperatura de base para o cálculo. Os resultados indicaram que a melhor área de abertura de ventilação foi de 15% da área do piso; que o sombreamento das janelas durante o verão é uma alternativa eficaz para redução das temperaturas internas; que as transmitâncias altas da envoltória apresentaram maior influência no desconforto por frio e calor, no dormitório e na sala.
Pereira e Ghisi (2009) investigaram a influência das propriedades térmicas do envelope no desempenho térmico de edificações residenciais unifamiliares ocupadas e ventiladas naturalmente, para a cidade de Florianópolis, SC, através de simulação computacional, utilizando o programa EnergyPlus. O estudo partiu de um modelo de referência para o qual foram realizadas variações nos materiais do envelope, no padrão de ocupação e no padrão de ventilação. Os resultados foram analisados através de horas de desconforto, utilizando o programa Analysis Bio, no qual foram inseridos os valores horários de temperaturas do ar e da umidade relativa dos ambientes analisados, verificando a porcentagem de horas de desconforto dos casos. Com a quantificação das horas de desconforto realizaram análises de correlação com as propriedades térmicas dos componentes da envoltória. Os modelos com e sem ventilação e ocupação, para todos os tipos de envelope, apresentaram um aumento nas horas de desconforto por calor com a introdução da ventilação e ocupação. Os resultados mostraram que existe uma influência do envelope sobre o desempenho térmico da edificação ocupada e ventilada naturalmente. Os casos que apresentaram menores horas de desconforto foram os que possuíam maiores valores de capacidade e atraso térmico.
Roriz et al. (2009) analisaram o efeito da resistência térmica de paredes externas sobre o conforto para um ambiente de escritório ventilado naturalmente. O estudo analisou três tipos de paredes de concreto com 10cm de espessura, mas com diferentes condutividades e três diferentes taxas de ventilação. Realizaram simulações para nove cidades e os resultados foram analisados através da quantidade de graus-hora, com temperatura de base definida pela ASHRAE 55-2004. Os resultados mostraram que, para oito dos nove climas analisados o desconforto acumulado em um ano apresentou-se diretamente proporcional às resistências térmicas das fachadas, ou seja, as resistências mais altas provocaram mais desconforto e vice-versa.
Somente no clima de Curitiba, PR, não apresentou a mesma tendência dos demais. Com as taxas de renovações fixas, os fatores variáveis da ventilação natural são desconsiderados, como a direção, a velocidade e a frequência dos ventos.
Os estudos de desempenho térmico de ambientes ventilados naturalmente vêm crescendo nos últimos anos. Porém ainda timidamente, mas com a tendência mundial de redução do consumo de energia das edificações deve-se incentivar mais pesquisas nesta área.