Pressão do vento sobre os edifícios

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Normas em vigor para o cálculo das pressões devidas ao impacto do vento nas fachadas

A Eolios é especializada em estudos aeroeléctricos de grande escala.
Esta experiência permite-nos fornecer-lhe uma análise aprofundada das acções do vento natural e fornecer-lhe orientações para a conceção de edifícios e estruturas de engenharia civil.

Recorremos ao Anexo Nacional NF EN 1991-1-4 (Eurocódigo 1) para simular e calcular as pressões do vento no edifício, com uma velocidade do vento de referência correspondente a uma probabilidade anual de excedência igual a 0,02 (evento com um período de retorno igual a 50 anos, ou seja, W50).

Ao calcular a pressão sobre uma fachada, é necessário ter em conta um grande número de parâmetros.
A velocidade do vento parece óbvia, mas é definida com precisão na norma.
Outros valores mais técnicos também são importantes, como o coeficiente de redução da direção. Por convenção, esta direção é identificada pelo ângulo que forma com o Norte, aumentando no sentido dos ponteiros do relógio de 0° a 360°.
As velocidades do vento são assim moduladas de acordo com certos coeficientes predefinidos.
Para as instalações temporárias (tendas, etc.), a estação C pode ser utilizada para modular os coeficientes de vento em função dos meses de utilização da instalação.

Identificação do vento regulamentar (classe), critérios de rugosidade do local e dados de entrada da simulação.

Definição Velocidade básica Vb
Correção do Cdir
Definição C0
Definição Cseason
Definição do coeficiente de rugosidade
Definição de outros coeficientes
Modelação do vento à entrada do domínio
Síntese de entrada

Outros valores são essenciais neste tipo de estudo, sendo o coeficiente de rugosidade do terreno um bom exemplo.
Este parâmetro varia em função da natureza do sítio.
A rugosidade necessária para os cálculos corresponde à taxa de urbanização circundante.
O vento não se comporta da mesma maneira num terreno totalmente aberto e num terreno densamente urbanizado.
Os valores de referência são definidos em várias classes. Existem 5 classes diferentes, consoante estejas no mar, em campo aberto, no campo com habitações dispersas, numa zona urbanizada ou industrial e, finalmente, numa zona densamente urbanizada.

A definição precisa dos parâmetros de entrada do Eurocódigo garante que o cálculo está em conformidade com as leis em vigor para este tipo de estudo.

O vídeo seguinte apresenta um projeto de CFD ligado à modelação da distribuição do ar numa cidade e ao impacto que o ar pode ter nas fachadas. Este projeto abrange uma série de aplicações centradas na evolução do fluxo de ar ao longo do tempo, permitindo-nos quantificar a evolução das pressões, bem como a evolução dos fluxos de ar na cidade.
O principal objetivo de muitas destas análises é o impacto do vento sobre as estruturas, a fim de validar o dimensionamento e verificar senão ocorrem efeitos indesejáveis no futuro.

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Cálculo CFD dos coeficientes de pressão do vento

Cada parede de um edifício está exposta ao vento de ambos os lados (exterior e interior).
A pressão exercida pelo vento sobre o edifício é atenuada ou amplificada em função da extensão da superfície que recebe o vento, das aberturas e do seu impacto sobre as faces (sobrepressão ou subpressão).
Para qualquer estrutura, é aconselhável determinar os dois efeitos: pressão externa e pressão interna.

Porque é que o CFD é necessário para estudar o impacto do vento nas fachadas?

A utilização de CFD está a tornar-se cada vez mais comum neste tipo de estudo.
Durante as várias fases de projeto, pode acontecer que os elementos externos não sejam tidos em conta.

Um erro ou um parâmetro que não seja tido em conta pode ter consequências devastadoras depois de o edifício ter sido construído.
Toma o exemplo do acidente ocorrido em 18 de fevereiro de 2022, o colapso de parte da cobertura da O2 Arena em Londres.
Este acidente ocorreu porque as equipas de projeto não tiveram em conta a possibilidade de um forte efeito Venturi poder provocar o colapso da cobertura. entre as duas torres vizinhas. A modelização CFD teria verificado a conceção e evidenciado este fenómeno.

Atualmente, a simulação fornece uma resposta rápida e de baixo custo a este tipo de desafio.
O CFD permite-lhe proteger os seus projectos e limitar a ocorrência de problemas durante o funcionamento.