O objetivo das diretrizes (Blomsterberg, 2000 ) [Ref 6] é orientar os profissionais (principalmente projetistas de HVAC e gerentes de edifícios, mas também clientes e usuários de edifícios) sobre como criar sistemas de ventilação com bom desempenho aplicando sistemas convencionais e inovadores tecnologias.As diretrizes são aplicáveis a sistemas de ventilação em edifícios residenciais e comerciais e durante todo o ciclo de vida de um edifício, ou seja, projeto, construção, comissionamento, operação, manutenção e desconstrução.
Os seguintes pré-requisitos são necessários para um projeto baseado em desempenho de sistemas de ventilação:
- As especificações de desempenho (relativas à qualidade do ar interno, conforto térmico, eficiência energética, etc.) foram especificadas para o sistema a ser projetado.
- Uma perspectiva de ciclo de vida é aplicada.
- O sistema de ventilação é considerado parte integrante do edifício.
O objetivo é projetar um sistema de ventilação que atenda às especificações de desempenho específicas do projeto (consulte o capítulo 7.1), aplicando tecnologias convencionais e inovadoras.O projeto do sistema de ventilação deve ser coordenado com o trabalho de projeto do arquiteto, do engenheiro estrutural, do engenheiro elétrico e do projetista do sistema de aquecimento/resfriamento. executa bem.Por último e não menos importante, o administrador do edifício deve ser consultado quanto aos seus desejos especiais.Ele será responsável pela operação do sistema de ventilação por muitos anos.O projetista, portanto, deve determinar certos fatores (propriedades) para o sistema de ventilação, de acordo com as especificações de desempenho.Esses fatores (propriedades) devem ser escolhidos de forma que o sistema geral tenha o menor custo de ciclo de vida para o nível de qualidade especificado.Uma otimização econômica deve ser realizada levando em consideração:
- Custos de investimento
- Custos operacionais (energia)
- Custos de manutenção (troca de filtros, limpeza de dutos, limpeza de terminais de ar, etc.)
Alguns dos fatores (propriedades) abrangem áreas em que os requisitos de desempenho devem ser introduzidos ou tornados mais rigorosos em um futuro próximo.Esses fatores são:
- Design com uma perspectiva de ciclo de vida
- Projeto para uso eficiente de eletricidade
- Design para baixos níveis de som
- Projeto para uso do sistema de gerenciamento de energia do edifício
- Projeto para operação e manutenção
Design com um ciclo de vida perspectiva
Os edifícios devem ser sustentáveis, ou seja, um edifício deve, durante a sua vida útil, ter o menor impacto possível no meio ambiente.Os responsáveis por isso são várias categorias diferentes de pessoas, por exemplo, projetistas, gerentes de construção.Os produtos devem ser julgados de uma perspectiva de ciclo de vida, onde deve ser dada atenção a todos os impactos no meio ambiente durante todo o ciclo de vida.Em um estágio inicial, o projetista, o comprador e o empreiteiro podem fazer escolhas ecologicamente corretas.Um edifício consiste em vários componentes diferentes com diferentes períodos de vida.Neste contexto, a manutenibilidade e a flexibilidade devem ser levadas em consideração, ou seja, o uso de, por exemplo, um edifício de escritórios pode mudar várias vezes durante o período de vida do edifício.A escolha do sistema de ventilação geralmente é fortemente influenciada pelos custos, ou seja, geralmente os custos de investimento e não os custos do ciclo de vida.Isso geralmente significa um sistema de ventilação que apenas atende aos requisitos do código de construção com os custos de investimento mais baixos.O custo operacional de, por exemplo, um ventilador pode ser de 90% do custo do ciclo de vida.Fatores importantes relevantes para as perspectivas do ciclo de vida são:
Vida útil.
- Impacto ambiental.
- Alterações no sistema de ventilação.
- Análise de custos.
Um método direto usado para a análise do custo do ciclo de vida é calcular o valor presente líquido.O método combina investimento, energia, manutenção e custo ambiental durante parte ou toda a fase operacional do edifício.O custo anual de energia, manutenção e meio ambiente é recalculado como um custo atual, hoje (Nilson 2000) [Ref 36].Com este procedimento diferentes sistemas podem ser comparados.O impacto ambiental nos custos é geralmente muito difícil de determinar e, portanto, muitas vezes é deixado de lado.O impacto ambiental é, em certa medida, tido em conta ao incluir a energia.Frequentemente os cálculos de LCC são feitos para otimizar o uso de energia durante o período de operação.A parte principal do uso de energia do ciclo de vida de um edifício ocorre durante esse período, ou seja, aquecimento/resfriamento de ambientes, ventilação, produção de água quente, eletricidade e iluminação (Adalberth 1999) [Ref 25].Assumindo que a vida útil de um edifício seja de 50 anos, o período operacional pode representar de 80 a 85% do uso total de energia.Os 15 – 20% restantes são para a fabricação e transporte dos materiais de construção e construção.
Projeto para uso eficiente de eletricidade para ventilação
O uso de eletricidade de um sistema de ventilação é determinado principalmente pelos seguintes fatores: • Quedas de pressão e condições de fluxo de ar no sistema de dutos
• Eficiência do ventilador
• Técnica de controle para o fluxo de ar
• Ajustamento
Para aumentar a eficiência do uso da eletricidade, as seguintes medidas são interessantes:
- Otimize o layout geral do sistema de ventilação, por exemplo, minimize o número de curvas, difusores, mudanças de seção transversal, peças em T.
- Mude para um ventilador com maior eficiência (por exemplo, acionado diretamente em vez de acionado por correia, motor mais eficiente, pás curvadas para trás em vez de curvadas para frente).
- Reduza a queda de pressão na conexão ventilador – dutos (entrada e saída do ventilador).
- Diminua a queda de pressão no sistema de dutos, por exemplo, em curvas, difusores, mudanças de seção transversal, peças em T.
- Instale uma técnica mais eficiente de controle do fluxo de ar (controle de frequência ou ângulo das pás do ventilador em vez de controle de tensão, damper ou palheta guia).
De importância para o uso geral de eletricidade para ventilação é, obviamente, também a estanqueidade do duto, as taxas de fluxo de ar e os tempos de operação.
Para mostrar a diferença entre um sistema com quedas de pressão muito baixas e um sistema com a prática atual, um “sistema eficiente”, SFP (potência específica do ventilador) = 1 kW/m³/s, foi comparado com um “sistema normal ”, SFP = entre 5,5 – 13 kW/m³/s (verTabela 9).Um sistema muito eficiente pode ter um valor de 0,5 (consulte o capítulo 6.3.5 ).
| Queda de pressão, Pa | ||
| Componente | Eficiente | Atual prática |
| Lado de fornecimento de ar | ||
| Sistema de dutos | 100 | 150 |
| atenuador de som | 0 | 60 |
| Bobina de aquecimento | 40 | 100 |
| Trocador de calor | 100 | 250 |
| Filtro | 50 | 250 |
| Terminal aéreo dispositivo | 30 | 50 |
| Entrada de ar | 25 | 70 |
| Efeitos do sistema | 0 | 100 |
| Lado do ar de exaustão | ||
| Sistema de dutos | 100 | 150 |
| atenuador de som | 0 | 100 |
| Trocador de calor | 100 | 200 |
| Filtro | 50 | 250 |
| Terminal aéreo dispositivos | 20 | 70 |
| Efeitos do sistema | 30 | 100 |
| Soma | 645 | 1950 |
| Ventilador total presumido eficiência, % | 62 | 15 – 35 |
| Ventilador específico potência, kW/m³/s | 1 | 5,5 - 13 |
Tabela 9: Quedas de pressão calculadas e SFP valores para um “sistema eficiente” e uma “corrente sistema".
Design para baixos níveis de som
Um ponto de partida ao projetar para baixos níveis de ruído é projetar para baixos níveis de pressão.Desta forma, pode-se escolher um ventilador operando em baixa frequência rotacional.Baixas quedas de pressão podem ser alcançadas pelos seguintes meios:
- Baixa velocidade do ar, ou seja, grandes dimensões do duto
- Minimize o número de componentes com quedas de pressão, por exemplo, mudanças na orientação ou tamanho do duto, amortecedores.
- Minimize a queda de pressão nos componentes necessários
- Boas condições de fluxo nas entradas e saídas de ar
As seguintes técnicas para controlar os fluxos de ar são adequadas, levando em consideração o som:
- Controle da frequência de rotação do motor
- Alteração do ângulo das pás dos ventiladores axiais
- O tipo e a montagem do ventilador também são importantes para o nível de som.
Se o sistema de ventilação assim projetado não atender aos requisitos de som, provavelmente atenuadores de som deverão ser incluídos no projeto.Não se esqueça que o ruído pode entrar através do sistema de ventilação, por exemplo, o ruído do vento através das saídas de ar externas.
7.3.4 Projeto para uso do BMS
O sistema de gestão predial (BMS) de um edifício e as rotinas de acompanhamento de medições e alarmes determinam as possibilidades de obter um bom funcionamento do sistema de aquecimento/arrefecimento e ventilação.Uma operação ótima do sistema HVAC exige que os subprocessos possam ser monitorados separadamente.Esta também é frequentemente a única abordagem para descobrir pequenas discrepâncias em um sistema que por si só não aumentam o uso de energia o suficiente para ativar um alarme de uso de energia (por níveis máximos ou procedimentos de acompanhamento).Um exemplo são os problemas com um motor de ventilador, que não reflete no consumo total de energia elétrica para o funcionamento de uma edificação.
Isso não significa que todos os sistemas de ventilação devam ser monitorados por um BMS.Para todos, exceto os sistemas menores e mais simples, o BMS deve ser considerado.Para um sistema de ventilação muito complexo e grande, provavelmente é necessário um BMS.
O nível de sofisticação de um BMS deve estar de acordo com o nível de conhecimento da equipe operacional.A melhor abordagem é compilar especificações de desempenho detalhadas para o BMS.
7.3.5 Projeto para operação e manutenção
Para permitir a operação e manutenção apropriadas, instruções apropriadas de operação e manutenção devem ser escritas.Para que estas instruções sejam úteis, certos critérios devem ser cumpridos durante o projeto do sistema de ventilação:
- Os sistemas técnicos e seus componentes devem ser acessíveis para manutenção, troca, etc. As salas de ventilação devem ser suficientemente grandes e dotadas de boa iluminação.Os componentes individuais (ventiladores, registos, etc.) do sistema de ventilação devem ser facilmente acessíveis.
- Os sistemas devem ser marcados com informações sobre o meio em tubos e dutos, direção do fluxo, etc. • O ponto de teste para parâmetros importantes deve ser incluído
As instruções de operação e manutenção devem ser preparadas durante a fase de projeto e finalizadas durante a fase de construção.
Veja discussões, estatísticas e perfis de autor para esta publicação em: https://www.researchgate.net/publication/313573886
Rumo a um melhor desempenho dos sistemas de ventilação mecânica
Autores, incluindo: Peter Wouters, Pierre Barles, Christophe Delmotte, Åke Blomsterberg
Alguns dos autores desta publicação também estão trabalhando nos seguintes projetos relacionados:
Estanqueidade dos edifícios
CLIMATIZAÇÃO PASSIVA: FCT PTDC/ENR/73657/2006
Horário da postagem: 06 de novembro de 2021