cálculo renovação do ar

25 julho 2022
Maria Augusta Priori
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Cálculo de dutos de ventilação: conceitos básicos e métodos

Os Dutos de ventilação, utilizados em sistemas de tipo industrial e em edifícios, destinam-se a conduzir o ar de exaustão ou ventilação para o interior do edifício. Em seu cálculo e projeto deve-se atentar tanto para garantir a adequada contribuição de vazão, quanto para outros critérios (minimizar o consumo de energia nos ventiladores ou minimizar ruídos que possam causar transtornos aos usuários).

Os métodos de cálculo de dutos são diversos e diferem fundamentalmente nas suposições que usam e se podem ser considerados métodos exatos ou aproximados. À medida que um método de cálculo de dutos se torna mais exato, sua dificuldade de cálculo e aplicação aumenta. Deve-se sempre escolher o método de dimensionamento que garanta um bom cálculo sem exceder os recursos necessários.

As redes de dutos de ar podem ser classificadas, fundamentalmente, de acordo com a pressão e velocidade dos dutos. Dependendo da velocidade do ar, existem os seguintes tipos:

– Dutos de baixa velocidade (<12 m/s, entre 6 e 12 m/s).

– Dutos de alta velocidade (>12 m/s).

Para projetar um duto, devem ser levados em conta os três fundamentos básicos que influenciam o projeto e o objetivo almejado. A rede de condutas deve ser concebida de forma a que um determinado fluxo de ar seja conduzido a todos os pontos de impulsão ou de extração onde seja necessário. Os três conceitos fundamentais que influenciam esse aspecto são:

– Propriedades do ar: Eles são dependentes da temperatura e da pressão, e as propriedades básicas usadas no projeto do duto são viscosidade e densidade.

– Diâmetro equivalente do duto: As condutas utilizadas podem ter diferentes secções, sendo as mais comuns as retangulares ou circulares. A maioria dos métodos de cálculo são baseados em dutos circulares. O diâmetro equivalente é utilizado para calcular o duto, com secção circular, equivalente ao estudado.

– Perdas de carga: No duto, o fluído sofre uma perda de pressão devido ao atrito, também chamada de perda de carga. Essas perdas de carga são divididas em perdas no duto e perdas em singularidades, como cotovelos, mudanças de secção ou acessórios.

Métodos de cálculo mais comuns

Os métodos de cálculo mais comuns para calcular os dutos de ventilação são quatro:

– Método de redução de velocidade;

– Método de perda de carga constante;

– Método de recuperação estática;

– Método de velocidade constante.

Os mais utilizados são o método de perda de carga constante e o método de recuperação estática.

O método de redução de velocidade não é frequentemente usado, pois muitos cálculos são necessários para resolver o problema com precisão razoável.

O método de velocidade constante é utilizado exclusivamente em instalações industriais em que deve ser evitada a deposição do contaminante transportado no próprio duto, ou o próprio transporte de materiais já é necessário, apresentando o inconveniente de equilibrar a instalação.

Agora analisamos as principais características de cada método de cálculo:

  • Método de perda de carga constante

É usado em dutos de suprimento, retorno e extração de ar. Consiste em calcular os dutos para que tenham a mesma perda de carga por unidade de comprimento em todo o sistema.

O procedimento usual é escolher uma velocidade inicial com base na restrição do nível de ruído de acordo com o uso das instalações. Para determinar essa velocidade inicial, toma-se como ponto o cálculo do duto principal, que segue a impulsão da entrada de ar externa ou da unidade de tratamento de ar. A partir desta velocidade, e a partir do caudal total de ar a fornecer, calcula-se a queda de pressão unitária, que deve ser mantida constante em todas as condutas.

  • Método de recuperação estática

Consiste em dimensionar o duto de tal forma que o aumento da pressão estática em cada ramal ou saída de descarga compense as perdas por atrito na próxima secção do duto. Desta forma conseguimos que a pressão estática em cada boca e no início de cada ramo seja a mesma.

Para isso, é selecionada uma velocidade inicial para a descarga do ventilador e a primeira secção é dimensionada como no método de perda de carga constante. Em seguida, as demais secções são dimensionadas com os gráficos da razão L/Q. Esses gráficos de dimensionamento são uma função da forma do duto e da taxa de fluxo. Placas de recuperação estática de baixa velocidade também podem ser usadas.

Como critério geral, o método de perda de carga constante é usado para dutos de alimentação, retorno e ventilação de baixa velocidade, e o método de recuperação estática principalmente para dutos de alimentação de baixa e alta velocidade.

30 agosto 2021
Maria Augusta Priori
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Categories: Normativa de ventilação de espaços

Como calcular a renovação do ar de um espaço?

Dois conceitos, intrinsecamente relacionados, marcam o novo modelo de construção sustentável e saudável: qualidade do ar e ventilação. E, para garantir que ambos funcionem de acordo com a regulamentação em vigor, é fundamental saber fazer um cálculo adequado da renovação do ar. É neste último aspecto que focalizamos o interesse deste artigo. Trata-se de saber calcular esta renovação do ar, tendo também em conta o tipo específico de espaço a que se refere.

Nesse sentido, devemos lembrar a legislação que atualmente rege a qualidade do ar e a ventilação predial:

    HS 3 do Código Técnico de Construção: regula a qualidade do ar interno em todos os tipos de residências (unifamiliares, flats, geminadas …) e em estacionamentos e garagens.

    O RITE (Regulamento de Instalações Térmicas em Edifícios): para aqueles edifícios aos quais não se aplica o HS3, ou seja, edifícios e edifícios terciários.

Cálculo da renovação do ar

A realização de um cálculo de renovação do ar é essencial para projetar e instalar um sistema de ventilação correto dentro de um edifício. Lembre-se de que garantir a renovação do ar é a única maneira de garantir que as concentrações de poluentes no ar permaneçam em um nível saudável aceitável. Esta qualidade do ar é regulamentada em nossos regulamentos de construção, que exigem diferentes níveis de qualidade do ar dependendo do uso a que o edifício se destina, essas são as famosas categorias IDA.

Partindo da qualidade do ar (ADI) que é aplicada a um espaço, o próximo dado que é necessário para projetar um sistema de ventilação com renovação de ar adequada é determinar o fluxo mínimo de ar limpo que permite manter esses níveis de qualidade.

Como calcular a renovação do ar nas residências?

No caso das residências, de acordo com o CTE supracitado, o que é necessário para garantir um nível de saúde aceitável é um fluxo de ar em cada cômodo que:

  • Garanta uma concentração média de CO2 inferior a 900 pmm.
  • O acumulado anual que ultrapassa 1.600 ppm é inferior a 500.000 ppm.
  •  Elimine a presença de contaminantes não diretamente relacionados à presença humana.

Além disso, os regulamentos fazem a diferença entre as áreas secas e úmidas de uma casa. Com todos esses dados, são estabelecidos alguns valores mínimos por sala que devem ser aplicados para o cálculo da renovação do ar:

  • Quarto principal, sala de estar e sala de jantar: 8 l / seg.
  • Resto dos quartos: 4 l / seg.
  • Arrecadações e zonas comuns: 0,7 l / seg por m2.
  • Parques de estacionamento e garagens: 120 l / seg em cada praça.
  • Áreas de armazenamento de resíduos: 10 l / seg.

O cálculo da renovação do ar em escritórios e espaços industriais

Em edifícios de escritórios ou dedicados à atividade industrial, já não é necessário olhar para o CTE, mas o cálculo da renovação do ar é feito de acordo com os critérios definidos pelo RITE. Lembre-se de que a qualidade do ar depende diretamente de três circunstâncias:

  • Dimensões do espaço.
  • Concentração de pessoas / tempo gasto em ambientes fechados.
  • Atividade a que se dedica.

É evidente que nesses espaços o cálculo é mais complexo, pois muitas variantes entram em jogo. Estes são os métodos mais comumente usados:

Medição de vazão mínima por pessoa. Este é um método indireto e só faz sentido se forem mantidas certas condições de atividade metabólica, além do fato de a atividade não produzir emissões de substâncias poluentes, nem fumegar naquele espaço.

Medição por unidade de área: Método indireto que define quantidades por m2. É aplicável em espaços com baixa ocupação de pessoas e as principais emissões poluentes provêm dos materiais dos móveis ou objetos existentes. O exemplo mais representativo são os armazéns.

Medição olfativa. É um método direto que se baseia na percepção subjetiva da qualidade do ar levando em consideração os odores.

Medição por concentração de CO2: É um método direto, especialmente eficaz quando a principal fonte de contaminação é humana, como academias, salões de festas ou lojas

Medição por diluição: semelhante à anterior, neste caso, para ser utilizada em locais onde haja emissões de poluentes conhecidos.

Sem dúvida, o cálculo da renovação do ar é um dado essencial para avançar na conquista de espaços seguros do ponto de vista da saúde. Daí a importância de se obter resultados mais precisos possíveis e, claro, adequados ao tipo de edificação a que se referem. Só assim será possível adotar as medidas de ventilação mais eficazes em cada caso.