A Sociedade Americana de Engenheiros de Aquecimento, Refrigeração e Ar Condicionado (ASHRAE) foi fundada em 1894 e agora evoluiu para uma associação global com mais de 50.000 membros. Os padrões ASHRAE cobrem muitos aspectos de aquecimento, ventilação, ar condicionado e refrigeração, e os códigos de construção em todo o mundo os utilizam como referência.
O padrão ANSI/ASHRAE 62.1-2016 é denominado “Ventilação para qualidade aceitável do ar interno”. A norma especifica um procedimento de projeto para ventilação natural e duas opções para sistemas de ventilação mecânica: o procedimento de taxa de ventilação (VRP) e a procedimento de qualidade do ar interior (IAQP).
O VRP e o IAQP seguem abordagens diferentes para atingir um nível de ventilação adequado. Enquanto o VRP se baseia em medidas prescritivas e tabelas de ventilação, o IAQP se baseia no desempenho – fornecendo um sistema de ventilação que controla eficazmente os poluentes atmosféricos.
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Procedimento de taxa de ventilação: a abordagem prescritiva
O procedimento de taxa de ventilação é amplamente utilizado, pois envolve cálculos padronizados e bem conhecidos na indústria de HVAC. Com base em pesquisas sobre poluição do ar, a ASHRAE determinou taxas de ventilação ideais para cada tipo de edifício, que são apresentadas por metro quadrado e por ocupante:
- O fluxo de ar projetado por unidade de área é expresso em cfm por pé quadrado.
- A componente de ocupação é expressa em cfm por pessoa.
Por exemplo, a taxa de ventilação mínima para um restaurante é 0,18 cfm/sq.ft. e 7,5 cfm/pessoa. Se a área for de 5.000 pés quadrados e o restaurante for projetado para 200 pessoas, a taxa de ventilação necessária é a seguinte:
- Componente de área = 0,18 cfm/pés quadrados x 5.000 pés quadrados = 900 cfm
- Componente de ocupação = 7,5 cfm/pessoa x 200 pessoas = 1.500 cfm
- Fluxo de ar total = 900 cfm + 1.500 cfm = 2.400 cfm
Este valor é denominado Fluxo de ar externo da zona de respiração no padrão ASHRAE 62.1. É então dividido pelo Eficácia da distribuição de ar da zona, para obter o Fluxo de ar externo da zona que deve ser fornecido pelo sistema de ventilação. Se a eficácia da distribuição no exemplo acima for 0,8, o fluxo de ar externo da zona deverá ser de 3.000 cfm (2.400 cfm/0,8).
Um sistema de ventilação de zona única requer apenas um cálculo de fluxo de ar externo, e projetos de zonas múltiplas sem recirculação são baseados em uma simples adição de fluxos de ar individuais. O cenário mais complexo é um sistema multizona com recirculação, onde a ASHRAE fornece um procedimento de cálculo detalhado dividido em etapas.
A ventilação controlada por demanda (DCV) pode ajustar o fluxo de ar externo de acordo com a ocupação, mas não pode ficar abaixo do componente de fluxo de ar baseado na área. Por exemplo, o fluxo de ar externo de 2.400 cfm calculado acima não pode ser reduzido abaixo de 900 cfm.
Procedimento de qualidade do ar interno: a abordagem baseada no desempenho
O procedimento de qualidade do ar interior (IAQP) não estabelece um fornecimento mínimo de ar exterior. Em vez disso, fornece diretrizes de projeto para um sistema de ventilação que mantém as concentrações de poluentes abaixo de um valor limite. Em outras palavras, o IAQP pode atingir um fluxo de ar menor que o VRP, reduzindo a carga de trabalho no sistema HVAC. Os ventiladores consomem menos energia porque movimentam menos ar e os custos associados de aquecimento e resfriamento também são reduzidos.
Como o IAQP é baseado no desempenho, o processo de design é aberto e flexível:
- Contaminantes preocupantes (COC) são identificados para o projeto.
- Assim que a lista estiver disponível, o próximo passo é identificar suas fontes e a taxa de emissão de cada fonte.
- Uma concentração máxima é determinada para cada poluente atmosférico, com base em valores de orientação de uma fonte confiável.
- O sistema de ventilação é projetado de acordo com os requisitos de fluxo de ar que manterão os poluentes abaixo do limite especificado.
- Além disso, uma avaliação da qualidade do ar é realizada pelos ocupantes.
O IAQP é limitado pela falta de limites padronizados para os poluentes atmosféricos e também pela natureza subjetiva das avaliações dos ocupantes. Por esta razão, muitos códigos de construção ainda não aprovam o IAQP. O mesmo se aplica à certificação LEED, onde apenas o VRP é aceito.
Para alcançar os benefícios do IAQP e ao mesmo tempo atender aos códigos de construção e aos requisitos LEED, ambas as abordagens podem ser combinadas. O VRP estabelece o requisito mínimo de fluxo de ar externo, enquanto o IAQP melhora a qualidade do ar, sem reduzir o fluxo de ar externo abaixo dos limites do VRP.
Conclusão
Os sistemas de ventilação têm um pequeno consumo de energia em comparação com os equipamentos de ar condicionado e aquecimento ambiente, mas o seu design tem um impacto significativo na eficiência do edifício. O projeto de ventilação determina o fluxo de ar externo, e um fluxo de ar mais alto aumenta as cargas de aquecimento e resfriamento.
Existe uma grande variedade de configurações de HVAC, e escolher um sistema adequado para o seu edifício é fundamental para a qualidade do ar interior e a eficiência energética. Uma empresa profissional de engenharia MEP pode especificar o equipamento ideal e o layout do sistema.
