Em qualquer projeto de engenharia MEP, os equipamentos Mecânicos desempenham papel fundamental em localidades residenciais, comerciais e industriais, desempenhando funções como:
- Espaço resfriamento e aquecimento
- Fornecimento de água gelada ou quente
- Refrigeração
- Ventilação
- Controle de umidade interna
Esses tipos de equipamentos e seus dutos e tubulações associados são notório por seus altos requisitos de espaçomas existem várias maneiras de tornar as instalações mecânicas mais compactas.
1) Instalar caldeiras o mais próximo possível do telhado
Caldeiras que operam com combustão de combustíveis como óleo, propano, gás natural, biomassa ou biodiesel requerem uma chaminé para esgotar os gases de combustão. Dado que a chaminé deve percorrer toda a distância da caldeira até ao telhado, a sua os requisitos de espaço aumentam à medida que a caldeira está localizada mais longe do nível mais alto – há mais andares para percorrer.
A instalação de uma caldeira no local mais alto possível de um edifício encurta a chaminé, o que oferece três vantagens significativas:
- O espaço que a chaminé ocuparia em cada andar é liberado para outras finalidades.
- A instalação torna-se mais segura, pois o risco de libertação de gases de combustão no interior é minimizado.
- O custo da chaminé é reduzido.
Uma alternativa à instalação de caldeiras no sótão ou no piso superior de um edifício é simplesmente utilizar uma tecnologia de aquecimento que não necessite de chaminé, como um aquecedor de resistência eléctrica ou uma bomba de calor. Um aquecedor solar de água também é uma opção viável: fica localizado na cobertura, economizando espaço interno, e funciona com luz solar, entrada de energia gratuita.
O excesso de engenharia aumenta os custos sem qualquer benefício. Saiba quais sistemas evitam o excesso de engenharia para evitar despesas desnecessárias.
2) Instalação de unidades de ar condicionado em tetos
O maior componente individual de um sistema de ar condicionado é normalmente o condensador, que normalmente está localizado ao ar livre. Quando instalados nas paredes externas de uma casa ou edifício, os condensadores ocupam bastante espaço e podem até representar um obstáculo à circulação externa se localizados no primeiro andar.
Os condensadores também libertam muito calor e a circulação de ar quente pode ser restringida quando os espaços exteriores são reduzidos devido à proximidade de outro edifício ou parede. Isto tem duas consequências negativas: o ar quente pode tornar os locais exteriores desconfortáveis e reduz a eficiência operacional dos condensadores. Por outro lado, se um condensador estiver localizado num telhado, o ar quente pode circular mais livremente e o ruído torna-se menos problemático.
Em grandes instalações comerciais ou industriais, o equipamento utilizado pelos sistemas de ar condicionado e refrigeração é muito maior, mas aplica-se a mesma lógica – a instalação destas unidades em telhados poupa espaço exterior considerável. No entanto, isto só é viável se a estrutura for suficientemente forte para suportar o peso. Exemplos de equipamentos que podem ser encontrados ao ar livre em ambientes típicos de projetos de engenharia MEP comerciais ou industriais incluem:
- Unidades de ar condicionado de telhado compactas
- Chillers refrigerados a ar
- Torres de resfriamento para processos industriais ou para plantas de resfriamento refrigeradas a água
3) Usando o mesmo sistema para resfriamento e aquecimento
Uma bomba de calor funciona com o ciclo de refrigeração, mesmo princípio físico em que se baseiam os aparelhos de ar condicionado, com a diferença de que funciona ao contrário – extrai calor do ambiente exterior mais fresco e utiliza-o para aquecimento de espaços ou de água. Além disso, algumas bombas de calor são reversíveis, o que lhes permite consolidar o aquecimento e o arrefecimento num único equipamento.
A atualização para uma bomba de calor também pode resultar em melhorias na eficiência energética. Existem duas informações importantes a serem observadas ao comparar modelos de bombas de calor:
- O Índice de Eficiência Energética Sazonal (SEER) é a relação entre a produção de resfriamento e a entrada de energia durante a estação de resfriamento.
- O Fator de desempenho sazonal de aquecimento (HSPF) é basicamente o mesmo conceito, mas para quando a bomba de calor está a funcionar em modo de aquecimento.
O SEER e o HSPF são índices que relacionam BTUs (British Thermal Units) e watt-hora, e um valor mais alto se traduz em redução do consumo de energia: significa que a unidade precisa de menos energia para atender a uma carga específica de resfriamento ou aquecimento. Por exemplo, um ar condicionado com SEER de 20 consumirá apenas metade da energia de uma unidade SEER 10, assumindo que ambos tenham a mesma saída de refrigeração.
Alternativamente, a eficiência da unidade pode ser relatada como um Coeficiente de Desempenho, que também é uma relação entre a saída de resfriamento ou aquecimento e a entrada de energia, mas usando watts para todas as quantidades. As bombas de calor normalmente têm um COP de 2,5 ou mais, o que significa que geram economias significativas na substituição de aquecedores de resistência, cujo COP é 1.
Na engenharia MEP, um cenário ideal para a atualização para uma bomba de calor seria se uma residência utilizasse um aquecedor de resistência e um aparelho de ar condicionado antigo. Neste caso, uma bomba de calor consolidaria dois dispositivos num só, melhorando ao mesmo tempo a eficiência energética em ambos os modos de funcionamento.
Para aplicações industriais, a utilização de um chiller de absorção é uma opção viável para consolidar sistemas de aquecimento e refrigeração. Este tipo de resfriador pode usar o calor residual de uma planta de vapor ou de um processo industrial e fornecer água fria para resfriamento de ambientes e processos. É importante notar, contudo, que os chillers de absorção só são viáveis quando há calor residual suficiente; caso contrário, um chiller normal baseado em compressão é uma escolha melhor.
4) Instalação de equipamentos mecânicos em espaços normalmente não utilizados
Outra estratégia viável para minimizar o espaço interno útil Em seu próximo projeto de engenharia MEP, que normalmente envolve equipamentos mecânicos, é instalar essas unidades em um local que normalmente não é usado. Um exemplo de tais locais é:
- Anteparas de telhado – Este é um tipo de estrutura encontrada em muitos edifícios e raramente usada. Seu principal objetivo é fornecer acesso ao telhado e tendem a ser mais utilizados durante a construção e manutenção do que durante a operação propriamente dita do edifício.
5) Usando sistemas mini-split em vez de unidades de telhado embaladas para pequenos edifícios
Unidades rooftop compactadas permitem que vários condensadores sejam consolidados como uma única unidade, mas eles exigem espaço considerável para dutos. Em pequenos locais residenciais e comerciais, os sistemas mini-split são frequentemente a escolha superior, oferecendo uma instalação mais simples e uma eficiência energética superior. As unidades rooftop embaladas normalmente vão até SEER 15, enquanto os sistemas mini-split estão disponíveis com classificações de eficiência de SEER 25 ou acima.
Os sistemas mini-split são uma opção prática em locais comerciais divididos em diversas zonas com horários independentes, como shoppings a céu aberto. À medida que os locais se tornam maiores, as unidades de telhado surgem como a escolha preferida – seriam necessários demasiados compressores e evaporadores para oferecer ar condicionado com unidades mini-split.
6) Alinhamento vertical de equipamentos em vários andares
Edifícios de vários andares normalmente possuem componentes que se repetem andar por andar, e os equipamentos mecânicos não são exceção. Por exemplo, os sistemas de ar condicionado em edifícios altos utilizam frequentemente uma central de refrigeração central para arrefecer a água, que é depois fornecida às unidades de tratamento de ar (AHU) que arrefecem o ar em cada piso.
Se as AHUs e unidades similares estiverem alinhadas verticalmente piso a piso, é possível distribuir água fria a todos eles com um único tubo que atravessa verticalmente o edifício. Como os dutos são instalados acima do teto falso, a maioria dos equipamentos mecânicos ficará fora da vista.
As instalações elétricas associadas que fornecem energia aos equipamentos mecânicos também se tornam mais compactas quando unidades semelhantes são alinhadas verticalmente ou horizontalmente. Vários circuitos podem ser instalados em um único trecho de conduíte, e também é possível usar um duto de barramento para equipamentos que consomem alta corrente.
7) Contratação de Profissionais Qualificados para a Etapa de Design
Uma instalação mecânica bem organizada ocupa menos espaço e garantir que o layout seja o mais simples possível é um processo que começa desde a fase de concepção do projeto. Se instalações mecânicas, elétricas e hidráulicas (MEP) são projetados em conjunto, os equipamentos e componentes associados podem ser especificados e localizados com os seguintes objetivos em mente:
- Minimizando os requisitos de espaço e materiais.
- Evitando a desordem causada por componentes de diferentes sistemas de edifícios.
Existem agora pacotes de software que permitem criar e visualizar modelos 3D MEP antes de iniciar o Processo de construção — Incluindo Revit, que usamos na New York Engineers. Esses modelos são de grande ajuda no planejamento de como as instalações mecânicas serão dispostas em seu próximo projeto de engenharia MEP e também são muito úteis para empreiteiros durante a retirada e construção de materiais.
Conclusões
Otimizar o espaço utilizado pelos equipamentos mecânicos em seus projetos de engenharia MEP oferece diversas vantagens além do conforto. Pode ser possível reduzir o custo das instalações e, em muitos casos, também aumentar a eficiência energética. A melhor maneira de garantir que uma instalação mecânica ofereça o melhor desempenho e um layout ideal é contratar projetistas e empreiteiros qualificados para o projeto.
Tem alguma dica para minimizar o espaço mecânico? Comente abaixo para compartilhar suas dicas para economizar espaço e baixar nosso e-book gratuito, “Os 5 componentes de construção com maior engenharia” para saber quais sistemas evitam o excesso de engenharia para que você possa evitar despesas desnecessárias.
