A qualidade do ar interior é fundamental para a saúde dos ocupantes e também contribui para a produtividade nos ambientes empresariais. Muitas condições graves de saúde têm sido associadas à exposição prolongada a poluentes atmosféricos, e também existem substâncias que causam irritação imediata do sistema respiratório.
Existe um equívoco comum de que a qualidade do ar interior está em desacordo com a eficiência energética. Embora a ventilação mecânica exija eletricidade, existem maneiras de melhorar a qualidade do ar sem a potência excessiva do ventilador. Idealmente, um edifício deve receber ar exterior suficiente para manter baixas as concentrações de poluentes atmosféricos, mas sem desperdiçar energia.
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A ASHRAE oferece dois procedimentos de projeto para ventilação mecânica. O Procedimento de Taxa de Ventilação (VRP) utiliza valores prescritivos de fluxo de ar baseados em pesquisas, enquanto o Procedimento de Qualidade do Ar Interior (IAQP) se baseia no controle direto dos poluentes atmosféricos. Infelizmente, muitos códigos de construção aceitam apenas o VRP, uma vez que não existe uma referência padronizada para os níveis de poluição atmosférica no âmbito do IAQP.
- Com o VRP, os poluentes atmosféricos típicos encontrados em cada tipo de edifício são considerados nas taxas de ventilação prescritivas.
- Por outro lado, o IAQP exige uma avaliação dos poluentes atmosféricos durante a fase de projeto, e o sistema de ventilação é dimensionado em conformidade.
Se um sistema de ventilação for projetado diretamente para o controle da poluição do ar, sem valores prescritivos de fluxo de ar, existem dois requisitos muito importantes. Todos os poluentes relevantes devem ser claramente identificados e o sistema de ventilação deve manter as suas concentrações abaixo dos valores limite de referências confiáveis, como a Organização Mundial da Saúde.
Como os limites de poluição do ar podem melhorar o projeto de ventilação
As taxas de fluxo de ar prescritivas são fáceis de entender e seu procedimento de cálculo é direto. Os engenheiros de HVAC devem saber apenas a área útil e o número de ocupantes e, em seguida, multiplicar as taxas de ar externas correspondentes em cfm/pés quadrados e cfm/pessoa. Contudo, uma taxa de ventilação inferior ao valor prescritivo pode ser adequada quando os níveis de poluição atmosférica são muito baixos.
Um sistema de ventilação que responda às concentrações de poluentes pode ser mais eficiente do que um que responda à ocupação. Embora exista uma correlação entre o número de pessoas e a poluição atmosférica, existem exceções:
- Os produtos de limpeza libertam grandes quantidades de compostos orgânicos voláteis, o que significa que a poluição do ar pode ser elevada quando apenas algumas pessoas limpam espaços interiores.
- Alguns edifícios, como centros de convenções, são utilizados para diversas atividades, e isso pode alterar as necessidades de ventilação. Por exemplo, 2.000 pessoas sentadas numa grande conferência necessitam de menos ventilação do que 2.000 pessoas num evento de fitness ou dança.
As taxas de ventilação prescritivas fornecem um procedimento estabelecido e testado. Contudo, um projeto de ventilação baseado nos níveis de poluentes tem uma característica adicional: responder às mudanças na poluição do ar mesmo quando a ocupação não muda. Uma norma de poluição atmosférica com limites para todas as substâncias relevantes simplificaria o processo de concepção da ventilação com o procedimento de qualidade do ar interior. Em grande parte, os códigos de construção limitam esta abordagem porque não existe um padrão de referência.
Como a ventilação reduzida consegue economia de HVAC
Os sistemas de ventilação têm um consumo de energia muito menor do que os equipamentos de aquecimento e ar condicionado. No entanto, como o sistema de ventilação determina a volume de ar externo que deve ser aquecido ou resfriado, tem um impacto na carga total de HVAC. Por exemplo, se o fluxo de ar exterior for reduzido em 50% num dia frio de inverno, a entrada de aquecimento necessária para o ar exterior também é reduzida para metade. O mesmo se aplica ao ar condicionado durante o verão, onde o fluxo de ar reduzido equivale a menos arrefecimento.
Os sistemas de ventilação controlada por demanda respondem à ocupação, que muitas vezes é monitorada com sensores de dióxido de carbono. Um controle de ventilação que responda a outros poluentes atmosféricos poderia seguir a mesma abordagem, e a única diferença é que mais variáveis são consideradas. Por exemplo, compostos orgânicos voláteis e partículas também podem ser monitorados para controle de ventilação.
Para maximizar a eficiência de um sistema de ventilação inteligente, ele pode ser equipado com inversores de frequência variável e motores de eficiência NEMA Premium. Esta combinação minimiza o consumo de eletricidade por cada cfm ou ar fornecido. No caso de aplicações de potência fracionada, os motores CC sem escovas oferecem alta eficiência com controle de velocidade integrado. Eles também são conhecidos como motores comutados eletronicamente.
Recomendações finais de projeto
Um sistema de ventilação sobredimensionado pode parecer uma solução rápida para melhorar a qualidade do ar interior, mas esta abordagem é dispendiosa e ineficiente. Um sistema de ventilação maior tem um custo inicial mais alto e mais potência requer mais eletricidade. Um sistema de ventilação de ótima capacidade com controles de velocidade é uma solução muito melhor, evitando gastos desnecessários.
Projetar um sistema de ventilação para controlar a poluição do ar é um conceito promissor, mas observe que muitos códigos de construção ainda especificam taxas mínimas de fluxo de ar de acordo com tabelas. Contudo, a monitorização da poluição atmosférica é útil mesmo com esta limitação – o sistema de ventilação pode responder a variações nos níveis de poluição atmosférica mesmo quando a ocupação não mudou. A eficiência da ventilação poderia ser melhorada através da integração de padrões de poluição do ar nos códigos de construção. Não haveria necessidade de fornecer um fluxo mínimo de ar exterior, desde que os níveis de poluentes fossem mantidos sob controlo.
