A QAI e os sistemas AVAC - Ordem dos Engenheiros€¦ · A norma apresenta orientações relativas...
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Requisitos de Filtragem
A QAI e os sistemas AVAC
11.as Jornadas de Climatização Edifícios com Necessidades Quase-Nulas de Energia e com Boa Qualidade do Ar Interior
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[A filtragem do Ar é fundamental]3
1. Remoção de contaminantes do ar exterior necessário aos ocupantes dos espaços: – A poluição exterior é responsável pela diminuição da esperança de
vida (8,6 meses na UE,(WHO))
– A falta de uma estratégia de filtração adequada pode levar a elevado absentismo (alergias, rinites, constipações, gripes,…)
– A sensação de conforto não é compatível com um ar carregado de partículas.
2. Protecção dos equipamentos da sujidade: – Componentes do sistema de AVAC
– Computadores, impressoras, scaners, …
3. Redução da utilização da energia: – Manter limpas as superfícies dos permutadores de calor
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Partículas suspensas num gás = Aerosol
• Descamação natural da nossa pele
• Erosão dos minerais • Erosão do vestuário • Erosão do papel • Emissões dos motores de
combustão • Emissões industriais • Pólens • Báctérias, fungos
Fonte de Partículas
Partículas Dimensão (mm)
Grossas > 2,5 a 10
Finas < 2,5
Ultrafinas < 0,1
LUGAR PARTÍCULAS
nº/m3 mg/m3
Sala
limpa 103 –
Meio rural 109 50 – 150
Meio
Urbano 1011 200 – 500
Fumo
(tabaco) 1014 –
10 mm 2,5 mm
50 mm
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1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0.01 1.0 10.0
Diâmetro das partículas [mm]
De
po
siç
ão
100 0.1 0.001
Total
Alvéolos
Nasal
Ar 30 Kg
Líquidos 3 Kg
Sólidos 1 Kg
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Penetração das Partículas no Sistema Respiratório
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• As substâncias perigosas, tais como metais pesados e hidrocarbonetos aromáticos
policíclicos cancerígenos podem aderir à superfície das partículas finas e
minúsculas.
• Devido ao seu pequeno tamanho, as partículas inferiores a PM2.5 são um perigo
em si mesmo, pois quando inaladas chegam facilmente ao trato respiratório
inferior depositando-se nos brônquios e alvéolos, sem que possam ser exaladas .
• As partículas ultrafinas (menores que 0,1 mícrones) podem ser transferidas para a
corrente sanguínea e espalham-se através do sangue por todo o corpo.
As partículas são prejudiciais à saúde. Isto é verdade tanto para
exposição a grandes concentrações durante um curto período
de tempo como para um baixo nível de exposição ao longo de
um período mais longo. Por esse motivo, devemos procurar
minimizar a exposição às partículas em todos os momentos.
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Penetração das Partículas no Sistema Respiratório
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Dimensão dos Contaminantes no ar
MOLÉCULA
CABELO
Microscópio Óptico Olho Nu
SMOG
VÍRUS
BACTÉRIA
PÓLEN
FUMO DE TABACO
FUMO PÓ
ESPOROS
Dimensão das partículas, mícrones
1.0 0.1 0.01 0.001 0.0001
Microscópio Electrónico
10 100
[Hinds 1982]
Filtros Grossos
Filtros Médios e Finos
Filtros Absolutos
Carvão activado
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INÉRCIA
INTERCEPÇÃO
DIFUSÃO
ELECTROSTÁTICA
Mecanismos de Captação de Partículas
10 Diâmetro das partículas [mm]
0.01 0.1 1
Difusão Difusão
Intercepção
Inte
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INÉRCIA
INTERCEPÇÃO
DIFUSÃO
GRAVIDADE
Diâmetro das partículas [mm]
Re
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o [
%]
Total
10
8
Mecanismos de Captação de Partículas
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FILTROS
Fibra de vidro Fibra de poliéster Espuma de poliuretano Fibra sintética Feltro em polipropileno Carvão activado
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CLASSIFICAÇÃO FILTROS EN 779 Os filtros são classificados pelo Rendimento Gravimétrico Médio ou pelo Rendimento Médio num banco de ensaio com caudal de ar igual a 0,944m3/s (3400 m3/h) e perdas de carga finais : Filtros Grossos (250 Pa), Filtros Médios e Finos (450 Pa)
Grupo Classe Perda de carga final [Pa]
Rendimento gravimétrico médio
(pó sintético) Am [%]
Rendimento médio
(aerossol 0.4mm) Em [%]
Rendimento mínimo
(aerossol 0.4mm) * [%]
Filtros Grossos
G1 250 50 < Am < 65
G2 250 65 < Am < 80
G3 250 80 < Am < 90
G4 250 90 < Am
Filtros Médios
M5 450 40 < Em < 60
M6 450 60 < Em < 80
Filtros Finos
F7 450 80 < Em < 90 35
F8 450 90 < Em < 95 55
F9 450 95 < Em 70
* É o mais baixo dos 3 rendimentos: o inicial, a seguir à descarga electroestática e o mais baixo durante a fase de colmatagem do ensaio
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0 0.1 1.0 10.0
Diâmetro das partículas [mm]
Re
nd
ime
nto
de
ca
pta
çã
o [
%] F8
F7
M6
M5
G4
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Calha de fixação (dimensões
nominais) [mm]
Aro do filtro (mm)
Largura Altura Largura
Altura
610 610 592 592
508 610 490 592
305 610 287 592
610 305 592 287
508 305 490 287
305 305 287 287
EN 15805:2009 Dimensões normalizadas
FILTROS EN 15805 & EN 779
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𝑾 =𝒒𝑽. ∆𝐩 . 𝒕
𝜼 . 𝟏𝟎𝟎𝟎
∆p =1
𝑀𝑥 ∆𝑃 𝑚 . 𝑑𝑚𝑀𝑥
0=
1
5𝑎.𝑀𝑥
4+1
4𝑏.𝑀𝑥
3+1
3𝑐.𝑀𝑥
2 +1
2𝑑.𝑀𝑥 + ∆𝑝𝑖
EUROVENT
W Energia anual utilizada [kWh]
𝑞𝑉
Caudal de ar [0,944 m3/s]
∆𝑝 Perda de carga média [Pa]
t Tempo de funcionamento [6000 h/ano]
𝜂 𝜂m. 𝜂D. 𝜂T. 𝜂V = 0,50
∆𝑝𝑖 - Perda de carga inicial [Pa] Mx- Massa de pó sintético do tipo ASHRAE [g] MTE – Rendimento mínimo do ensaio (EN 779)
CLASSIFICAÇÃO – EFICIENCIA ENERGÉTICA
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CLASSIFICAÇÃO – EFICIENCIA ENERGÉTICA
𝑾 =𝒒𝑽. ∆𝐩 . 𝒕
𝜼 . 𝟏𝟎𝟎𝟎
∆p =1
𝑀𝑥 ∆𝑃 𝑚 . 𝑑𝑚𝑀𝑥
0=
1
5𝑎.𝑀𝑥
4+1
4𝑏.𝑀𝑥
3+1
3𝑐.𝑀𝑥
2 +1
2𝑑.𝑀𝑥 + ∆𝑝𝑖
W Energia anual utilizada [kWh]
𝑞𝑉
Caudal de ar [0,944 m3/s]
∆𝑝 Perda de carga média [Pa]
t Tempo de funcionamento [6000 h/ano]
𝜂 𝜂m. 𝜂D. 𝜂T. 𝜂V = 0,50
∆𝑝𝑖 - Perda de carga inicial [Pa] Mx- Massa de pó sintético do tipo ASHRAE [g] MTE – Rendimento mínimo do ensaio (EN 779)
EUROVENT
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Devem ser concebidos ou possuírem uma marcação para impedir a sua
incorrecta instalação e concebidos também para que na sua posição correcta
não ocorram fugas de ar, quer através do seu aro, quer da vedação entre este
e a calha de fixação do corpo da conduta ou da secção da UTA.
Os filtros, incluindo os meios filtrantes e os seu aros, devem ser construídos
com materiais adequados à sua normal utilização e exposição às
temperaturas, humidades ou ambientes corrosivos onde vão ser aplicados e
devem ser concebidos para resistir aos constrangimentos mecânicos a que se
vão sujeitar durante a sua utilização normal. Quer pó, quer fibras libertadas
do meio filtrante pelo fluxo de ar que o atravessa não devem constituir perigo
ou incómodo para as pessoas (ou dispositivos) expostas ao ar filtrado.
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Requisitos construtivos EN 779
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TROX
Bag Filter
V100 EN 779
F5
0,35m3/s
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Marcação EN 779
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Parâmetros a registar na inspecção às secções de filtragem:
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Inspecção a UTAs e UTANs RSECE / NOTA TÉCNICA
Parâmetros Classificação
Estado de limpeza limpo, sujo, muito sujo
Estado de deterioração normal, degradado
Estado do meio filtrante normal, degradado
Substituição dos Filtros fácil, possível, difícil, impossível
Acerto entre a calha de fixação e o aro bom, aceitável, deficiente
Conformidade com a EN 779 sim, não (valor regulado [Pa])
Pressostato Diferencial bom, aceitável, deficiente
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Existem manómetros ou pressostatos diferenciais nos filtros e transdutores de pressão nos ventiladores?
Existe filtro de partículas de eficiência adequada (F7 a F9) após ventilador de insuflação com correia e/ou atenuador acústico ?
CheckList RSECE
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Classes Qualidade
IDA 1 Elevada
IDA 2 Média
IDA 3 Moderada
IDA 4 Baixa
DCO2 (ppm) =(Cint – Cext)
350
500
800
1200
m3.h-1.pes-1
72
45
28
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EN 13779 Ventilação dos edifícios não residenciais Requisitos de desempenho para os sistemas de ventilação e de climatização
A norma apresenta orientações relativas aos sistemas de climatização para se conseguir um ambiente interior saudável e confortável em todas as estações do ano mediante custos de instalação e de funcionamento adequados. A Norma foca-se nos aspectos do sistema para aplicações tipo e cobre os seguintes elementos: • parâmetros relevantes do ambiente interior. • definições das hipóteses de cálculo e desempenhos. • Comunicação entre as várias partes envolvidas na realização do sistema.
AR INTERIOR
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Classes Caracterização
ETA 1 Baixa (emissão de materiais; metabolismo humano)
ETA 2 Moderada (ETA 1 + Actividades dos ocupantes)
ETA 3 Alta (I.S., locais de fumadores)
ETA 4 Muito Alta (Extracção de cozinhas, de parque de
estacionamento, etc.)
Classes Reutilização
ETA 1 Adequado para recirculação (RCA) e
transferência (TRA)
ETA 2 Pode ser utilizado como TRA
ETA 3 Não é adequado para RCA nem TRA
ETA 4 Não é adequado para RCA nem TRA
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AR EXTRACÇÃO EN 13779
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Qualidade Ar
Exterior
Qualidade Ar Interior
IDA 1 (Alta)
IDA 2 (Média)
IDA 3 (Moderada)
IDA 4 (Baixa)
ODA 1 F9 F8 F7 F5
ODA 2 F7/F9 F6+F8 F5+F7 F5+F6
ODA 3 F7+GF+F9 F7+GF+F9 F5+F7 F5+F6
M5
M5+M6
M5+M6
M5+F7
M5+F7
M6+F8
Classes Caracterização
ODA 1 Ar Puro, temporariamente com poeiras (e.g., pólens)
ODA 2 Ar exterior com altas concentrações de partículas e/ou de poluentes gasosos
ODA 3 Ar Exterior com concentrações muito altas de poluentes gasosos e/ou de partículas
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SELECÇÃO DE FILTROS EN 13779 Qualidade Ar Exterior
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Boas Práticas – EN 13779 & VDI 6022
A humidade relativa deve ser inferior a 75% em todas as partes do sistema de
ventilação afim de minimizar o crescimento microbiano.
Por questões higiénicas (VDI 6022) é recomendável prever dois andares de
filtração. O primeiro deve ser composto um filtro com qualidade F5, mas
preferencialmente, F7. O segundo andar deve possuir um filtro com classificação
mínima de F7, mas preferencialmente F9. No caso de se optar por apenas um
andar, este deve possuir um filtro com a classificação mínima igual a F7.
O primeiro andar de filtração deve ser equipado com um pré-filtro grosso (G3,G4).
No sistema de retorno deve ser utilizado pelo menos um filtro com qualidade F5,
mas se se quiser melhorar o ambiente do espaço tratado o filtro deve possuir
qualidade F7.
O sistema de exaustão deve ser equipado com um filtro com qualidade F5 para
se proteger da contaminação.
Se existirem rodas entálpicas, recomenda-se para sua protecção, a utilização de
um filtro do lado do ar exaurido que seja de classe igual à do filtro do ar insuflado
(não deve ser inferior a F6).
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Pressostato diferencial em cada filtro para alertar para a sua substituição.
Transdutor de pressão nos ventiladores para possibilitar a garantia de caudal
mínimo de ar novo, em função do grau de colmatação do processo de filtração.
Nas UTAs e UTANs os filtros devem localizar-se em secções com boa
uniformidade da velocidade frontal. Deve ter-se em atenção que nos casos em
que se utilizam ventiladores centrífugos (excepto plug-fan) a energia cinética é
considerável, (a velocidade na descarga do ventilador é varias vezes superior à
velocidade frontal da UTA), pelo que devem ser prevenidas secções vazias e
outros meios que uniformizem o escoamento antes do 2º andar de filtragem.
Substituição dos filtros:
a) se o valor da DP monitorizada atinge o valor ajustado para substituição ou
em resultado de inspecção visual
b) no final dos seguintes períodos, caso ocorram antes:
• 1º nível – 2.000 h de serviço ou máximo de 1 ano;
• 2º nível – 4.000 h de serviço ou máximo de 2 anos
Boas Práticas – EN 13779 & VDI 6022
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Os filtros devem ser substituídos depois da estação dos pólens e da libertação de
esporos. No caso de grande solicitação os filtros podem também ser substituídos
após a estação de aquecimento para eliminar os odores dos produtos da
combustão.
Nos ambientes urbanos deve ter-se em atenção a utilização de filtros para
eliminação de odores (carvão activado).
A substituição dos filtros deve ser feita de forma cuidadosa e com utilização de
protecções adequadas para proteger os operadores e impedir que as impurezas
retidas não se escapem.
A eliminação dos filtros deve ser feita por inceneração em fornos com um bom
sistema de filtração para queimar as impurezas , reduzir o volume de desperdício
e recuperar alguma energia.
Os valores obtidos pelos ensaios de colmatação dos filtros não devem ser
utilizados para prever o seu desempenho real, uma vez que utilizam o pó
sintético.
Boas Práticas – EN 13779 & VDI 6022
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• EN 1822-1 High efficiency air filters (EPA, HEPA and ULPA) - Part 1: Classification, performance testing, marking
• EN 1822-2 High efficiency air filters (EPA, HEPA and ULPA) - Part 2: Aerosol production, measuring equipment, particle counting statistic
• EN 1822-3 High efficiency air filters (EPA, HEPA and ULPA) - Part 3: Testing flat sheet filter media
• EN 1822-4 High efficiency air filters (EPA, HEPA and ULPA) - Part 4: Determining leakage of filter elements (scan method)
• EN 1822-5 High efficiency air filters (EPA, HEPA and ULPA) - Part 5: Determining the efficiency of filter elements
FILTROS ABSOLUTOS EN 1822-#
0.01 0.1 1.0
0.3 mm
(MPPS) Tamanho da partícula com maior penetração
99.96
99.98
99.94
100.00 R
end
imen
to [
%]
24
0.1
mm
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EN 1822 VALOR TOTAL MPPS VALOR LOCAL MPPS
Grupo
de filtro
Classe de
filtro
Rendimento
Global % *
Penetração
%
Rendimento
Local % ** Penetração %
EPA (E)
E-10 85 15 - -
E-11 95 5 - -
E-12 99,5 0.5 - -
HEPA
(H)
H-13 99,95 0.05 99,75 0.25
H-14 99,995 0.005 99,975 0.025
ULPA
(U)
U-15 99,9995 0.0005 99,9975 0.0025
U-16 99,99995 0.00005 99,99975 0.00025
U-17 99,999995 0.000005 99,9999 0.0001
Método DOP - Baseia-se na determinação da dimensão da partícula para a qual a média oferece a eficácia de retenção mais baixa – dimensão de partícula de maior penetração – MPPS (Most Penetrable Particle Size), normalmente entre 0.15 e 0.25 mm.
HEPA
High
Efficiency
Particulate
Air ULPA
Ultra
Low
Penetration
Air * É a que designa o filtro
** Garantia de uma eficácia mínima em cada ponto do filtro
EPA
Efficient
Particulate
Air
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FILTROS ABSOLUTOS EN 1822-#
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07-10-2011
Norma Designação
EN 779:2002 Particulate air filters for general ventilation - Determination of the filtration performance
EN 1822-1:2009 High efficiency air filters (EPA, HEPA and ULPA) - Part 1: Classification, performance testing, marking
EN 1822-2:2009 High efficiency air filters (EPA, HEPA and ULPA) - Part 2: Aerosol production, measuring equipment, particle counting statistics
EN 1822-3:2009 High efficiency air filters (EPA, HEPA and ULPA) - Part 3: Testing flat sheet filter media
EN 1822-4:2009 High efficiency air filters (EPA, HEPA and ULPA) - Part 4: Determining leakage of filter elements (scan method)
EN 1822-5:2009 High efficiency air filters (EPA, HEPA and ULPA) - Part 5: Determining the efficiency of filter elements
EN 14799:2007 Air filters for general air cleaning - Terminology
EN 15805:2009 Particulate air filters for general ventilation - Standardised dimensions
Grupos de trabalho
WG 1 Particulate air filters for general ventilation
WG 2 HEPA and ULPA filters
WG3 Terminology SCIOLTO
WG 4 Filter face dimension of air filters for general ventilation
WG 5 Gas phase filters
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Air filters for general air cleaning
NORMAS CEN/TC 195
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07-10-2011
Projectos Designação
EN 779:2011 Particulate air filters for general ventilation - Determination of the filtration performance
prEN ISO 10121-1 Test method for assessing the performance of gas-phase air cleaning media and devices for general ventilation - Part 1: Gas-phase air cleaning media
prEN ISO 10121-2 Test methods for assessing the performance of gas-phase air cleaning media and devices for general ventilation - Part 2: Gas phase air cleaning devices (GPACD) (ISO/DIS 10121-2:2011)
prEN ISO 12249-2 Particulate air filters for general ventilation - Part 2: Method of calculation for the energy performance of air cleaning devices and for the classification of the energy performance - Under Drafting to 2014-01
prEN ISO 29462 Field testing of general ventilation filtration devices and systems for in situ removal efficiency by particle size and resistance to airflow (ISO/DIS 29462:2011)
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Air filters for general air cleaning
NORMAS CEN/TC 195
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07-10-2011
Estabelece uma terminologia para a indústria de filtração de ar, com termos e definições, bem como, em alguns casos, símbolos e unidades. É aplicável a filtros para partículas e gases e sistemas purificação de ar usados para a ventilação geral de espaços fechados habitadas.
ISO 29464: 2011 Equipamento de limpeza para ar e outros gases. Terminologia.
28
NORMAS ISO TC 142 Cleaning equipment for air and other gases
ISO 6584:1981
Equipamento de limpeza para ar e outros gases. Classificação dos separadores de pó.
Define uma classificação de separadores de pó, seus princípios de funcionamento e suas características. São dados exemplos de cada classe de separador numa lista não exaustiva. É dada uma simbologia para cada classe de separador para ser usada como base nos tipos mais complexos de separadores.
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07-10-2011 29
Esta Especificação Técnica apresenta métodos de ensaio e especifica um banco de ensaio para medir o desempenho dos filtros de ar para partículas, utilizados na ventilação geral. O banco de ensaios foi concebido para caudais de 0,25 m3/s [900 m3/h] a 1,5 m3/s [5 400 m3/h]. Aplica-se a filtros de ar com um rendimento inicial inferior a 99% para partículas de 0,4 µm. Combina dois métodos de ensaio: um método para o os filtros de ar de maior rendimento e outro método para filtros de baixa eficiência. Em ambos os casos, o ensaio repete-se sempre com um exemplar do meio filtrante carregado electrostaticamente para verificar a intensidade da retenção de partículas por esse efeito. Após a determinação da sua eficiência inicial, o filtro não tratado é carregado com pó sintético numa única etapa até que a sua queda de pressão final do ensaio seja atingida. Em seguida determina-se o desempenho do filtro carregado electrostaticamente. Os resultados de desempenho assim obtidos por si só não podem ser aplicados, quantitativamente , para prever o desempenho em condições reais, no que respeita ao rendimento e à duração de vida. Por isso apresentam outros factores que influenciam o desempenho.
ISO/TS 21220:2009 Ventilação geral: Filtros de ar para partículas - determinação do desempenho de filtração
NORMAS ISO TC 142 Cleaning equipment for air and other gases
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07-10-2011 30
NORMAS ASHRAE 52.2
EN779
Classe
G1
G2
G2
G2
G3
G3
G4
G4
G4
M5
M6
M6
F7
F8
F9
-
Minimum Efficiency Reporting Value
Composite Average Particle Size Efficiency in Size Range, %
Average Arrestance
(MERV-A)
Range 1 (0.3–1.0μm)
Range 2 (1.0–3.0μm)
Range 3 (3.0–10μm)
%
1 - A E3–A < 20 Aavg < 65
2 - A E3–A < 20 65 ≤ Aavg < 70
3 - A E3–A < 20 70 ≤ Aavg < 75
4 - A E3–A < 20 75 ≤ Aavg
5 - A 20 ≤ E3–A < 35
6 - A 35 ≤ E3–A < 50
7 - A 50 ≤ E3–A < 70
8 - A 70 ≤ E3–A
9 - A E1–A < 50 85 ≤ E3–A
10 - A 50 ≤ E2–A < 65 85 ≤ E3–A
11 - A 65 ≤ E2–A < 80 85 ≤ E3–A
12 - A 80 ≤ E2–A 90 ≤ E3–A
13 - A E1–A < 75 90 ≤ E2–A 90 ≤ E3–A
1 4- A 75 ≤ E1–A < 85 90 ≤ E2–A 90 ≤ E3–A
15 - A 85 ≤ E1–A < 95 90 ≤ E2–A 90 ≤ E3–A
16 - A 95 ≤ E1–A 95 ≤ E2–A 95 ≤ E3–A
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07-10-2011
IEQ –Indoor Environmental Quality
Credit 5 - Indoor Chemical & Pollutant Source Control
As entradas devem ser equipados com dispositivos para reter a
sujidade da rua.
Os espaços onde existam emissões perigosas devem possuir
estratégias que garantam a sua depressão em relação aos
espaços contíguos.
As UTAs e/ou UTANs devem possuir sistemas de
filtração com qualidade mínima MERV 13 (F7).
Soluções que evitem a contaminação do ambiente interior por elementos externos ou internos.
LEED
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