Ventilação natural e mista em...
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Ventilação natural e mista em edifícios João Carlos Viegas e Armando Pinto
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Ventilação natural e mista em edifícios
João Carlos Viegas e Armando Pinto
Sumário da apresentação
1. Enquadramento
2. Projetos de investigação
3. Desempenho da ventilação natural
4. Desempenho da ventilação mista
5. Ventilação, QAI e saúde
6. Conclusões
7. Desenvolvimentos futuros
Enquadramento
>Têm sido realizados estudos que têm conduzido a um conhecimento mais aprofundado do desempenho de sistemas de ventilação natural e mista.
>A ventilação natural depende integralmente das ações da diferença de temperatura e do vento.
Enquadramento
>Dado o clima ameno em Portugal, não é expectável que a ação da diferença de temperatura seja suficiente para assegurar a ventilação numa parte significativa do ano.
>Sendo Portugal um país ventoso, é de esperar que seja relevante tirar partido sobretudo da ventilação transversal.
Enquadramento normativo (CTA 17)
> Norma NP 1037 - Ventilação e evacuação dos produtos da combustão dos locais com aparelhos a gás
� Parte 1: Edifícios de habitação. Ventilação natural� Parte 2: Edifícios de habitação. Ventilação mecânica centralizada de
simples fluxo� Parte 3: Volume dos locais e posicionamento dos aparelhos� Parte 4: Instalação e ventilação das cozinhas profissionais� Parte 5: Edifícios de habitação. Ventilação mista
Projetos de investigação FCT
> Avaliação do desempenho da ventilação natural de um edifício de habitação multifamiliar (2001-10-15 / 2005-04-14); LNEC, IDMEC (IST) e Féria & Féria.
> Ventilação em edifícios de habitação – Modelação e experimentação “in situ (2004-05-02 / 2007-11-01); FEUP, LNEC e ISTV.
> Netzero Energy School: Reaching the community (julho de 2009 / julho de 2012); Programa MIT-Portugal.
> Ambiente e saúde em creches e infantários (ENVIRH) (2010-02-01 / 2013-01-31); FCM/UNL, LNEC, INSA e FCT/UNL.
> Estudo geriátrico dos efeitos na saúde da qualidade do ar interior em lares da 3ª idade de portugal (GERIA) (2012-03-01 /2015-02-28); INSA, FCM/UNL, LNEC e FCT/UNL.
Análise do desempenho de edifícios com ventilação natural
>Projetos de investigação�Matosinhos
o dimensionado de acordo com as regras especificadas na NP 1037-1
o permeabilidade ao ar da envolvente foi fortemente penalizada
o análise do desempenho da ventilação natural:
� Experimental na fase inicial
� Experimental na fase de ocupação
� Modelação computacional com modelos de zona
Matosinhos
Matosinhos. Ensaios antecedentes ao período de ocupação. Cozinha
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Caudal
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Aprox. 2 rph
∆T≈5 KK45T ≈∆
h/m110Q 3≈&
Fecho das portas interiores não reduz significativamente o caudal de exaustão.
Matosinhos. Ensaios antecedentes ao período de ocupação. WC
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Tconduta
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Caudal
Aprox. 1 rph
∆T≈5 K
Portas fechadas
Q=0,55 rph
A utilização da instalação sanitária incrementa a sua ventilação
Matosinhos. Validação do modelo integral. Cozinha
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Medido Simulado
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Admissão de ar
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Tempo [hh:mm]
Q [m
3/h]
Fachada Sul Fachada Norte
Praticamente não existe varrimento entre fachadas
O caudal-tipo esperado nos dois quartos situados a Norte totalizava 60 m³/h, bem como o da sala de estarVarrimento devido às diferenças de pressão
formadas em fachadas diferentes, pode contribuir significativamente para a obtenção de tais caudais
Ventilação transversal
Matosinhos. Apartamento ocupado. Inverno
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Tempo [hh:mm]
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Fachada Sul Fachada Norte
Admissão de ar predominante através da fachada Norte
ventilação transversal
sub-ventilação na sala de jantar
Matosinhos. Apartamento ocupado. Primavera
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Tempo
Vel
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Dire
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do
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o [º
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Velocidade
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Matosinhos. Apartamento ocupado. Primavera
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Tempo [hh:mm]
Q [m
3/h]
Fachada Sul Fachada Norte
O ciclo diário do regime do vento, sendo mais intenso durante o dia e menos à noite, contribui para minimizar as perdas de calor devido a exfiltrações
Este fenómeno origina uma ventilação excessiva dos compartimentos orientados a Sul no período diurno e uma sub-ventilação dos compartimentos orientados a Norte no período nocturno.
Matosinhos. Apartamento ocupado. Primavera
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Fenómeno de inversão de tiragem
Matosinhos. Apartamento ocupado. Verão
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Tempo [hh:mm]
Q [m
3/h]
Medido Simulado
Casa de banho
4 Julho 6 Julho
Os caudais obtidos por simulação evidenciam as mesmas tendências dos caudais medidos.
Verifica-se que os caudais na cozinha e na instalação sanitária são, em geral, inferiores aos caudais-tipo; todavia, o seu valor mínimo só pontualmente é inferior a metade do valor do caudal-tipo.
O caudal exaurido na instalação sanitária tem um padrão muito próximo da velocidade do vento, não sendo evidentes variações devidas à mudança da direcção do vento.
Evacuação dos produtos da combustão
>Projectos de investigação�Gondomar
o ventilação mista
o ensaios associando a ventilação natural com exaustão mecânica pontual
Gondomar
3rd and 5th flat: 1st + 4th floor (hybrid system)
1st and 2nd flat: 1st + 4th floor (hybrid system)
4th flat: 2nd floor (natural system)
6th and 7th flat: 1st + 4th floor (hybrid system)
Gondomar
Bath (9.2m3): Natural exhaust
Air inlets (30 m3/h)
Air inlets (30 m3/h)
Kitchen (23.2m3): Mechanical exhaust
Bed1: 22.7m3
Bed2: 31.7m3
Living: 56.4m3
Fixed air inlet
Metodologia
> Foram realizados dois conjuntos de ensaios em Gondomar:
� Ensaio 1o Foi ativado o aparelho a gás do tipo B para aquecimento de água sanitária,
situado no piso inferior;
o foi ativada a exaustão na cozinha, onde se encontra o aparelho do tipo B,simulando a ativação do fogão;
o o caudal de exaustão foi variado por degraus até se atingir o caudal de240 m³/h;
� Ensaio 2o Foi ativado o aparelho a gás do tipo B para aquecimento de água sanitária,
situado no piso intermédio;
o foi ativada a exaustão na cozinha no piso inferior simulando a ativação do fogão;
o o caudal de exaustão foi variado por degraus até se atingir o caudal de 500 m³/h.
Esquentador ativo no piso inferior
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12:30 12:35 12:40 12:45 12:50 12:55 13:00Tempo [h:m:s]
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Temperatura
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Dispositivo de segurança é automaticamente ativado
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Esquentador ativo no piso intermédio
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16:45 16:50 16:55 17:00 17:05 17:10 17:15Tempo [hh:mm]
Tem
pera
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ESQRCT ESQ1AT ESQ2AT
Temperatura piso 0
Temperatura piso 1
Temperatura piso 2
Escoamento de produtos da combustão para a cozinha do piso inferior
∞
Esquentador ativo no piso intermédio
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Cau
dal [
m³/
h]
ESQ1AV ESQ2AV FOGRCV
Caudal piso 1
Caudal piso 2
Caudal mec. piso 0
Escoamento de produtos da combustão para a cozinha do piso inferior
Podem ocorrer condições para promover o escoamento dos produtos da combustão para o interior de outras habitações, mesmo contrariando o efeito de chaminé.
O dispositivo de segurança não promove o corte da alimentação, gerando-se um problema de segurança.
Netzero Energy School: Reaching thecommunity
Período de aquecimento
ENVIRH
>Foi analisado o teor de CO2 em 143 salas de 25 escolas em Lisboa e 20 escolas no Porto.
Reabilitação do edifício para novos usos
>Verifica-se que em várias creches a conservação e melhoria da edificação passou pela reabilitação da caixilharia exterior, que correspondeu à substituição por caixilharia nova (em geral de alumínio).
>Verifica-se que as suas características de desempenho limitam muito (como aliás é requerido) a renovação do ar.
>A adoção de caixilharia de baixa permeabilidade ao ar deve ser acompanhada da implementação de meios de ventilação.
Conclusões
>Os princípios enunciados na norma NP 1037-1: 2002 são adequados para assegurar a evacuação dos produtos da combustão.
>Evidenciam as dificuldades de ventilação aí previstas, que conduziram à referenciação nessa norma da necessidade de complementar o sistema de ventilação natural com a abertura de janelas.
>Ventilação mecânica mal implementada pode contrariar o escoamento dos produtos da combustão.
Desenvolvimentos futuros
>Os edifícios devem ser dotados de sistemas de ventilação.
>Torna-se desejável que sejam desenvolvidos estudos dos quais venham a resultar regras compatíveis com a utilização destes sistemas mecânicos e com a ventilação natural.
Desenvolvimentos futuros
>Estes futuros estudos deverão assentar:� (i) no princípio de independência do sistema de ventilação entre frações (tendo em vista evitar o impacte das pressões e depressões do sistema pontual de exaustão noutras frações),
� (ii) tirar partido da ação do vento para assegurar a ventilação da fração, quando os exaustores estão inativos,
� (iii) assegurar a ventilação mesmo quando as janelas estão fechadas e
� (iv) evitar caudais excessivos.
Exemplo
Ventilação natural e mista em edifícios
Obrigado pela atenção!
