UNIVERSIDADE DE COIMBRA
Projecto de Sistemas Energéticos Faculdade de Ciências e Tecnologia Departamento de Engenharia Mecânica 2011
Autores: Rafael Figueiras (2004118437) Sérgio Pinheiro (2004118521) Pedro Quintal (2003115271)
5º Ano 1º Semestre
Resumo
Este trabalho destina-se à realização de um projecto de AVAC (aquecimento, ventilação e ar condicionado) para um lar de 3ª idade sito no Funchal, Ilha da Madeira. Foi encarado de uma forma um pouco diferente na medida em que se tentou ter contacto com o máximo de soluções possíveis e incorpora-las no trabalho, ao invés de tentar projectar um sistema numa perspectiva exclusivamente profissional. Quer-se com isto dizer que o trabalho foi feito no sentido proporcionar aos autores um enriquecimento generalizado no que concerne a esta parte da engenharia, em particular da engenharia mecânica. As normas existentes para projectos deste tipo estão bem definidas e constituem 3 decretos-lei RSE, RCCTE e RSECE. Apesar de terem diferentes campos de acção deve ter-se em conta que todos eles estão relacionados e na elaboração de um trabalho deste tipo devem ser encarados como um documento global. A organização deste relatório coincide com as etapas de trabalho que foram sido desenvolvidas. É portanto natural que a escolha de equipamentos e soluções implementadas figurem apenas na sua parte final.
Conteúdo Acrónimos .......................................... ................................................................ ............................................ ............................................ ................................. ........... 5 Introdução ............................................. ................................................................... ............................................ ............................................ ............................. ....... 7 O caso em estudo/Estruturação do trabalho ....................................................... ....................................................... 7 Secção 1 – Reconhecimentos ......................................... ............................................................... ............................................ ...................... 8 1.1- Do clima e condições exteriores. .................................... .......................................................... ................................. ........... 8 1.2- Envolvente Urbana e Localização Geográfica ................................... ........................................... ........ 10 1.3 – O Edifício ....................................... ............................................................. ............................................. .............................................. ....................... 10 1.4 – Tela humana alvo e condições interiores.................................................... interiores.................................................... 12 Secção 2 – Levantamento de dados ............................................ ................................................................... ........................... .... 13 13 2.1 – Dimensões ............................................ .................................................................. ............................................ ...................................... ................ 13 2.2 – Soluções Construtivas .......................................................... ................................................................................ ........................... ..... 15 2.2.1 – Envolvente vertical exterior ........................... ................................................. .......................................... .................... 15 2.2.2 – Lajes e Pavimentos............................................ ................................................................... .................................. ........... 19 19 2.2.3 – Envidraçados e portas ............................ .................................................. ............................................. ........................... .... 21 2.3 – Área não úteis ......................................... ............................................................... ............................................. ................................... ............ 25 2.4 – Luminosidade, Equipamentos e Ocupação.......................................... ............................................... ..... 26 Secção 3 – Soluções projectadas ....................................... ............................................................. ...................................... ................ 29 29 3.1 – Ventilação. ........................................... ................................................................. ............................................ ...................................... ................ 29 Insuflação .......................................... ................................................................. ............................................. ............................................. ....................... 29 Extracção de limpos ............................................................. ................................................................................... ............................... ......... 31 Extracção de Sujos .......................................... ................................................................ ............................................ ............................... ......... 32 32 3.2 – Climatização ........................................... .................................................................. ............................................. .................................. ............ 34 Aquecimento ............................................ .................................................................. ............................................ ...................................... ................ 34 Arrefecimento ........................................... ................................................................. ............................................ ...................................... ................ 35 Secção 4 – Dimensionamento de Soluções projectadas ..................................... 36 4.1 - Ventilação .............................................................. .................................................................................... .......................................... .................... 36 4.1.1 – Definição de caudais de Insuflação e Extracção. Extracçã o. ............................. ............................. 36 4.1.2 – Dimensionamento das condutas ........................ ............................................... ................................... ............ 38 4.1.3 – Perda de carga global continua. .......................................... .......................................................... ................ 41 4.1.4 – Dimensionamento das baterias bat erias das UTAS ............................................ ............................................ 43 4.1.5 – Ventiladores de extracção ...................................... ............................................................ ............................... ......... 46 4.2 – Hidráulica............................................................ ................................................................................... .............................................. ....................... 49 4.2.1 – Dimensionamento da rede hidráulica. ............................. ................................................. .................... 49 4.2.2 – Escolha de bombas........................................ bombas.............................................................. .......................................... .................... 53 Seccão 5 – Ajustes e alterações .......................................... ................................................................ ...................................... ................ 55 INSUFLAÇÃO............................................................. ................................................................................... ............................................. ........................... .... 55 EXTRACÇÃO .......................................... ................................................................. ............................................. ............................................. ....................... 55
Secção 6 – Seleccionar equipamentos geradores .................................... ................................................ ............ 56 Secção 7 – Outras hipóteses ......................................... ............................................................... ............................................ ........................ 57 Secção 8 – Conclusões .......................................... ................................................................ ............................................ ............................... ......... 58 Errata ............................................ .................................................................. ............................................ ............................................ ...................................... ................ 59 Bibliografia ............................................. ................................................................... ............................................ ............................................ ........................... ..... 59 Anexos 1 – Definições e dimensões .......................................................... .......................................................................... ................ 61 Anexo 2 – Soluções Construtivas ............................................. ................................................................... .................................. ............ 64 Anexo 3 – Pontes térmicas planas ........................................... .................................................................. .................................. ........... 69 Anexos 4 – Lajes e Pavimentos......................................... ............................................................... .......................................... .................... 73 Anexo 5 – Envidraçados ............................................ .................................................................. ............................................ ........................... ..... 76 Anexo 6 – Projecto luminotécnico ............................................................ ............................................................................ ................ 78 Anexo 7 – Ocupação.............................................................. ..................................................................................... ................................... ............ 80 Anexo 8 – HAP .......................................... ................................................................. ............................................. ............................................. ....................... 81 Anexo 9 – Sistemas ........................................... ................................................................. ............................................ ...................................... ................ 86 Anexo 10 – Ocupation schedules............................................ ................................................................... .................................. ........... 92 Anexo 11 – Cálculo de caudais c audais de ar de extracção. ........................................... ........................................... 96 Anexo 12 – Redes de condutas e soluções de Ventilação................................... Ventilação................................... 97 Anexo 13 – Caudais insuflação e extracção regulamentares ............................. ............................. 98 Anexo 14 – Equipamentos do sistema insuflador ........................................... .................................................. ....... 102 UTA_BP............................................. ................................................................... ............................................ ............................................ ............................. ....... 102 Anexo 15 – Equipamentos do sistema de exaustão .......................................... ............................................. ... 105 Anexo 16 – Caracterização do circuito frio 1 ............................... ..................................................... ......................... ... 107 Anexo 17 – Troços de ventilação rectangulares ............................................ ................................................... ....... 109 Anexo 18 – Esquema de princípio ............................... ...................................................... ............................................ ..................... 110 Anexo 19 – Catálogos ............................................ .................................................................. ............................................ ............................. ....... 111
Acrónimos A_bruta – Área de parede desde o chão ao tecto sem área de envidraçados nem a área de pilares. A_cega – Área de parede contando total desde o chão ao pé direito A_efectiva – Área de parede desde o chão ao tecto sem área de envidraçados Aque. – Aquecimento. Ap – área de pavimento. Arref. – Arrefecimento. AVAC – Aquecimento ventilação e ar condicionado cp - Calor especifico, unidades são referidas no texto. t exto. EDL – Extractor directo de limpos. EDS – Extractor directo de sujos. EJA – Envidraçado tipo janela. EPO – Envidraçado tipo porta. EWC – Envidraçado tipo casa-de-banho (pequenas janelas)
f, f’, f’’ – condições de paragem do processo iterativo (erros máximos admissíveis).
HAP – Hourly Analysis Program. hf – altura manométrica (m.c.ar ou m.c.a) LNEC – Laboratório nacional de Engenharia Civil. L X – Lage – Lage ou pavimento “X”. Ex.: L1 – Laje tipo 1. Oc. – Ocupação ou Ocupantes. PC – Perda de carga. PE X – Parede – Parede Exterior “X”. Ex.: PE1 – Parede Exterior 1. PE X _PTP – Ponte térmica plana da parede exterior “X”. EX. PE1_PTP - ponte térmica plana na parede exterior 1. Pot. – Potência. PSE – Projecto de Sistemas Energéticos. PTP – Pontes térmicas planas.
PUR – Poliestireno Extrudido Expandido. Qe ou QE – Caudal de ar extraído ou caudal de ar de extracção. e xtracção. Qi ou QI – Caudal de ar insuflado ou caudal de ar de insuflação. Rse e Rsi – Resistência exterior e resistência interior (respectivamente). RCCTE - Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios . RSECE – Regulamento de Sistemas Energéticos de climatização de Edifícios. SCE – Sistema nacional de certificação energética e da Qualidade do Ar Interior no Edifícios. UTA – Unidade de tratamento de ar. UTA’s – Unidades de tratamento de ar. UTAN’s – Unidades de tratamento de ar novo.
VEL – ventilador de extracção de limpos. VES – Ventilador de extracção de sujos. VB – Visual Basic WC – Casa-de-banho. WC’s – Casas-de-banho.
Introdução O caso em estudo/Estruturação do trabalho O presente trabalho tem a finalidade de aproximar ao máximo os alunos com o desenvolvimento e implementação de sistemas energético no âmbito do RSECE. Este caso refere-se a um lar de 3ª idade sito no Funchal, Ilha da Madeira que necessitaria de um sistema de AVAC que proporcione condições de conforto aos seus utentes. Deste trabalho faz parte integrante um CD/DVD com informações a ele relativas e que dele não pode ser dissociado. O trabalho foi estruturado da seguinte forma: Tabela 1 - Estruturação da análise.
Secção 1 2 3
4 5 6 7 8
Conteúdo Reconhecimentos Levantamento de dados Soluções projectadas Dimensionamento de soluções projectadas Ajustes e alterações Selecção de equipamentos produtores de energia Outras hipóteses/melhorias Conclusões
7
Secção 1 – Reconhecimentos Esta secção tem grande importância uma vez que fornece muitas informações no desenvolvimento do projecto. Este tem que ser desenvolvido de acordo com o local onde irá ser implementado e, consequentemente concordante com as necessidades climáticas do local.
1.1- Do clima e condições exteriores. Como já foi referido o local para onde foi feito o trabalho foi Funchal, Ilha da Madeira que tem um clima muito temperado em que predominam temperaturas de “quase conforto” quer no Verão (estação de arrefecimento) quer no Inverno (estação
de aquecimento). A caracterização do clima foi feita com recurso aos arquivos disponível no site http://www.windguru.cz/pt/ [A] que nos forneceram dados sobre temperaturas máximas e mínimas diárias desde 2003 no Funchal, e analisando uma brochura climática do arquipélago sita em http://www.sra.pt [B] que forneceu muitas informações/alteração climáticas na Ilha da Madeira na segunda metade do séc. XX. Assim concluiu-se sobre o clima o que se passa a expor:
Ilustração 1 - Gráficos retirados da brochura climática referida.
8
Ilustração 2 - Gráfico retirado da brochura climática referida.
Optou-se por incluir gráficos da brochura climática pois esta está disponível para download no site [B] em anexo digital. Os dados obtidos pelo site [A] não irão ser todos incluídos no relatório por serem demasiados (diários desde 2003), será mostrada de seguida uma tabela com o tratamento desses valores: Tabela 2 - Valores obtidos do site [B] e tratados em Excel referentes a condições de temperatura.
Soma das temperaturas médias de Inverno Soma das temperaturas médias de Verão
Somatório registos [ºC]
Nº meses da estação
Temperatura média
901,5
53
17,009
1060,5
40
26,513
mensal anual [˚C]
Com estas informações (e muitas outras que foram obtidas especialmente através da brochura climática) conseguimos definir o clima a considerar durante o projecto. Considerou-se que se atribuiria uma margem de segurança em termos de temperatura de 2 ˚C e que em termos de humidade se ajustaria os valores médios ao intervalo de dezenas mais justo como se mostra: Tabela 3 - Condições climáticas.
Condições climáticas
Mínimas
Máximas
Temperatura [˚C]
15
28,5
Humidade Relativa [%]
70
80
Optou por se dar mais significado aos registos do site [B] em termos de temperatura, e arredondar as condições de humidade relativa obtidas pelo site [A] por excesso a fim de prever uma situação esporádica que pode-se ser registada. Como se pode comprovar a variação de temperaturas ao longo do ano é de cerca de 12,5˚C o que mostra o quão ameno é o clima. clima .
9
1.2- Envolvente Urbana e Localização Geográfica A envolvente urbana não pode ser descrita, uma vez que apenas se sabia que o edifício seria sito no Funchal mas não ao certo em que zona. Assim sendo admitiu-se que o Lar estaria situado numa zona ampla e sem sombreamentos de horizonte significativos. É de realçar que em zonas urbanas densas os sombreamentos provocados por outros edifícios contribui em muito para a não captação de radiação solar (como se percebe) e consequentemente para exponenciar a necessidade de climatização dos edifícios a projectar. Em termos de localização geográfica utilizando o programa HAP (que foi uma das ferramentas mais usadas neste trabalho) conseguimos ter os seguintes dados:
Latitude – 32,7 Norte Longitude – 16,8 Oeste Altitude – 54,9 [m]
1.3 – O Edifício O edifício apenas foi fornecido em planta, não sendo possível ir ao local para uma familiarização com o mesmo teve que se usar um pouco imaginação e um pouco de carvão e papel para ter a noção de como o edifício pareceria. Resultaram assim algumas imagens que serão fornecidas em anexo digital, que nos familiarizaram um edifício (ainda que hipotético, a imagem da capa é exemplo disso e mostra a fachada com vista de SE para NO). Sabia-se que teria um piso principal onde estaria toda a necessidade energética e onde funcionaria Lar (piso 0), um piso de garagem (piso -1) e um piso de cobertura (piso 1). O mesmo aconteceu com a orientação do Lar, uma vez que não era dita a orientação real, fazendo uso de competências adquiridas durante o curso admitiu-se uma orientação no sentido de deixar voltada a Norte o mínimo de fachada possível. Aproveitando para introduzir a planta do edifício e a orientação escolhida mostra-se a imagem seguinte:
10
5 6
4 3
7
2 8
1 Ilustração 3 - Orientação da planta pl anta e numeração das fachadas.
Estando no hemisfério Norte serão as fachadas a Sul onde incidirá mais radiação solar: Tabela 4 - Orientação das fachadas e período de incidência solar.
Fachada 1 2 3 4 5 6 7 8
Orientação Sudeste Nordeste Noroeste Este Norte Oeste Oeste Sul
Período de incidência Manhã Manhã Tarde Manhã (apenas radiação difusa) Tarde Tarde Todo o dia
As restantes plantas figuram no anexo 1.
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1.4 – Tela humana alvo e condições interiores Sendo um lar de 3ª Idade a imagem humana alvo será constituía por pessoas já com alguma idade, pelo que teve que se ter em conta os requisitos de conforto que essas pessoas necessitam/desejam. Como se sabe as pessoas com idade mais avançada sentem e são mais vulneráveis a mudanças climáticas abruptas ou condições de habitabilidade extremas (frio ou calor severo). A acrescentar a isso, teve-se em conta o facto de essas pessoas terem mais sensibilidade ao frio que as pessoas mais novas, pelo que a temperatura de conforto teve que ser repensada e não estipulada nos 21˚C habituais. Apesar de haver no mesmo espaço pessoal administrativo e funcionário optou-se por se satisfazer em primeira instância as necessidades de conforto das pessoas mais velhas, pois serão elas o principal utilizador do espaço (e manda o respeito que assim seja). As condições interiores de projecto foram fixadas como se mostra: Tabela 5 - Condições de conforto.
Temperatura de conforto [˚C] Humidade Relativa interna [%]
23ºC 50%
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Secção 2 – Levantamento de dados Após os reconhecimentos é necessário caracterizar o edifício a estudar de forma exaustiva. Todas as características irão influenciar na determinação das necessidades energéticas e de ventilação. Dessa forma em seguida irá ser exposto como foi feito todo esse processo.
2.1 – Dimensões Na presente subsecção irá mostrar-se o que foi feito para uma divisão da planta já mostrada, sendo os restantes mostrados no anexo 1 sem a justificação da análise desenvolvida uma vez que será igual à que se irá expor de seguida 1. Como se vê na ilustração 3, o Lar é constituído por vários espaços/divisões, a fim de justificar o modo de análise das mesmas escolheu-se o espaço Q0.1. A ferramenta usada para o dimensionamento da área deste espaço foi o AutoCAD, que se revelou uma ferramenta fundamental.
Ilustração 4 - Obter valores de área.
Como se pode ver, quase tudo o que era preciso em termos de dimensões conseguia se obtido em AutoCAD analisando a janela de propriedades. Os valores de área foram todos tirados e organizados em folha de Excel que se mostra no anexo 1. Em termos de dimensões falta ainda definir (uma vez que não foi fornecido) o pé direito médio e a altura do tecto falso (que nem sempre existe). Uma vez que nenhum desses dados foi fornecido consideraram-se os seguintes para todo o edifício:
Sempre que se achar justificado irá, nos anexos, ser feita referencia a situações particulares que possam existir.
1
13
Pé direito – 2,7 [m] Altura do tecto falso – 0,5 [m]
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2.2 – Soluções Construtivas 2.2.1 – Envolvente vertical exterior No que respeita à envolvente vertical foi proposto que se escolhessem diferentes tipos de soluções construtivas para as diferentes fachadas. Essa distribuição das diferentes PE’s foi feita tendo em conta a orientação do edifí cio; a solução com maior U seria a que estaria voltada a Norte e a com menor a que estaria voltada a Sul (implementação que figura em anexo 2). Tal foi feito no sentido de precaver quer um aquecimento excessivo no Verão quer um arrefecimento descontrolado no Inverno. Encarou-se cada envolvente vertical exterior individualmente e estudou-se em cada caso os seguintes pontos: 1. Coeficiente de transmissão de Calor U da envolvente. 2. Coeficiente de transmissão de Calor U das pontes térmicas planas.
Nota sobre o Coeficiente U O coeficiente de transmissão térmica é o valor que caracteriza a facilidade com que uma determinada construção se deixa atravessar por um fluxo de calor. Vem dado em ] donde se consegue deduzir que representa a potência térmica que é perdida/ganha por unidade de área da construção em causa relativamente a uma variação de temperatura de 1˚C. Assim sendo, quanto maior for o U maior é a sua vulnerabilidade para ser atravessado por um fluxo de calor.
O método de o determinar está bem definido no ITE 50 parte 1, do LNEC e mostra que:
A existência de dois termos , deve-se ao facto de na proximidade imediata das paredes existir uma fina camada de ar estagnado, que induz uma perda de calor por condução e não por convecção como seria de esperar. Estes coeficientes dependem das condições do ambiente interno (i) ou externo (e) a que disserem respeito e do sentido do fluxo de calor 2. Em seguida irá mostrar-se um exemplo de cálculo do coeficiente U de uma das 4 soluções consideradas (PE1) sendo as restantes fornecidas no anexo 2. A fim de tornar mais rápido e com menos probabilidade de erro o cálculo do factor U, desenvolveu-se uma folha de Excel programada com Macros VB (ver anexo digital).
2
São bem definidas no ITE50.
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Tabela 6 - Soluções construtivas usadas.
PE PE1 PE2
PE3 PE4
Descrição Fachada ventilada Parede dupla de tijolo 15 Parede simples de tijolo 20 e caixade-ar Parede de blocos
A solução construtiva PE1 é a mostrada de seguida:
Do exterior para o interior temse: Fachada ventilada PUR Betão Reboco
O ITE50 fornece valores de condutibilidade térmica, os quais têm de ser manipulados a fim de obter a resistência térmica e se poder aplicar a determinação do coeficiente U. Para obter a resistência térmica basta dividir a espessura da camada de material pela condutibilidade, logo:
Ilustração 5 - Solução construtiva PE1, medidas em [cm].
Camada PUR: Espessura [cm] – e=4 [cm]
Condutibilidade Resistência – Camada Betão:
Espessura [cm] – e = 34[cm]
Condutibilidade Resistência –
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Camada Reboco: Espessura [cm] – e=2 [cm]
Condutibilidade Resistência –
Determinação de e , como estamos a tratar de fachadas ventilada admite-se que a camada de ar estagnado na PE1 do lado exterior está igualmente estagnada como a do lado interior donde: 3
Definindo U:
Após a definição do U é necessário verificar se ele está regulamentar ou não, já que é definido um máximo para esse coeficiente de acordo com a zona climática e fixado no RCCTE pág. 2512 Quadro IX.1. No caso temos que:
Pelo que se comprova que a envolvente PE1 está regulamentar, já que:
Para as restantes:
Tabela 7 - Verificação dos coeficientes U das soluções construtivas.
Situação Regulamentar Regulamentar Regulamentar Regulamentar
No que respeita a PTP a sua análise é em tudo idêntica à análise feita para as PE verticais, terá que se saber qual a área de PTP existente e que merece ser contabilizada como tal e desenvolver o cálculo do U da mesma forma tendo em conta o material de que é feito o pilar e o seu isolamento. Serão mostrados todos os tipos de PTP’s no anexo 3, bem como os locais onde estas foram consideradas, nesta secção apenas se vai mostrar uma imagem da PE1_PTP 4.
ITE50 – pág. I.11 quadro I.3 Uma vez que o programa de simulação usado não possibilita a introdução de pontes térmicas lineares considerou-se uma altura de pilar de 3,5 m desenvolvendo assim PTP um pouco maiores a fim de o compensar.
3 4
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Ilustração 6 - Ponte térmica plana PE1_PTP.
Para que as pontes térmicas estejam em conformidade com o regulamento seguido o coeficiente U da PTP não poderá ser superior ao dobro do coeficiente U da zona corrente. No caso em estudo essas condições foram sempre conseguidas como se mostra: Condição a satisfazer -
Tabela 8 - Caracterização regulamentar das PTP.
Nº Solução 1 2 3 4
Valor de U para zonas corrente e zonas de PTP [W/m2 ºC] PE1 PE1_PTP PE2 PE2_PTP PE3 PE3_PTP PE4 PE4_PTP
0,6919 0,4462 0,5124 0,8120 1,0578 0,7214 0,4561 0,5070
Estado Regulamentar Regulamentar Regulamentar Regulamentar
Como facilmente se nota há situações em que o U da PTP é inferior ao da zona corrente, o que significa que a PE é mais “condutiva” que a própria PTP. Se se vir as
imagens das soluções PE1 e PE1_PTP nota-se que em PE1_PTP existe uma camada vertical adicional de isolamento (XPS no caso) o que torna a PTP uma “não ponte térmica”. À ainda que fazer referência que em termos de isolamento de PE verticais é aconselhável o isolamento pelo interior, contudo nas PTP é aconselhável o isolamento pelo exterior do pilar a fim de o proteger uma vez que é uma construção particular.
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2.2.2 – Lajes e Pavimentos Relativamente a lajes e pavimentos (envolventes horizontais), a fim de desenvolver uma análise o mais próximo possível das soluções existentes, teve que se estudar os capítulos 3 e 4 do ITE50 e admitir como se iriam considerar essas soluções. Consideraram-se 4 lajes diferentes, duas de pavimento e duas de cobertura. Tabela 9 - Caracterização dos 4 tipos de lajes.
Laje
Descrição
L1
Laje de contacto com o terreno com impermeável. Laje de contacto com ambiente exterior (fluxo de calor descendente, para zona de quartos em cima da garagem). Laje de contacto com o exterior superior, revertida exteriormente por painéis tipo sanduíche. Laje de contacto com o exterior superior (terraço inacessível), inacessí vel), com camada exterior de seixo5.
L2 L3 L4
Foi considerada impermeabilização e isolamento de lajes e pavimentos sempre que se justificou. A análise do U foi feita de igual modo que na secção anterior, por isso, nesta será apenas fornecida uma imagem de uma solução estrutural com desenho e determinação do U sendo as restantes mostradas no anexo 4. À que ter em atenção que a fim de proteger a laje o isolamento deve ser colocado na parte exterior, bem como a camada de forma. Laje 3 – L3, laje de cobertura de contacto directo com o telhado exterior.
Ilustração 7 - Laje L3.
P. Sandwich – Painel sanduíche, ITE50 quadro I.1. Camada de Ar* - Esta camada de ar serve para modelar um telhado em painel sanduíche com inclinação de 5 ˚, cuja altura máxima seria pequena e se
Contabilizou-se a camada de seixo como se de uma “cobertura ventilada” se trata se, fazendo o R se da cobertura exterior igual ao R si. 5
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admitiu não ser suficiente para se considerar um espaço não útil. (altura máxima roda os 0,5 [m]). C. Forma – Camada de forma, é um revestimento em betão leve (sugerido no ITE50) em cima da laje aligeirada. Finalmente é ainda necessário notar-se que os coeficientes Rse e Rsi são diferentes dos usados nas PE uma vez que o sentido do fluxo de calor neste caso é ou ascendente ou descendente vertical. Da mesma forma que em envolventes verticais, também as horizontais terão que satisfazer U máximo admissíveis que no caso presente é de 1,25 (mesma secção e tabela que na secção anterior). O quadro em baixo mostra a situação do presente projecto. Tabela 10 - Definição regulamentar das lajes.
Situação Regulamentar Regulamentar Regulamentar Regulamentar
Apesar de a laje L2 estar em contacto com a garagem não se considerou esta uma zona não útil uma vez que é completamente aberta a menos de uma envolvente (ver planta), sendo por isso um espaço fortemente ventilado ao ponto de se considerar exterior.
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2.2.3 – Envidraçados e portas Envidraçados
No que aos envidraçados diz respeito, teve mais uma vez que se recorrer ao ITE50 parte III, para saber como se deveria defini-los. Foram definidos quatro tipos de envidraçado EPO, EJA, EWC e clarabóias, respectivamente envidraçados de porta, de janela, de casa de banho e clarabóias. A constituição integral dos envidraçados figura no anexo 5, sendo nesta secção apresentado como foi o método de análise. Tenha-se como exemplo o tipo de envidraçado EPO. Tabela 11 - Constituição do envidraçado EPO.
Envidraçado
Constituição
EPO
Vidro duplo colorido na massa + incolor [5 mm + (4 a 8) mm] Caixilharia de madeira Estore de lâminas interiores cor média Caixa-de-ar de 6 [mm] entre vidros Abertura tipo deslizante
Os valores de U são vistos directamente no ITE50 pag.III.3 e seguintes e terão que ser considerados diferentes tipos de U conforme a situação:
– Aplicável em envidraçados de locais sem ocupação nocturna.
- Aplicável em envidraçados de locais com ocupação nocturna. – Aplicável a envidraçados verticais de separação entre um espaço útil
interior e um espaço não aquecido. - Aplicável a envidraçados horizontais. (método de calculo diferente para fluxo ascendente, descendente e caso de vidro low ε, baixa emisividade).
Neste caso definiram-se e já que este tipo de envidraçados de porta estaria colocado em zonas onde contacta-se com outras zonas não aquecidas, ver tabela no fim desta secção.
Para verificar se os envidraçados estariam de acordo com o regulamento do RCCTE teve que se definir o factor solar de cada vão envidraçado e compara-lo com o factor solar máximo admissível (pag. 2512 quadro IX.2 do RCCTE)
Definir : Este factor solar é calculado através da fórmula seguinte que figura no RCCTE (pág. 2504)
Grosso modo (já que as parcelas intervenientes estão bem definidas no RCCTE) caracteriza o tipo de vidro e caracteriza o/os tipo/tipos de oclusão existente
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(ambos definidos em RCCTE - Tabelas IV.4 e RCCTE - Quadro V.4 respectivamente). Para o caso exemplo desta secção teve-se:
O valor que se acaba de obter tem que ser comparado com o máximo admissível que para o caso da ilha da Madeira (sendo uma zona V1 inércia Forte) virá:
Comprava-se então que:
E por isso o envidraçado que se acaba de expor exp or está regulamentar. Tabela 12 - Definições para EPO. N
Designação
U w w
U w(lna) w(lna)
gnorm.v
g' norm.1 norm.1
gnorm
gnorm.[V1;I-Forte]
Situação
2
EPO_[1m]
3,3
2,5443331
0,55
0,59
0,4326667
0,56
Regulamentar Regulamentar
Inibiu-se a planta que mostra onde estão colocados os envidraçados envi draçados pois esta será fornecida em anexo digital.
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Portas
Uma vez que se definiram portas completamente envidraçadas nos envidraçados (admitiu-se que não havia portas com pequenas janelas) considerou-se que todos os tipos de porta seriam idênticos e por isso definiu-se um único tipo de porta. Em termos de limitações de portas, os regulamentos não lhes fazem referência pelo que não se irá poder confrontar valores de U encontrados com valores de U máximos admissíveis. As portas foram modeladas como se mostra:
Ilustração 8 - Esquema de uma porta.
23
Tabela 13 - Definição do coeficiente U para portas.
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2.3 – Área não úteis No presente trabalho apenas foi considerada uma área não útil, a área correspondente à lavandaria (ver planta). A definição de área útil nem sempre é bem definida, mas existem casos em que o coeficiente é bem definido e tabelado (RCCTE pág. 2493 tabela IV.1). De entre os casos apresentados nessa tabela apenas enquadramos a lavandaria como sendo uma marquisa, já que não tem ocupação permanente e tem janelas para o exterior. Não foram considerados desvão de telhado uma vez que a inclinação dos painéis tipo sanduíche que o constituem é de apenas 5˚, e a altura máxima vertical do respectivo vão ronda os 0,5 [m], o que é pouco para se admitir que haja ventilação.
6
O coeficiente é dado por:
E é ainda função do quociente entre a área de parede com contacto interno do ENU e da área de parede com contacto externo do mesmo espaço . Assim é fácil de entender que conseguindo caracterizar um espaço não útil por um coeficiente obtido pelo RCCTE consegue-se obter uma temperatura a que se poderá modelar o ambiente do espaço não útil, deduzindo .
No caso da lavandaria obteve-se:
Como já se definiu as temperaturas de conforto interior e de ambiente exterior anteriormente vem:
Este coeficiente caracteriza os espaços não úteis e é definido como o quociente de duas variações de temperatura.
6
25
2.4 – Luminosidade, Equipamentos e Ocupação Como é sabido os equipamentos consumidores de electricidade contribuem de forma importante para a criação de cargas térmicas internas. Mais uma vez neste trabalho, não se dispunha de informação sobre o tipo de luminárias e o tipo de equipamentos que estavam instalados no edifício. Por isso modelou-se uma instalação de luminárias tendo em conta que a média médi a de W/m 2 deveria rondar o valor de 6[W/m 2 ]7. Usando acetatos disponibilizados na cadeira de PSE de anos anteriores ao presente e fazendo alguma pesquisa (www.dialux.com o mais consultado, www.osram.com www.osram.com,, www.candela.com)) decidiu seguir-se a tabela de requisitos de quantidade físicas www.candela.com intrínsecas a projectos luminotécnicos (unidade Lux e W/m2) 8 (anexo 6). Essas propriedades não se irão desenvolver nem explicar neste relatório por não fazerem directamente parte deste projecto. Com a ajuda do software DIAlux 4.5 conseguiram projectar-se instalações de luminárias que cumprissem os requisitos propostos. De seguida irá mostrar-se o relatório luminotécnico de um espaço do edifício e a modelação obtida com o programa DIAlux. Poderão ver-se curvas de iluminância [Lux], os focos de luz produzidos pelas luminárias entre outras características de entre as quais se ressalva a potência por unidade de área de espaço que neste caso virá 9,52 . Seja como exemplo o espaço Coz0.1 (Cozinha).
Este valor foi estabelecido durante o período de aulas como um valor aceitável para todas as divisões. 8 Foram estudadas outras propriedades como a intensidade luminosa [cd] ou o indicie de reprodução de cor. 7
26
27
Ilustração 9 - Exemplo de um relatório luminotécnico.
Ilustração 10 - Exemplo de design obtido com o programa DiaLUX (neste caso para a cozinha).
Este processo foi repetido para todas as divisões do Lar e será apenas fornecido no CD, uma vez que constituiu um “extra” que não estava previsto no inicio.
Em termos de equipamentos foram tidos em conta os seguintes com as seguintes potências: Televisão – 100 W – 200 W Computador –
No que há ocupação diz respeito foram sendo consideradas ocupações conforme se conseguiu deduzir do esquema de mobiliário das plantas fornecidas. Por exemplo, no gabinete de administração há duas secretárias admitiu-se 2 pessoas, na recepção admitiu-se 1 pessoa, e seguiu-se esta lógica para todas as divisões (o quadro de ocupações será fornecido no anexo 7). Finda a análise do espaço e clima introduziram-se todos os valores no programa HAP que fez a simulação das necessidades térmicas dos equipamentos. É mostrado nos anexos 8, 9 e 10 como definir uma divisão, um sistema de fornecimento de ar e alguns dos períodos de ocupação usados.
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Secção 3 – Soluções projectadas Após a caracterização do edifício deve projectar-se quais os sistemas a instalar e quais as zonas que estes afectaram. Foram projectados sistemas de ventilação e aquecimento como de seguida se descreve. Deve consultar-se os anexos 1 e 12.
3.1 – Ventilação. Insuflação Sistema 1 - UTAN UTAN Quartos [UTAN_Q] [UTAN_Q]
Zonas abrangidas – Z1; Z2; Z3; Z4 Irá fornecer Ar para as zonas Z1, Z2 e Z3 com excepção dos WC’s que existirem nessas zonas já que estes não têm necessidades de insuflação. Como se percebe ainda não se consegue caracterizar nenhum dos equipamentos uma vez que não foi ainda desenhada a rede de condutas e tubagens. Contudo esta UTAN irá ser equipada com: Pré-filtro + filtro de bolsas + Bateria de frio + separador de gotas + bateria de quente + ventilador.
Ilustração 11 - Imagem da UTAN_Q.
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Sistema 2 e sistema sistema 3 - UTA Salas + Refeitório9 [UTA_S_R]
Zonas abrangidas – Z5; Z6; Z7; Z8; Z9; Z10 Apesar de serem duas zonas independentes, a zona de salas e de refeitório funcionam em contraponto na maior parte do tempo. Isto é, quando existem necessidades num dos sistemas não existem necessidades no outro. Por isso, a solução implementada foi uma UTA com recuperação que funciona-se para os dois sistemas. Para isso é necessário que as condutas que chegam e partem da UTA estejam equipadas com registos de caudal motorizados e que estejam automatizadas por um PLC numa rede central de controlo. Da mesma forma os ventiladores da UTA devem estar equipados com variadores de velocidade a fim de permitir variar o caudal em conformidade com os requisitos. Assim esta UTA deve ter: Insuflação com os mesmos componentes que a UTA_Q. Extracção – Filtro à entrada do ar extraído + ventilador + registos Permutador de fluxos de ar cruzados.
Ilustração 12 - Imagem da UTA_S_R (primeira hipótese).
Sistema 4 - UTAN UTAN Cozinha [UTAN_C] [UTAN_C]
Zonas abrangidas – Z14 Esta UTA insufla ar exclusivamente para a cozinha e foi dimensionada pelo método da hotte ponderando a insuflação a 80% da extracção. Em termos de constituição é similar à UTAN_Q.
Esta opção teve a finalidade de familiarizar os autores com a hipótese de instalação de UTA’s com recirculação, foi uma solução cuja viabilidade terá que ser julgada no final pois pode não ser compensatório haver recirculação. 9
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Sistema 5 - UTA UTA Adjacentes de de Cozinha (B.P.) (B.P.) [UTA_BP]
Zonas abrangidas – Z13; Z15; Z16. Esta UTA de baixo perfil irá insuflar Ar para as zonas adjacentes de cozinha. Optou por se projectar insuflação para dispensas de alimentos e circulações uma vez que pode ai haver necessidades de manutenção de produtos a temperaturas frias e ambiente seco. É uma UTAN de instalação em tecto falso e constituída por, bateria de quente e frio, um separador de gotas e sistema de ventilação.
Sistema 6 - Insuflador Insuflador directo LAV LAV [Ins_LAV]
Zonas abrangidas – Z12 Sendo a lavandaria um espaço não útil optou por se instalar um insuflador de ar directo sem tratamento de ar.
Extracção de limpos Sistema 1 - Extracção Extracção zona 3 [VEL_Z3] [VEL_Z3]
A extracção desta zona foi feita com uma caixa de extracção na cobertura sem requisitos especiais, e engloba as divisões SE0.1, C0.2.
Sistema 2 e Sistema Sistema 3 - UTA Salas + Refeitório
Uma vez que a UTA para as salas e refeitório tem recirculação funciona também como exaustor.
Admitiu-se que a extracção do espaço REC0.1 é feita pelo H0.2 uma vez que as recepções costumam ter grande abertura para a divisão adjacente e são de pequenas dimensões. N.B.- 70 % de SE0.2 + C0.3 uma vez que os restantes 30% serão feitos pelas wc anexas ás salas WC0.3 e WC0.5.
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Sistema 4 - Exaustor Exaustor directo LAV [EDL_LAV]
Sendo uma área não útil instalou-se na lavandaria um ventilador directo sem requisitos
Sistema 5 - Exaustor Exaustor directo SE0.3 [EDL_SE0.3]
Este exaustor faz a exaustão da sala de convívio dos funcionários a que se juntou o caudal de exaustão necessário afecto ao corredor anexo C0.8.
Extracção de Sujos
Sistema 1 - Extracção Extracção WC.Quartos. [VES_WCQ] [VES_WCQ]
Esta extracção vai contemplar, para além das necessidades de extracção dos WC dos quartos as necessidades de extracção dos quartos (cada WC extrai o caudal do quarto a que está anexa) e do corredor C0.1 (cada WC dos quartos extrai 10% da extracção do corredor). Irá ser feita por uma caixa de extracção colocada na cobertura.
O caudal de extracção dos WC dos quartos calculou-se por ponderação volúmica da zona de espelho e da zona de banheira em que se consideraram as ponderações mostradas em anexo 13 e 15 e em anexo digital.
Sistema 2 – Extracção WC Salas [VES_WCS]
Esta extracção para além da extracção das próprias WC efectuará 30% da extracção da sala anexa (SE0.2) e será feita com caixa de extracção instalada na cobertura.
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Sistema 3 – Extracção Lixos [EDS_L]
Extracção com exaustor directo de fluxo vertical instalado na cobertura.
Ponderou-se um caudal de renovações por hora de 7,5 RPH para estes espaços. Sistema 4 – Extracção Cozinha [VES_C]
Extracção que contemple exclusivamente a zona de cozinha e que é feita por caixa de exaustão instalada na cobertura. Extracção calculada pelo modelo da hotte: Tabela 14 - Método da Hotte para determinar caudal de extracção da cozinha em m 3/h.
Ponderando a insuflação a 80% vem:
Tabela 15 - Resumo de caudais a insuflar e a extrair da cozinha em m 3/h.
Qinsuflação 6289,92
Qextracção 7862,4
Sistema 5 – Extracção Balneários [VES_Bal]
Juntando os caudais de extracção dos balneários femininos e masculinos instalou-se uma caixa de exaustão na cobertura para os extrair.
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3.2 – Climatização A climatização irá ser assegurada por um sistemas de 4 tubos, como ainda não se sabe quais as potências necessárias de aquecimento e arrefecimento, não se podem definir equipamentos capazes de as satisfazer. A fim de poupar na instalação de bombas hidráulicas, o circuito hidráulico não será dividido do mesmo modo que os sistemas de ventilação. Assim foram projectadas as seguintes soluções:
Aquecimento Circuito 1 – Aquecimento dos Quartos
Zonas: Z1, Z2, Z3 e Z4. Este circuito irá ser responsável pela ala de quartos do lar, note-se que se projectaram ventiloconvectores para aquecimento e arrefecimento destas zonas não estando neste circuito incluída a climatização de WC dos quartos. Notar que este circuito alimentará de água quente e fria também a UTAN_Q.
Circuito 2 – Toalheiros dos quartos
Zona Z1 – WCQ’s – WCQ’s e WC0.9 Optou por se instalar um circuito só para os toalheiros dos WC dos quartos de banho uma vez que sendo estes WC interiores as necessidades de aquecimento não irão ser elevadas, a acrescer a isso vem o facto da extracção dos quartos ser feita pelos WC provados anexos, arrastando-se assim ar quente do quarto para o WC. Não foi projectada climatização fria para os WC este circuito funciona só a 2 t ubos.
Circuito 3 – Aquecimento principal
Zonas – Restantes zonas com necessidades de climatização.
Chama-se a este circuito aquecimento principal uma vez que comporta as restantes necessidades de climatização do lar. Irá ser constituído por unidades terminais de ventiloconvectores e será também responsável pelo fornecimento de água quente às unidades de tratamento de ar UTAN_S_R, UTA_C UT A_C e UTA_BP.
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Arrefecimento Circuito 4 – Arrefecimento dos Quartos
Igual ao circuito 1 em termos de rede de tubagens, de espaços e de UTA’s que afecta, fornece água fria para proporcionar arrefecimento e desumidificação.
Circuito 5 – Arrefecimento principal
Igual ao circuito 3 em termos de rede de tubagens, de espaços e de UTA’s que afecta, fornece água fria para proporcionar arrefecimento e desumidificação.
No anexo 12 estão as plantas da tubagem e unidades terminais.
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Secção 4 – Dimensiona Dimensionamento mento de Soluções projectadas Nesta secção irá mostrar-se o dimensionamento das soluções projectadas, pode então dizer-se que a fase de análise de necessidades energéticas já está completamente definida, fornecidas pelo HAP. Todos os cálculos que se produziram a partir daqui serão referentes a necessidades da instalação e não relativos ao estabelecimento das condições de conforto.
4.1 - Ventilação O dimensionamento relativo a ventilação é dependente da rede de condutas instalada e da posição dos insufladores e extractores (influência sobre a pressão estática e a eficiência de ventilação). Assim foi necessário definir primeiramente a estrutura da rede condutas. No anexo 12 estão as redes de ventilação.
4.1.1 – Definição de caudais de Insuflação e Extracção. Insuflação
As necessidades de insuflação para cada espaço estão definidas no RSECE pág. 2438 Anexo VI segundo dois parâmetros; caudal por ocupante e caudal por unidade de área de pavimento (ou m/h). O método de análise é simples, basta afectar o caudal regulamentar pelo nº de ocupante ou pela área de pavimento e escolher o maior destes dois caudais de insuflação. Esse caudal mais elevado terá que ser afectado pela eficiência de ventilação que é função da disposição de insufladores e extractores a fim de se obter o caudal efectivo a insuflar. in suflar. Mais uma vez a fim de tornar o cálculo mais rápido e com menor possibilidade de erro foi desenvolvida uma folha de Excel programada em VB10 capaz de fazer a análise para um número de divisões qualquer (ver anexo 14). Extracção
Para definir a extracção é necessário que se defina a situação de pressão do espaço a analisar: Equilíbrio – Zonas sem necessidades especiais caudal de extracção é igual ao caudal de insuflação Sub-pressão – Zonas com possibilidade de ocorrência de cheiros desagradáveis ou contaminação, caudal extraído maior que o caudal insuflado. Sobre-Pressão – Zonas próximas de zonas com cheiros desagradáveis ou contaminadas, caudal insuflado maior que o caudal extraído. A quantidade de ar extraído nos dois últimos casos, é definida fazendo uma ponderação volúmica do espaço em causa e afectando essa ponderação por uma quantidade de renovações por hora adequadas. O método detalhado encontra-se em anexo 14. De seguida irá mostrar-se um exemplo de cálculo para a divisão Q0.1:
10
A que se deu o nome de “tying again” por ser desenvolvida após varias horas de
tentativas falhadas, e que será fornecida em suporte digital.
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Tabela 16 - Condições de extracção da divisão Q0.1.
Insuflação
Grelha
Extracção Eficiência de ventilação
Feita pelo WC privado do quarto 11 0,6
Tabela 17 - Tabela de eficiências d e ventilação usadas.
Tipo de sistema
Eficiência
Extracção fora da divisão Sistema simétrico (insuflação extracção) no tecto Insuflação chão extracção tecto
0,6 a 0,7 0,8 1
(N.b. – Consultaram-se Consultaram-se os livros “HVAC systems duct design” – SMACNA chap. 3 and HVAC Engineer’s handbook 11th ed; F. Porges, BH chap. 11, 12.)
Assim vêm Tabela 18 - Definições de insuflação.
Caracteristicas da divisão Oc.
Q0.1
2
Ap. [m 2 ] 22
Caudais minimos pelo RSECE [m 3/h]
Caudais mínimos para a divisão em causa [m3/h]
Q [/oc.] 30
Q [/oc.] 60
Q [/m 2 ] 0
Q [/m 2 ] 0
0,6
Insuflar [m3/h] Q_efect.
100
Tabela 19 - Definições de extracção.
Situação de Pressão
Extrair [m3/h]
Equilibrio
100
No anexo 13 são mostrados os resultados para todas as divisões bem como um exemplo para uma situação de “S ub-Pressão”. No anexo 14 e 15 estão mostradas tabelas das soluções reais implementadas (sem contrapor as regulamentares) e incorporadas no processo de dimensionamento que na secção seguinte se expõe; refere-se nesses anexos exemplos de insuflações bem como grelhas instaladas, perdas de carga terminais, extracções instaladas, extracções compensadas, grelhas instaladas e perdas de carga nos terminais extractores. Serão fornecidas em anexo digital as tabelas em Excel de todas as instalações. À que referir como nota que o regulamento RSECE prevê que ainda se tenha que manipular os caudais efectivos, já afectados com a eficiência de ventilação, por duas correcções referentes a espaços para fumadores e espaços com materiais não ecologicamente limpos. Como no caso não existem espaços desse tipo não foram efectuados cálculos com essas correcções 12.
Uma vês que os WC estarão em sub-pressão e não há insuflação (regulamento RSECE não o prevê) pode anexar-se a extracção do quarto ao WC a ele anexo e satisfazer todos os requisitos. Este processo foi usado mais vezes no projecto e designou-se por compensação. 12 Apesar do referido, o programa desenvolvido é capaz de efectuar as correcções previstas no RSECE sem alterações de código VB. 11
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4.1.2 – Dimensionamento das condutas Para o dimensionamento de condutas foi produzida uma folha Excel programada em VB 13 , que fosse capaz de fornecer os diâmetros (quer de apenas um troço de conduta quer de uma rede de condutas qualquer) bastando para isso introduzir os seguintes dados:
Fluído em escoamento Material da conduta Número de troços da rede Caudal em cada troço Velocidade máxima de escoamento permitida em cada troço 14
O método usado combina o método da perda de carga constante com o método da velocidade constante. Assim após a definição de um diâmetro e de uma velocidade de escoamento (obtidos pelo primeiro método) analisa-se a velocidade obtida com a máxima permitida conforme se trate troços principais ou terminais, redes de insuflação ou redes de extracção. Comparam-se velocidades e se a velocidade obtida no primeiro método estiver fora dos limites estipulados desenvolve-se um novo cálculo pelo método da velocidade constante que fornecerá valores de diâmetro e perda de carga que garantam a velocidade limite definida. Chamou-se a este método “método combinado” e os passos de cálculo são os seguintes:
1 – Definir f, f’, f’’ (condições de paragem do processo iterativo), (rugosidade absoluta, função do tipo de material), , (afecto a ), viscosidade cinemática ( função do fluido), (função do tipo de troço de conduta).
2-Calcular diâmetro:
3- Definir rugosidade média e velocidade: 4 – Calcular numero de Reynolds -
5.1 -
13
5.2 –
5 – Se:
então
repete 2 e vai para 13.
então:
A que deu nome de “DSCA” (diâmetro de sistemas de condutas Ar -Água)
No caso considerou-se 6 [m/s] em condutas principais e 3 [m/s] em condutas terminais para insuflação e 6 [m/s] para condutas de extracção.
14
38
5.2.1 -
7 – Se
então
5.2.2 – se
6 – Se
e repete desde 5.2.1.
e repete desde 2.
então
e prossegue; senão passa para 13.
8 – Definir novo diâmetro -
9 – Fazer de novo passos 3 e 4. 10 – Se: 10.1 -
então
10.2 –
, vai para 12.
então:
10.2.1 -
10.2.2 – se
11 – Se
então
e repete desde 10.2.1.
e repete desde 8.
12 – Definir nova perda de carga 13 - Fim de cálculo.
39
As condições de cálculo foram:
Fluido - ar
Material – chapa galvanizada V_limite – ver nota 14
A
folha
“DSCA”
possui
ainda
uma
funcionalidade
extra,
permite
definir
automaticamente todos os diâmetros comerciais de conduta.
À que ter em conta que todo este processo apenas fornece dados para um troço de conduta com o comprimento definido. Para determinar a perda de carga de toda a rede é necessário medir todos os troços (o que foi feito em AutoCAD) e afectar esse valor pela perda de carga que o método fornece. Tal foi feito por uma nova folha de Excel activada com hiperligações (“sumário de ventilação _ trying again”) que engloba todos os dados de caudais, perdas de carga contínuas nas condutas, perdas de carga nos terminas e perdas de carga globais da rede. A utilização do programa ainda não é tão fácil como seria desejável uma vez que o tempo disponível não o permitiu melhorar a esse ponto. Contudo com ele conseguiu poupar-se tempo e homogeneizar o cálculo de todas as redes de condutas e tubagens existentes15. No anexo 14 está o processo de análise tal como os programas desenvolvidos o produziam para sistemas de insuflação, em anexo 15 para extracção, em seguida mostra-se um exemplo para o Sistema 1. N.B. – A numeração dos troços das condutas foi feita de modo a afectar o troço que sai da UTA com o número 1.
A tentativa de produzir um programa global visou o seu uso no futuro se tal for necessário, por isso o tempo que se ganharia em cálculo foi gasto neste caso em programação, o que se espera que futuramente não aconteça e o tempo ganho seja um facto efectivo. 15
40
Ilustração 13 - Definição de caudais cauda is e diâmetros de condutas de insuflação.
Neste caso é visível que nenhum dos troços ultrapassou a velocidade limite uma vez que a perda de cara é sempre muito próxima de 0,1 [m.c.ar] que foi a perda de carga constante admitida. É previsível que tenham que existir troços com secção rectangular a fim de ajustar à altura do tecto falso eventuais cruzamentos de condutas ou mesmo diâmetros de conduta muito grandes. Esse processo tem que ser feito pontualmente analisando a sobreposição de redes de insuflação e extracção. Assim optou por se mostrar apenas em anexo quais as conduta que devem ser rectangulares e quais as suas dimensões16. (anexo 18)
4.1.3 – Perda de carga global continua. Para caracterizar a perda de carga total continua de um sistema irá tomar-se como exemplo o sistema de insuflação afecto à UTAN_Q (Quartos). Passos para esse cálculo: 1 – Medir todos os troços e afecta-los da respectiva perda de carga contínua resultante do dimensionamento do diâmetro. 2 – Somar todas as perdas de cargas dos terminais da rede (neste caso insufladores). 3 – Multiplicar o valor obtido por 1,2 a fim de compensar a existência de curvas e situação pontuais com 20%. A tabela seguinte mostra o passo 1:
O facto de as condutas rectangulares induzirem perdas de carga maiores não foi calculado pois se considerou que os 20% de margem de segurança para curvas o compensaria. 16
41
Ilustração 14 - Determinação da perda de carga global.
Multiplicando a coluna PC [m.c.a] pela coluna L troço [m] obtêm-se a coluna PC Efectiva [m.c.a] . As perdas de carga terminais são bem descritas nos catálogos usados e podem ver-se de seguida:
Ilustração 15 - Selecção de equipamentos e definição de perdas de carga terminais.
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Nesta tabela mostram-se todos os dados mas há h á que explicar que: L[m] e perdas continuas em [Pa] são as mesmas que na ilustração 14. Perdas Terminais vêm dadas por: )
Perdas sem curvas refere a soma das duas quantidades anteriores e Perdas
com curvas refere essa mesma quantidade multiplicada por 1,2 como já se explicou. Para finalizar pode concluir-se que o ventilador que insuflará ar da UTAN_Q terá que vencer uma pressão estática de 200,99 [Pa] o que equivale a 17,0169 [m.c.ar] 17 e capaz de fornecer um caudal de 1529,28 [m 3/h]. Este processo foi repetido para todas as redes e será mostrado em anexo digital, no anexo 14 está outro exemplo de cálculo (UTA_BP).
4.1.4 – Dimensionamento das baterias das UTAS Este dimensionamento tornou-se muito facilitado pelo uso da ferramenta “System Load Summary” do programa HAP. O método foi simples, caracterizaram-se todos os sistemas (ver anexo 9) e fez-se o dimensionamento destes pedindo ao programa para os dimensionar. Como facilmente se percebe, deste dimensionamento conseguiram-se valores de requisitos de arrefecimento e aquecimento das baterias das UTA’s projectadas. Segue-se uma pequena abordagem ao que foi implementado no HAP. Dimensionaram-se 7 sistemas: Sistema Quartos – Sistema de quartos com as características da UTAN_Q Sistema Sala + Refeitório – Sistema que satisfará as necessidades da UTA_S_R quando esta estiver a funcionar para a zona de salas. Sistema Refeitório + Salas - Sistema que satisfará as necessidades da UTA_S_R quando esta estiver a funcionar para o refeitório. 18 Sistema Cozinha – Com as condições de cozinha para UTAN_C Sistema UTA adj. Cozinha – Que satisfez as necessidades de UTAN_BP Sistema WC.Quartos – Sistema que apenas tem significado para caracterizar as cargas térmicas dos WC dos quartos uma vez q ue nestes se irão colocar toalheiros. Sistema Lavandaria – Apesar de ser um espaço não útil previu-se a implementação de um equipamento de ar condicionado tipo “split” com tecnol ogia inverter para climatizar o espaço de engomadoria anexo à lavandaria. Este sistema foi definido no HAP a fim de obter as cargas térmicas e não as necessidades do sistema.
Densidade do ar 1,204 [Kg/m 3] e g=9,81 [m/s 2] 18 Teve que se dimensionar sistemas diferentes pois o HAP só permite o dimensionamento de sistemas com o mesmo período de operação (mesmo Schedule). 17
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Usando a ferramenta “System Load Summary” obtiveram-se potências frias e quentes (sensíveis e latentes) para as UTA’s que são:
Ilustração 16 - Potências requeridas para a UTA_Q.
À que referir que a definição da temperatura a que a bateria fria teria que fornecer ar a fim de efectivar a desumidificação foi obtida por análise do diagrama psicrométrico, como se mostra.
Ilustração 17 - Evolução de desumidificação nas UTA's.
A gama a vermelho representa as condições de humidade do ar exterior, a azul representa-se a evolução da desumidificação até ao ponto mínimo de frio (T=12ºC, que é a temperatura a que a bateria de frio das UTA’s tem que funcionar), desde esse ponto até a gama de conforto (verde) representa-se o aquecimento na bateria quente da UTA. Assim as condições de fun cionamento das baterias das UTA’s são: Capacidade de arrefecimento da bateria fria das UTA’s – UTA’s – 28,5-12=16,5ºC
Temperatura do ar após passar na bateria de frio – 12ºC Capacidade de aquecimento da bateria de quente – 23-12=11ºC – 23ºC (tal como se havia imposto desde o inicio) Temperatura a insuflar –
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Tendo em conta as características de funcionamento das baterias quentes e frias e as condições de operação referidas na secção anterior escolheu-se a UTAN SDM 02 (2,5 m/s) Configuração 6 da Sandometal (catálogo em anexo 19). Todas as UTAN’s foram instaladas na cobertura sobre um suporte metálico para nivelar o plano de instalação.
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4.1.5 – Ventiladores de extracção O dimensionamento de ventiladores de extracção é manifestamente mais fácil que o das UTA’ s uma vez que apenas é necessário saber-se o caudal de extracção e a perda de carga a montante. Basta para isso proceder do modo ao já mostrado para definir os diâmetros de condutas de insuflação (método combinado), e definir a rede de extracção a fim de obter perdas de carga no terminais e caudais a extrair, processos já definidos. Mostrar-se-á como exemplo a extracção de sujos anexa aos WC.Quartos (VES_WCQ). Uma vez que os WC não têm necessidades de insuflação e que estarão em sub-pressão admitiu-se que a extracção dos quartos e do corredor seria feita pelas WCQ’s. Para isso ao caudal de extracção da WC (5 RPH para o espelho 10 para a banheira) juntou-se a do quarto a ela anexo e 10% da do corredor para cada WC’s . Resultou a seguinte tabela:
Ilustração 18 - Definição de caudais cauda is a extrair e compensações activas no caso ca so da rede de extracções dos WC’s dos quartos.
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Depois da análise pelo método combinado chegou-se aos valores de diâmetro seguintes:
Ilustração 19 - Diâmetros da rede de extracção VES_WCQ.
O que levou a uma perda de carga continua global de:
Ilustração 20 - Determinação da perda de carga global do sistema de extracção 1 - VES_WCQ.
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Conjugando e introduzindo as perdas nos terminais e mais 20% para curvas vem:
Ilustração 21 - Definição de equipamentos e perdas de carga terminais e globais. globai s.
Neste caso: Nº de terminais - 11 Perdas nos terminais: 3*1*11=33 [Pa] Perdas continuas=62,36 [Pa] Perdas globais sem curvas=95,36 [Pa] Perdas globais=114,432[Pa] Caudal necessário=1958,55 [m3/h] (troço 1)
Condições de selecção do extractor (VES_WCQ):
Ilustração 22 - Características de selecção do ventilador de extracção VES_WQ.
Escolheu-se neste caso o ventilador de extracção Primero 7/7 a 1300 tr./min. Da France Air mostrado em anexo 19.
Do mesmo modo foi feito para os restantes sistemas de extracção, no anexo 15 pode ver-se mais um exemplo para outro ventilador de extracção, os restantes sistemas de extracção serão fornecidos em anexo digital. Todos os ventiladores de extracção foram colocados na cobertura.
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4.2 – Hidráulica Uma vez que a rede os circuitos existentes já foram definidos na secção anterior irá passar-se de imediato para o dimensionamento da tubagem.
4.2.1 – Dimensionamento da rede hidráulica. Para o dimensionamento da tubagem foi usado o método da perda de carga constate simples cujos passos se passa a reproduzir:
1 – Definir f, f’, f’’ (condições de paragem do processo iterativo), (rugosidade absoluta, função do tipo de material), , (afecto a ), viscosidade cinemática ( função do fluido).
2-Calcular diâmetro:
3- Definir rugosidade média e velocidade: 4 Calcular numero de Reynolds - 5 Se: 5.1 - então repete 2 e vai para 13. 5.2 então: 5.2.1 - – –
–
5.2.2 – se
6 – Se
então
e repete desde 5.2.1.
e repete desde 2.
7 – Fim do cálculo.
Contudo, uma vez que os valores fornecidos pelo HAP (em “Space Load Summary” e “System Load Summary”) são em potência, esta teve que se manipular para obter o caudal que será necessário ao desenvolvimento do método. Essa manipulação é simples e explica-se de seguida:
49
Em que:
Foi produzida uma folha de Excel programada em VB que fizesse o cálculo que foi incorporada na “DSCA” já referida , o resultado desse cálculo para o circuito 1 (de aquecimento de quartos) vem mostrado de seguida: Nota: Para o sistema de aquecimento dos quartos teve que se consultar as potências de aquecimento de todos os espaços dele referentes exceptuando os quartos de banho privados (que serão aquecidos com toalheiros) e a potência de aquecimento da bateria quente da UTA_Q, o que é feito com recurso à ferramenta “Space Load Summary” e “System Load Summary” respectivamente e fornece os seguinte valores:
Ilustração 23 - Potências sensíveis e latentes de aquecimento para o circuito 1.
50
Ilustração 24 - Determinação do diâmetro da tubagem do circuito 1.
Note-se que quando houver um troço terminal a potência é igual à que figura na ilustração 18 para a divisão em causa, já que é essa a potência de aquecimento que o espaço necessita e a numeração dos troços do circuito foi desenvolvida a fim de afectar o troço que sai da central com o número 1. NOTA: Na coluna espaço estão as divisões que o troço em causa atravessa sendo a divisão mais à direita a divisão terminal quando esse for o caso.
Como se mostra a perda de carga foi considerada constante e igual a 0,01 [m.c.a.]. Da mesma forma que nas redes de condutas teve que se medir o comprimento das tubagens e afecta-lo dessa perda de carga. O que deu origem à tabela seguinte:
51
Ilustração 25 - Determinação da perda p erda de carga contínua global do circuito 1. 1 . A vermelho está o troço da UTAN_Q.
Mantendo a coerência falta apenas seleccionar terminais e adicionar as perdas de cargas a eles anexa e multiplicar por 1,3 para compensar curvas. Optou por se compensar as curvas da rede hidráulica com 30% do valor da perda de carga uma vez que as baterias das UTA’s são elementos que induzem uma grand e perda de carga e não foi conseguido analisar catálogos que as caracterizassem com precisão.
52
Escolha de terminais:
Ilustração 26 - Selecção de ventiloconvectores e determinação da perda de carga global do circuito.
Multiplicando o número de equipamentos instalados na divisão pela perda de carga induzida por cada equipamento virá a perda de carga terminal associada à divisão em causa. Se o número de equipamentos fosse diferente de 1 as perdas de carga do equipamento não seria a mesma que a perda de carga associada à divisão. Fica assim definida a instalação hidráulica “QUENTE” para do circuito 1, de notar
que o mesmo processo teve que ser feito para a tubagem de água fria o que foi feito tendo em conta as potências de arrefecimento fornecidas pelo HAP e é mostrado no anexo17 (os restantes circuitos serão fornecidos em anexo digital). Como se vê o aquecimento da zona dos quartos é assegurado por meio de ventiloconvectores da DEFLEX, os restantes circuitos são mostrados em anexo digital.
4.2.2 – Escolha de bombas. Após o desenvolvimento relativo à rede de tubagem está-se em condições de definir a bomba que ficará anexa ao circuito 1. Para essa selecção basta saber-se a perda de carga a vencer (geralmente os fornecedores caracterizam a altura disponível em m.c.a. e o caudal necessário em m3/h). O caudal necessário é definido aquando da manipulação das potências fornecidas pelo HAP e diz respeito ao troço 1 do circuito (troço de maior caudal) e a perda de carga global acabou de se definir na secção anterior. A fim de obter perda de carga em m.c.a basta dividir por, logo, a selecção da bomba vem:
Ilustração 27 - Características para selecção da bomba do circuito 1.
53
Pump inlet – diâmetro a tubagem de entrada da bomba Pump outlet – diâmetro da tubagem de saída da bomba
Para o circuito 1 de aquecimento de quartos usou-se o programa WinCaps, desenvolvido pela Grundfos e seleccionou-se a bomba TP 40-90/2 A F A BQQE. Cujas características globais vêm dadas no anexo 19. Em anexo 16 é mostrado um exemplo para um circuito de arrefecimento sendo os restantes fornecidos em anexo digital. Após esta secção está-se em condições para dimensionar equipamentos produtores de energia e construir uma central térmica capaz.
54
Secção 5 – Ajustes e alterações Após toda a análise feita e antes de tomar decisões finais de escolha de equipamentos produtores de calor e frio achou-se conveniente analisar de forma crítica as soluções projectadas e as necessidades exigidas com essas soluções iniciais (recordar secção 3). Em termos de caudais de ar não há alterações plausíveis, uma vez que essas necessidades não foram simuladas mas sim obtidas por requisitos do RSECE. Contudo em termos de selecç ão de UTA’s (potência instalada) verificou-se que a solução por uma UTA (com recirculação) não seria a melhor, uma vez que a potência de aquecimento necessária para as zonas que afectaria será da ordem dos 6 a 7 KW. Assim a nova n ova solução é:
INSUFLAÇÃO Sistema 2 e sistema sistema 3 - UTAN Salas + Refeitório [UTAN_S_R]
Em vez da uma UTA instalar um UTAN que funcione da mesma forma para as mesmas zonas com ocupação alternada (com registos de caudal motorizados e automatizados nas condutas de insuflação, o ventilador deve ter variador de velocidade). Em termos de componentes é similar às UTAN’s já definidas para os restantes sistemas (UTAN_Q e UTAN_C). Zonas abrangidas – Z5; Z6; Z7; Z8; Z9; Z10
EXTRACÇÃO Ventilador de Extracção – [VEL_S_R]
A fim de substituir a exaustão pela UTA decidiu instalar-se um ventilador de extracção na cobertura (tipo caixa de extracção). O caudal aspirado deve variar consoante as necessidades sendo o caudal global o mesmo que foi definido para a UTA_S_R:
Este extractor deve estar equipado com variador de velocidade e devem existir registos de caudal motorizados e automatizados conforme as necessidades nas condutas que lhe dão acesso. Admitiu-se que a extracção do espaço REC0.1 é feita pelo H0.2 uma vez que as recepções costumam ter grande abertura para a divisão adjacente e são de pequenas dimensões. De notar que esta alteração vai fazer com que a bateria de quente da [UTA_S_R] tenha uma nova dimensão, com um pouco mais de necessidade de calor. Por ter ocorrido esta modificação a solução de UTA com recirculação não vais ser mostrada a fim de não causar confusão. Posto isto está-se em condições para seleccionar equipamentos geradores de calor e frio.
55
Secção 6 – Seleccionar equipamentos geradores Com os programas de Excel desenvolvidos foi fácil escolher este equipamentos. Uma vez que se afectou os troços dos circuitos hidráulicos com uma numeração desenvolvida para que o troço 1 fosse o troço de saída da central de produção de energia, bastou consultar qual a potência que todos os primeiros troços dos circuitos quentes e frios para definir as potências necessárias. Havendo 3 circuitos de água quente e 2 circuitos de água fria foi fácil essa verificação, como se mostra.
Ilustração 28 - Caracterização de potências necessárias para central térmica.
Com estas potências foram escolhidos os dois equipamentos mostrados, um chiller e uma caldeira que serão instalados na divisão AA-1.1 (área técnica de arrumos junto da garagem). A escolha de dois equipamentos e não de um do tipo chiller/bomba de calor deve-se ao facto da diferença de necessidades frias e quentes ser da ordem dos 50 [kW] o que levaria à uma instalação sobre dimensionada relativamente à produção de calor. Os catálogos são fornecidos no anexo 19.
56
Secção 7 – Outras hipóteses No fim de um trabalho académico deste tipo é importante fazer uma análise crítica a todo o processo do seu desenvolvimento e às soluções implementadas. No caso, o clima temperado da Ilha da Madeira e em particular do Funchal fez com que as potências instaladas fossem manifestamente reduzidas, o levou a uma escolha um pouco sobre dimensionada de equipamentos de climatização. Derivado disso mesmo uma hipótese de homogeneizar a climatização seria a colocação de um sistema tudo-ar. Este sistema tem a grande vantagem (conjugado com um posicionamento de insuflações e extracções estratégico) de inibir equipamentos de climatização sobre dimensionados, contudo tem a grande desvantagem de funcionar só com ar que é um fluido com menos capacidade de transporte de energia que a água ( .
No sistema de cozinha foram implementadas soluções com UTAN + ventilador de extracção, dimensionadas pelo método das hottes tradicionais. Desta forma projectou-se insuflação de ar tratado e extracção de ar sujo, contudo existem hottes com esses sistemas integrados e que satisfazem os requisitos pré-definidos. Uma hipótese de hotte será mostrada no anexo 19 (hotte compensada). Inicialmente pensou-se também em instalar piso radiante na zona de quartos (inibindo os ventilo convectores) contudo não se achou uma hipótese plausível uma vez que estes não estão em contacto com o terreno ou com outra divisão climatizada mas sim com a zona de garagem que se considerou exterior.
57
Secção 8 – Conclusões A primeira conclusão foi a de que na Ilha da Madeira as necessidades de arrefecimento são superiores às de aquecimento, não porque o clima é extremamente quente mas pela grande necessidade de desumidificação. Além disso verificou-se que as potências de climatização obtidas foram muito pequenas o que condiz com o tipo de clima que se verifica na região em causa. Para concluir resta referir que resulta deste trabalho, não um trabalho perfeito e imaculado mas uma grande evolução (relativamente aos conhecimentos adquiridos pelos autores) quer no desenvolvimento de projectos deste tipo quer em manipulação de software inerente (VB, AutoCAD, DiaLUX, WinCaps, HAP, WinElux). Acha-se que os conhecimentos adquiridos foram muitos e satisfatórios tendo em conta as condições de desenvolvimento de todo o processo referente à produção deste trabalho.
58
Errata 1 – Em todas as tabelas de definição do coeficiente U há um erro de unidades. As unidades que deveriam figurar seriam: Condutibilidade térmica – Watt por metro por grau Celsius [ Espessura – metro [m]
]
Resistência Térmica – metro quadrado vezes grau Celsius por Watt Coeficiente U - Watt por metro quadrado por grau Celsius
Bibliografia DECRETO-LEI nº78/2006 - SCE DECRETO-LEI nº79/2006 - RSECE DECRETO-LEI nº80/2006 - RCCTE ITE50 (LNEC) “HVAC systems duct design” – SMACNA chap. 3 F. Porges, “HVAC Engineer’s handbook 11th ed”; chap. 11, 12. Brumbaugh, James E.. “HVAC Fundamentals” 4th Edition” 2004, Indianapolis,
Indiana. Bell, Arthur A. Jr. “HVAC Equations Data and Rules of Thumb”, 2nd Edition 2006. Valério, Jorge G. M. A. Pereira. “Avaliação do impacte das Pontes Térmicas no Desempenho Térmico e Energético de Edifícios Residências Correntes”,
Dissertação de Setembro de 2007. Sites:
http://www.adene.pt/ http://www.ulmapolimero.com/pt http://www.solidhardwooddoors.com/ http://www.vicaima.com/pt/portugal/produtos/portas-tecnicas.html http://www.eee.pt/ http://www.caleffi.pt/caleffi/pt_PT//index.sdo http://www.giacomini.pt/ http://www.cozinhaindustrial.net/ 59
http://www.ventilnorte.com/grelhas/grelhas100.htm http://www.sistemair.it/Dnsinfo/welcome.htm http://www.fluxoterm.com/ http://www.france-air.com/ http://www.toalheiros.com/ http://www.daikin.pt/ http://www.babcock-wanson.pt/ http://www.loranair.it http://www.vicaima.com
Links directos:
http://enem.dec.uc.pt/apresentacoes/Comportamento_Termico_de_Solucoes _em_Madeira-Adequacao_ao_RCCTE.pdf http://w3.ualg.pt/~ealmeida/Materiais%20de%20Constru%C3%A7%C3%A3o/B& W/NP%2080_1.pdf http://www.ftb.pt/produtos/painel_sandwich.htm http://www.construlink.com/LogosCatalogos/Dow_Portugal_coberturas_inverti das.pdf www.global.estgp.pt/engenharia/Alunos/Trabalhos/.../Alunos1.ppt http://www.incomplast.com.br/materiais/pvc.htm http://www.trane.com/COMMERCIAL/HvacSystems/1_2_Refrigerant.aspx?i=864 http://www.trane.com/COMMERCIAL/DNA/View.aspx?i=2457
60
Anexos 1 – Definições e dimensões Volume [m3] Piso -1
0
Espaço/Divisão Espaço/Divi são Garagem Área Téc. Arrumos Resíduos Hosp. Quarto 1 Quarto 2 Quarto 3 Quarto 4 Quarto 5 Quarto 6 Quarto 7 Quarto 8 Quarto 9 Quarto 10 WC Quarto 1 WC Quarto 2 WC Quarto 3 WC Quarto 4 WC Quarto 5 WC Quarto 6 WC Quarto 7 WC Quarto 8 WC Quarto 9 WC Quarto 10 Corredor 1 Corredor 2 Corredor 3 Corredor 4 Corredor 5 Corredor 6 Corredor 7 Corredor 8 Corredor 9 Corredor 10 WC 1 WC 2 WC 3 WC 4 WC 5 WC 6 Balneário Fem.
Código G -1.1 AA -1.1
Ap[m2] 352
Livre 1126,4
Efectivo 950,4
60,1973
192,6314
162,53271
RH -1.1 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q0.8 Q0.9 Q0.10 WCQ0.1 WCQ0.2 WCQ0.3 WCQ0.4 WCQ0.5 WCQ0.6 WCQ0.7 WCQ0.8 WCQ0.9 WCQ0.10 C0.1 C0.2 C0.3 C0.4 C0.5 C0.6 C0.7 C0.8 C0.9 C0.10 WC0.1 WC0.2 WC0.3 WC0.4 WC0.5 WC0.6 WC0.7
43,2717 22,0132 22,025 22,025 22,025 22,025 16,4945 16,4905 16,4905 16,4905 16,4905 8,0605 8,0605 8,0605 8,0605 8,0605 6,3962 6,3962 6,3962 6,3962 6,3962 48,316 21,1756 33,84 45,926 20,666 8,576 12,7018 16,3792 2,9126 6,0378 8,386 4,92 15,0709 1 5,0709 6,555 4,3113 3,7676 11,4238
138,4694 70,44224 70,48 70,48 70,48 70,48 52,7824 52,7696 52,7696 52,7696 52,7696 25,7936 25,7936 25,7936 25,7936 25,7936 20,46784 20,46784 20,46784 20,46784 20,46784 154,6112 67,76192 108,288 146,9632 66,1312 27,4432 2 7,4432 40,64576 52,41344 9,32032 19,32096 26,8352 15,744 48,22688 20,976 13,79616 12,05632 36,55616
116,83359 59,43564 59,4675 59,4675 59,4675 59,4675 44,53515 44,52435 44,52435 44,52435 44,52435 21,76335 21,76335 21,76335 21,76335 21,76335 17,26974 17,26974 17,26974 17,26974 17,26974 130,4532 57,17412 91,368 124,0002 55,7982 23,1552 34,29486 44,22384 7,86402 16,30206 22,6422 13,284 40,69143 17,6985 11,64051 10,17252 30,84426 61
Balneário Masc.
1
Sala de Estar 1 Sala de Estar 2 Sala de Estar 3 Sala de Actividades 1 (informática) Sala de Actividades 2 Gabinete Médico Administração Gabinete do Director Sala de Reuniões Recepção Hall 1 Hall 2 Refeitório Copa Sujos Dispensa Químicos Lixos Dispensa Dia Dispensa Genéricos Alimentares Dispensa Frios Vasilhame Cozinha Antecâmara Rouparia Zona Sujos Cobertura
WC0.8 WC0.9 SE0.1 SE0.2 SE0.3
10,0607 7,436 29,624 128,1445 8,6928
32,19424 23,7952 94,7968 410,0624 27,81696
27,16389 20,0772 79,9848 345,99015 23,47056
SA0.1
15,9009
50,88288
42,93243
15,9009
50,88288
42,93243
14,9107
47,71424
40,25889
10,523
33,6736
28,4121
10,9805
35,1376
29,64735
11,5034
36,81088
31,05918
REC0.1 H0.1 H0.2 R0.1 CS0.1 DQ0.1
6,27 8,5016 27,5895 122,7326 8,742
20,064 20 ,064 27,20512 88,2864 392,7443 27,9744
16,929 22,95432 74,49165 331,37802 23,6034
3,63
11,616
9,801
L0.1 D0.1
3,41 6,2305
10,912 19,9376
9,207 16,82235
D0.2
6,0196
19,26272
16,25292
D0.3 V0.1 Coz0.1 AC0.1 Rop0.1 ZS0.1 Sem divisões
4,26 6,003 38,0301 3,598 6,084 4,28
13,632 19,2096 121,6963 11,5136 19,4688 13,696
11,502 16,2081 102,68127 9,7146 16,4268 11,556
SA0.2 GM0.1 ADM0.1 GD0.1 SR0.1
Anexo 1 - Definição sobre os espaços.
Dimensões Verticais [m] Pé Direito 2,7 Altura do Tecto Falso 0,5 Anexo 2 - Dimensões Verticais.
62
Entenda-se: Ap – Área de Pavimento Volume livre – Volume da divisão tendo em conta o pé direito. Volume efectivo – Volume da divisão tendo em conta o pé direito mais a altura do tecto falso.
63
Anexo 2 – Soluções Construtivas
Ilustração 29 - Definição das envolventes exteriores verti cais, notar que zonas que não tenham desenha qualquer tipo de parede dizem respeito a PTP (pilares) ou envidraçados.
64
PE1
Ilustração 30 - Definição do U. Tabela 20 - Sumário de PE1.
PE1 Piso
Espaço L[m] H[m] A_cega[m 2] A_efect[m 2] A_bruta[m 2] Orientação Q0.6
3,8
2,7
10,26
7,26
7,26
Este
Q0.7
3,8
2,7
10,26
7,26
6
Este
Q0.8
3,8
2,7
10,26
7,26
7,015
Este
Q0.9
3,8
2,7
10,26
7,26
5,685
Este
3,8
2,7
10,26
7,26
6
Este
2,61
2,7
7,047
7,047
5,787
Sul
WC0.9
2,2
2,7
5,94
5,765
5,765
Este
C0.4
15,5
2,7
41,931
32,531
27,491
Noroeste Noroeste
C0.7
1,48
2,7
3,996
1,796
1,796
Nordeste
C0.8
4,24
2,7
11,448
9,048
9,048
Nordeste
SE0.3
3
2,7
8,1
8,1
8,1
Nordeste
SA0.2
3,18
2,7
8,586
6,186
6,186
Este
L0.1
12,9
2,7
34,83
25,43
24,17
Nordeste
1,4
2,7
3,78
3,43
3,43
Nordeste Nordeste
2,63
2,7
7,101
7,101
7,101
Sudeste
2,2
2,7
5,94
5,94
5,94
Nordeste
2,07
2,7
5,589
5,239
4,749
Nordeste
1,86
2,7
5,022
5,022
5,022
Noroeste Noroeste
AC0.1
1,99
2,7
5,373
3,173
3,173
Nordeste
RP0.1
1,8
2,7
4,86
4,685
4,685
Este
ZS0.1
2,14
2,7
5,778
5,603
5,603
Este
Q0.10
0
D0.3
LIXO0.1
V0.1
65
PE2
Ilustração 31 - Definição do U.
Tabela 21 - Sumário de PE2.
PE2 Piso
0
Espaço
2
L [m] H [m] A_cega [m ] A_efect [m2] A_bruta [m2] Orientação
Q0.1
3,8
2,7
10,26
7,26
7,015
Oeste
Q0.2
3,8
2,7
10,26
7,26
6,945
Oeste
Q0.3
3,8
2,7
10,26
7,26
6
Oeste
Q0.4
3,8
2,7
10,26
7,26
6
Oeste
3,8
2,7
10,26
7,26
6
Oeste
2,68
2,7
7,236
7,236
6,606
Sul
12,9
2,7
34,722
34,722
32,202
Oeste
6,53
2,7
17,631
4,519
3,259
Oeste
4,6
2,7
12,42
3,18
3,18
Sul
12,5
2,7
33,615
24,363
21,843
Oeste Oeste
Q0.5
C0.3
SE0.1
SE0.2
66
PE3
Ilustração 32 - Definição do U. Tabela 22 - Sumário de PE3.
PE3 Piso
0
Espaço
L [m]
H [m]
A_cega[m 2]
A_efect[m 2]
A_bruta[m 2]
Orientação
Q0.1
7,6
2,7
20,52
20,52
19,26
Norte
Q0.6
5,5
2,7
14,85
14,85
14,85
Norte
C0.1
3,16
2,7
8,532
4,792
4,792
Norte
PE4
Ilustração 33 - Definição do U.
67
Tabela 23 - Sumário de PE4.
PE4 Piso
Espaço
L [m]
H [m]
A_cega [m 2]
A_efect [m2]
A_bruta [m2]
Orientação
WC0.5
1,84
2,7
4,968
4,618
4,198
Sudoeste
WC0.6
1,84
2,7
6,44
6,09
5,67
Noroeste Noroeste
5,9
2,7
15,93
13,798
12,538
Sudoeste
2,4
2,7
6,48
6,48
6,48
Sudeste
WC0.8
2,4
2,7
6,48
6,48
7,14
Sudeste
C0.3
2,7
2,7
7,29
2,89
2,89
Sul
C0.6
2
2,7
5,4
5,4
4,14
Sudeste
2,21
2,7
5,967
5,967
5,967
Sudoeste
3,65
2,7
9,855
6,255
4,995
Sudeste
2,88
2,7
7,776
5,376
5,376
Sudeste
3,19
2,7
8,613
6,213
6,213
Este
3,37
2,7
9,099
9,099
9,099
Sul
3,27
2,7
8,829
8,829
8,829
Sudoeste
3,7
2,7
9,99
10,55
10,13
Sudeste
1,64
2,7
4,428
4,428
4,428
Sudoeste
3,42
2,7
9,234
6,834
5,574
Sudeste
3,58
2,7
9,666
7,266
6,846
Sudeste
3,29
2,7
8,883
8,883
8,883
Nordeste
3,22
2,7
8,694
6,294
5,034
Sudeste
1,64
2,7
4,428
4,428
4,428
Nordeste
2,58
2,7
6,966
2,566
2,566
Sudeste
7,25
2,7
19,575
13,587
11,697
Sudeste
8,5
2,7
22,95
15,798
14,538
Nordeste
7,9
2,7
21,33
14,202
12,942
Sudoeste
WC0.7
SE0.2
SE0.3
SA0.1 0 GM
GD
SR
ADM
H0.1
R0.1
COZ0.1
68
Anexo 3 – Pontes térmicas planas
PE1_PTP
Ilustração 34 - Definição do U.
69
Tabela 24 - Sumário de PE1_PTP. Pontes Térmicas Planas
Piso
Espaço
Tipo
U [W/m 2˚C]
L [m]
Nº Pilares
H [m]
Área [m 2]
Q0.7
PE1_PTP
0,44619
0,360
1
3,5
1,26
Q0.8
PE1_PTP
0,44619
0,070
1
3,5
0,245
Q0.9
PE1_PTP
0,44619
0,360
1
3,5
1,26
PE1_PTP
0,44619
0,090
1
3,5
0,315
PE1_PTP
0,44619
0,360
1
3,5
1,26
PE1_PTP
0,44619
0,360
1
3,5
1,26
C0.4
PE1_PTP
0,44619
0,360
4
3,5
5,04
L0.1
PE1_PTP
0,44619
0,360
1
3,5
1,26
V0.1
PE1_PTP
0,44619
0,140
1
3,5
0,49
0 Q0.10
PE2_PTP
Ilustração 35 - Definição do U.
70
Tabela 25 - Sumário PE2_PTP. Pontes Térmicas Planas
Piso
Espaço
Tipo
U [W/m 2˚C]
L [m]
Nº Pilares
H [m]
Área [m 2]
Q0.1
PE2_PTP
0,81197
0,070
1
3,5
0,245
Q0.2
PE2_PTP
0,81197
0,090
1
3,5
0,315
Q0.3
PE2_PTP
0,81197
0,360
1
3,5
1,26
Q0.4
PE2_PTP
0,81197
0,360
1
3,5
1,26
PE2_PTP
0,81197
0,360
1
3,5
1,26
PE2_PTP
0,81197
0,180
1
3,5
0,63
C0.3
PE2_PTP
0,81197
0,360
2
3,5
2,52
SE0.1
PE2_PTP
0,81197
0,360
1
3,5
1,26
SE0.2
PE2_PTP
0,81197
0,360
2
3,5
2,52
0 Q0.5
PE3_PTP
Ilustração 36 - Definição do U.
Tabela 26 - Sumário PE3_PTP.
Pontes Térmicas Planas Piso
Espaço
Tipo
U [W/m2˚C]
L [m]
Nº Pilares
H [m]
Área [m 2]
0
Q0.1
PE3_PTP
0,7214
0,360
1
3,5
1,26
71
PE4_PTP
Ilustração 37 - Definição do U.
Tabela 27 - Sumário PE4_PTP.
Pontes Térmicas Planas Piso
0
Espaço
Tipo
U [W/m2˚C]
L [m]
Nº Pilares
H [m]
Área [m 2]
WC0.5
PE4_PTP
0,507
0,120
1
3,5
0,42
WC0.6
PE4_PTP
0,507
0,120
1
3,5
0,42
WC0.7
PE4_PTP
0,507
0,360
1
3,5
1,26
WC0.8
PE4_PTP
0,507
0,360
1
3,5
1,26
C0.6
PE4_PTP
0,507
0,360
1
3,5
1,26
SE0.2
PE4_PTP
0,507
0,360
1
3,5
1,26
GM
PE4_PTP
0,507
0,120
1
3,5
0,42
GD
PE4_PTP
0,507
0,360
1
3,5
1,26
SR
PE4_PTP
0,507
0,120
3,5
0
ADM
PE4_PTP
0,507
0,360
1
3,5
1,26
PE4_PTP
0,507
0,360
1
3,5
1,26
PE4_PTP
0,507
0,360
1
3,5
1,26
PE4_PTP
0,507
0,360
1
3,5
1,26
R0.1
COZ0.1
72
Anexos 4 – Lajes e Pavimentos L1 – Laje de contacto entre pavimento (Linóleo no caso) e o terreno
Ilustração 38 - Definição do U.
PVC flexível funciona como isolante e impermeável, em pavimentos o impermeável deve estar no exterior. L2 – Laje de contacto entre o pavimento (MDF no caso) e espaço inferior exterior (garagem)
Ilustração 39 - Definição do U.
73
Ilustração 40 - Esquema pavimentos.
L3 – Laje de cobertura com painéis sanduíche.
Ilustração 41 - Definição do U.
74
L4 – Laje de cobertura com terraço exterior com camada de seixo inacessível.
Ilustração 42 -Definição do U.
Ilustração 43 - Esquema de Lajes.
As dimensões de coberturas serão iguais às de pavimentos pelo que não se irão mostrar uma vez que já estão em anexo 1.
75
Anexo 5 – Envidraçados
Ilustração 44 - Localização de envidraçados.
Ilustração 45 - Características de Envidraçados.
Tabela 28 - Constituição de envidraçados EJA.
Envidraçado
EJA
Constituição [vidro duplo colorido na massa + incolor] incolor] [5mm + (4 a 8) mm] Cortinas Transparentes cor Média Persiana de Réguas de madeira exteriores cor média Caixilharia em plástico Dobradiças
76
Tabela 29 - Constituição de envidraçados EWC.
Envidraçado
EWC
Constituição [vidro duplo colorido na massa + incolor] [5mm + (4 a 8) mm] Caixilharia em plástico Deslizantes Tabela 30 - Constituição de clarabóias.
Envidraçado
Clarabóia Circular
Constituição [vidro duplo colorido na massa + incolor] incolor] [5mm + (4 a 8) mm] Caixilharia em madeira Estáticas
77
Anexo 6 – Projecto luminotécnico
Tabela 31 - Características para projecto luminotécnico para diferentes espaços.
78
Tabela 32 - Indicies de reflexão.
À que notar que o projecto luminotécnico não deve ser considerado como ideal uma vez que apenas se tentou satisfazer valores de iluminância e de potência por unidade de área admitindo.
79
Anexo 7 – Ocupação
Tabela 33 - Definições de Ocupação.
80
Anexo 8 – HAP Como foi referido na secção 3 neste anexo será mostrado o modo como se define completamente um espaço, o espaço exemplo escolhido foi o Q0.1 (quarto) uma vez que foi o exemplo dado na secção 3 os restantes serão fornecidos em anexo digital. Caracterização do espaço: Cargas Internas:
Ilustração 46 – Cargas internas.
81
Paredes, Janelas e portas (neste caso 2 PE, 2 PE_PTP e uma janela):
82
83
Coberturas e clarabóias:
Infiltrações:
84
Pavimentos:
Neste caso não foram consideradas partições já que se considerou o corredor adjacente como estando à mesma temperatura do quarto.
85
Anexo 9 – Sistemas Este anexo mostra como se define um sistema no programa HAP, o caso mostrado refere-se à UTA_Q. Separador “Vent System Components”:
Ilustração 47 - Características da bateria fria da UTAN.
86
Ilustração 48 - Características da bateria quente da UTAN
Ilustração 49 - Humidade relativa de insuflação.
87
Ilustração 50 - Características do ventilador.
A pressão estática aqui mostrada irá ser definida na secção de ventilação.Inibiu-se o campo “Duct System” pois a rede de condutas foi definida como parte integrante do trabalho e considerou-se que não haveria ganhões nem perdas através dela.
88
Separador “Zone Components”:
Ilustração 51 - Definição de temperaturas de insuflação.
A temperatura “throtling Range” define a gama de temperatura a que
o sistema trabalha, somando o valor definido à temperatura fria definida e subtraindo à temperatura definida quente. No caso durante a estação de aquecimento o sistema funcionará para manter a temperatura entre 21,5 e 23 ˚C e na estação de arrefecimento entre 23 e 24,5 ˚C.
89
Ilustração 52 - Definições de fornecimento de água fria e quente (no HAP a água quente só pode ser fornecida até 60ºC 19).
19
Ainda assim é temperatura suficiente para evitar o contágio por Legionella. Le gionella.
90
Ilustração 53 - Definição de equipamentos terminais.
Como serão instalados ventilo-convectores estes praticamente que irão apenas recircular o ar que existe no espaço pelo que de definiu o fluxo como 0, o que seria diferente numa solução CAV ou VAV.
91
Anexo 10 – Ocupation schedules Neste anexo irão mostrar-se os “Schedules” de ocupação e de luminosidade relativos ao conjunto de divisões que constitui as Salas e do refeitório, uma vez que no desenvolvimento escrito se referiu que estes seriam o inverso um do outro. Schedule de ocupação do Refeitório (necessidades da UTAN_S_R):
Ilustração 54 - Ocupação do refeitório.
Previu-se que desde que haveria 3 períodos de importante ocupação, hora de pequeno-almoço, almoço e jantar sendo as restantes ocupações residuais. Schedule de iluminação do refeitório:
92
Ilustração 55 - iluminação do refeitório.
Durante o período de Inverno admitiu-se que haveria necessidades de luminosidade de manhã e á noite sendo as restantes horas do dia menos necessitadas de luminosidade (perfil 1), durante o tempo de Verão previu-se que as necessidades de iluminação não seriam tão vincadas (perfil 3).
93
Schedule de Ocupação das Salas (necessidade da UTAN_S_R):
Ilustração 56 - Ocupação da zona de Salas.
Apesar de não ser completamente visível a ocupação das salas e do refeitório considerou-se apenas simultânea a uma hora da manhã (a fim de poder simular algumas pessoas que tomem pequeno almoço na sala e outras que o tomem no refeitório) ao meio dia (a fim de simular a chegada de pessoas ao refeitório e não uma chegada em massa) e ao fim da tarde (a fim de simular uma chegada para jantar ao refeitório progressiva e não em massa).
94
Schedule de iluminação das Salas:
Ilustração 57 - Iluminação da zona de Salas.
Do mesmo modo que no refeitório definiram-se perfis de Verão e de Inverno atendendo ao facto de que o tempo passado pelos utentes nas salas seria maior do que no refeitório.
95
Anexo 11 – Cálculo de caudais de ar de extracção.
Ilustração 58 - Histograma de definição de caudais de ar.
Método usado: 1- Definir zonas em equilibro, em sub-pressão ou em sobre-pressão. 2- Quantificar quantidades de ar a insuflar e a extrair de acordo com: ZONAS EM EQUILIBRIO - Deve definir-se a eficiência de ventilação com base na disposição da rede de equipamentos insufladores e extractores (geralmente variável entre 0,6 e 1). Com esse valor e com o valor definido pela legislação em vigor (RSECE - tabela IV) definir o caudal efectivo a insuflar (Q_regulamentar/eficiência de ventilação). Uma vez em equilíbrio Q_extrair=Q_insuflar e o gradiente de pressão vem nulo. ZONAS EM SUB-PRESSÃO - deve ponderar-se volumicamente o espaço em causa e afectar a cada volume definido um valor de extracções por hora (RPH) efectivo e condizente com as necessidades do espaço em causa. EX.:
WC - parte do espelho 5 RPH parte da retrete 10 RPH parte da banheira 7,5 RPH. Ponderando volumicamente os espaços correspondentes obtem-se o caudal a extrair por multiplicação. Q[m 3/h]=RPH*volume. Uma vez em subpressão o caudal a insuflar deve ser reduzido senão nulo. Sendo nulo a variação de pressão vem negativa e igual ao caudal de extracção; não sendo nulo vem resultante de uma diferença entre caudais insuflados e extraído que terá que ser forçosamente negativa. ZONAS EM SOBRE-PRESSÃO - Deve contabilizar-se o caudal de ar a insuflar ou não extrair DE TODO ar (isto porque pode ser retirado ar de uma divisão por extracção de outra que lhe seja adjacente e estar por isso em equilíbrio). Estas zonas devem apenas contabilizar pressão a mais, que seja suficiente para que não sejam contaminadas com ares adjacentes (considerar-se-ia *1,5 a mais do caudal relativamente ao equilíbrio). Apesar disso não foram contabilizadas zonas em sobre-pressão.
A tabela de RPH está no anexo 13. 96
Anexo 12 – Redes de condutas e soluções de Ventilação
97
Anexo 13 – Caudais insuflação e extracção regulamentar regulamentares es RSECE
Q_divisão
Q_oc Q_m Q_oc Q_m
Q_insuflar
Oc.
Ap.
εv
Q_efect.
AC
0
3,6
0
5
0
18
0,7
25,71
ADM
2
10,5
35
5
70
52,5
0,8
87,5
C0.1
0
48,3
0
5
0
241,5 0,7
345
C0.2
0
21,6
0
5
0
C0.3
0
41,5
0
5
0
207,5 0,8
259,38
C0.4
0
45,9
0
5
0
229,5 0,7
327,86
C0.5
0
20,7
0
5
0
103,5 0,7
147,86
C0.6
0
8,6
0
5
0
C0.7
0
12,7
0
5
0
C0.8
0
16,4
0
5
0
82
0,7
117,14
C0.9
0
2,9
0
5
0
14,5
0,7
20,71
C0.10
0
6
0
5
0
30
0,7
42,86
CS0.1
0
6
0
5
0
30
0,7
42,86
D0.1
0
6,2
0
5
0
31
0,7
42,86
D0.2
0
4,3
0
5
0
21,5
0,7
44,29
D0.3
0
3,6
0
5
0
18
0,7
30,71
DQ0.1
1
11
35
5
35
55
0,7
25,71
GD
2
14,9
35
0
70
0
0,8
68,75
GM
0
8,5
0
5
0
42,5
0,7
100
H0.1
4
27,6
30
15
120
414
1
42,5
H0.2
0
40,3
0
5
0
LAV
0
3,4
0
0
0
0
1
201,5
Q0.1
2
22
30
0
60
0
0,6
100
Q0.2
2
22
30
0
60
0
0,6
100
Q0.3
2
22
30
0
60
0
0,6
100
Q0.4
2
22
30
0
60
0
0,6
100
Q0.5
1
16,5
30
0
30
0
0,6
100
Q0.6
1
16,5
30
0
30
0
0,6
50
Q0.7
1
16,5
30
0
30
0
0,6
50
Q0.8
1
16,5
30
0
30
0
0,6
50
Q0.9
1
16,5
30
0
30
0
0,6
50
Q0.10
30 122,7
35
0
1050
0
0,6
50
108
43
0,8
135
0,8
53,75
63,5 0,8
79,38
201,5 0,8
517,5
R0.1
1
6,3
35
5
35
31,5
0,8
1312,5
REC0.1
0
6,1
0
5
0
30,5
0,7
50
ROP0.1
7
15,9
30
0
210
0
0,7
43,57
SA0.1
7
15,9
30
0
210
0
0,8
262,5
SA0.2
6
29,6
30
0
180
0
0,8
262,5
SE0.1
20 128,1
30
0
600
0
0,8
225
SE0.2
9
8,7
30
0
270
0
0,8
750
SE0.3
6
11,5
30
20
180
230
0,7
385,71
98
SR
0
6
0
0
0
0
0,8
287,5
ZS0.1
0
0
0
0
0
0
0,7
30,71
Tabela 34 - Caudais de Insuflação para os diferentes espaços caudais em m 3/h.
Não se mostr am am nesta tabela caudais de WC’s, lixos e similares pois essas zonas não são afectadas de insuflação.
Situação de pressão
RPH1
PV1
RPH2
PV2
Q_extrair
AC
Equilibrio
0
0
0
0
25,71
ADM
Equilibrio
0
0
0
0
87,5
C0.1
Equilibrio
0
0
0
0
345
C0.2
Equilibrio
0
0
0
0
135
C0.3
Equilibrio
0
0
0
0
259,38
C0.4
Equilibrio
0
0
0
0
327,86
C0.5
Equilibrio
0
0
0
0
147,86
C0.6
Equilibrio
0
0
0
0
53,75
C0.7
Equilibrio
0
0
0
0
79,38
C0.8
Equilibrio
0
0
0
0
117,14
C0.9
Equilibrio
0
0
0
0
20,71
C0.10
Equilibrio
0
0
0
0
42,86
CS0.1
Equilibrio
0
0
0
0
42,86
D0.1
Equilibrio
0
0
0
0
42,86
D0.2
Equilibrio
0
0
0
0
44,29
D0.3
Equilibrio
0
0
0
0
30,71
DQ0.1
Equilibrio
0
0
0
0
25,71
GD
Equilibrio
0
0
0
0
68,75
GM
Equilibrio
0
0
0
0
100
H0.1
Equilibrio
0
0
0
0
42,5
H0.2
Equilibrio
0
0
0
0
517,5
LAV
Equilibrio
0
0
0
0
201,5
LIXO0.1
Sub-pressão
7,5
9,24
0
0
69,28
Q0.1
Equilibrio
0
0
0
0
100
Q0.2
Equilibrio
0
0
0
0
100
Q0.3
Equilibrio
0
0
0
0
100
Q0.4
Equilibrio
0
0
0
0
100
Q0.5
Equilibrio
0
0
0
0
100
Q0.6
Equilibrio
0
0
0
0
50
Q0.7
Equilibrio
0
0
0
0
50
Q0.8
Equilibrio
0
0
0
0
50
Q0.9
Equilibrio
0
0
0
0
50
Q0.10
Equilibrio
0
0
0
0
50
R0.1
Equilibrio
0
0
0
0
1312,5
REC0.1
Equilibrio
0
0
0
0
50
ROP0.1
Equilibrio
0
0
0
0
43,57
99
SA0.1
Equilibrio
0
0
0
0
262,5
SA0.2
Equilibrio
0
0
0
0
262,5
SE0.1
Equilibrio
0
0
0
0
225
SE0.2
Equilibrio
0
0
0
0
750
SE0.3
Equilibrio
0
0
0
0
385,71
SR
Equilibrio
0
0
0
0
287,5
V0.1
Sub-pressão
7,5
6
0
0
45
WC0.1
Sub-pressão
10
6,76
6
15,89
162,88
WC0.2
Sub-pressão
7,5
13,28
0
0
99,63
WC0.3
Sub-pressão
10
16,44
6
24,25
309,92
WC0.4
Sub-pressão
7,5
17,7
0
0
132,74
WC0.5
Sub-pressão
10
1,35
6
10,29
75,24
WC0.6
Sub-pressão
6
10,17
0
0
61,04
WC0.7
Sub-pressão
10
9,73
5
21,12
202,86
WC0.8
Sub-pressão
10
10,61
5
16,55
188,87
WC0.9
Sub-pressão
6
20,08
0
0
120,46
WCQ0.1
Sub-pressão
10
8,88
5
12,88
153,23
WCQ0.2
Sub-pressão
10
8,88
5
12,88
153,23
WCQ0.3
Sub-pressão
10
8,88
5
12,88
153,23
WCQ0.4
Sub-pressão
10
8,88
5
12,88
153,23
WCQ0.5
Sub-pressão
10
8,88
5
12,88
153,23
WCQ0.6
Sub-pressão
10
8,88
5
8,39
130,76
WCQ0.7
Sub-pressão
10
8,88
5
8,39
130,76
WCQ0.8
Sub-pressão
10
8,88
5
8,39
130,76
WCQ0.9
Sub-pressão
10
8,88
5
8,39
130,76
WCQ0.10
Sub-pressão
10
8,88
5
8,39
130,76
ZS0.1
Equilibrio
0
0
0
0
30,71
Tabela 35 - Caudais de extracção para os diferentes espaços caudais em m 3/h.
Espaços WC serviços com mais que uma retrete WC serviços com uma retrete
WC com chuveiros Lixos
Zona do espaço Zona da retrete Zona do espelho e lavatório Sem distinção de zonas Zona do(s) chuveiro(s) Zona de espelho e pia Zona da retrete Sem distinção de zonas
RPH 10 6 7,5 10 5 10 7,5
Tabela 36 - Caudais de renovações mínimas por hora de espaços particulares.
Exemplo de espaço em sub-pressão, WC0.1: Definir volume de retretes – V=6,76 m3 Definir volume de espelho e pia – V=15,89 m3 Consultar o quadro para definir caudais RPH Obter caudal a extrair por: Q_ext=RPH1*PV1+RPH2*PV2 100
No caso
À que ter em atenção que aquando da implementação da extracção houve divisões que, apesar de terem que ter extracção regulamentar não foram contempladas com equipamento de extracção pois essa seria feita por outra divisão. Exemplo disso é o caso dos quartos com WC privado que se mostram aqui com caudais de extracção e não terão equipamentos extractores pois a extracção será feita pela WC privada. Este processo não é mostrado neste anexo mas sim no anexo 15 e em anexo digital.
101
Anexo 14 – Equipa Equipamentos mentos do sistema insuflador UTA_BP
Ilustração 59 - Caracterização de caudais a insuflar e de equipamento terminal de insuflação.
Ilustração 60 - Caracterização da rede de condutas.
102
Ilustração 61 - Caracterização da perda p erda de carga global da rede de condutas.
Ilustração 62 - Caracterização das perdas de carga globais.
Ilustração 63 - Caracterização das potências quente e fria das baterias da UTA.
Ilustração 64 - Características para pa ra selecção da UTA.
103
A UTA Seleccionada para este caso foi a seguinte: Modulys® TA 350 modelo 1 da France Air
Quando na mesma divisão existirem difusores e grelhas optou-se por ponderar os difusores com 70% do caudal e as grelhas com 30%. Os restantes sistemas serão mostrados em anexo digital.
104
Anexo 15 – Equipament Equipamentos os do sistema de exaustão Exemplo da extracção de sujos dos balneários (WC0.7 e WC0.8):
Ilustração 65 - Características de caudais de extracção com compensações.
Neste caso como a extracção é feita exclusivamente pelas WC mostradas, não existem compensações.
Ilustração 66 - Determinação de diâmetros de conduta e perdas de carga contínuas por unidade de comprimento.
Ilustração 67 - Definição de perdas de cargas contínuas globais.
105
Ilustração 68 - Definição de equipamentos e perdas de carga terminais e perdas de carga globais.
Ilustração 69 - Características de selecção do ventilador de extracção.
106
Anexo 16 – Caracterizaçã Caracterização o do circuito frio 1 Exemplo de dimensionamento do circuito frio 1:
Ilustração 70 - Cargas térmicas "frias" para o circuito 4.
Ilustração 71 - Determinação do diâmetro da tubagem do circuito 4.
107
Ilustração 72 - Definição de perdas de d e carga contínuas globais.
Ilustração 73 - Caracterização de equipamentos e perdas de carga terminais e perdas de carga globais.
Ilustração 74 - Características de selecção da bomba do circuito 4.
Donde se escolheu a bomba: TPE 65-90/4 A-F-A BAQE da Grundfos. Gr undfos.
108
Anexo 17 – Troços de ventilação rectangulares Tabela 37 - Caracterização da mudança de d e secção circular para secção rectangular.
A numeração dos troços irá ser fornecida apenas em anexo digital na pasta “Desenhos”.
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Anexo 18 – Esquema de princípio circuitos hidráulicos
110
Anexo 19 – Catálogos
111
