Índice
Introdução ..................................................................................................................................... 2
Evolução Histórica ........................................................................................................................ 3
Descrição ....................................................................................................................................... 5
Funcionamento .............................................................................................................................. 7
Tipos de Sistemas .......................................................................................................................... 9
Split ........................................................................................................................................... 9
Multi-Split ............................................................................................................................... 12
VRV (volume de refrigerante variável) .................................................................................. 14
Chillers .................................................................................................................................... 17
Legislação ................................................................................................................................... 20
Edifício em Estudo ...................................................................................................................... 21
Anfi – Teatro Almadense (responsabilidade Constrope) ........................................................ 21
Introdução ao estudo da Obra...................................................................................................... 22
Tipos de actividade ................................................................................................................ 23
Sistemas utilizados no Edifício ............................................................................................... 23
Descrição dos sistemas ............................................................................................................ 24
Relativamente ao Ar novo/Extração.................................................................................... 25
Unidade de tratamento de ar novo ....................................................................................... 25
Peças desenhas AVAC ................................................................................................................ 28
Conclusão .................................................................................................................................... 40
Bibliografia ................................................................................................................................. 41
1
Introdução
Este trabalho tem como objectivo o estudo do funcionamento dos principais
sistemas de ar condicionado.
O ar condicionado é um sistema mecanizado essencial para o conforto e bem – estar nos
espaços por nós habitados como também em salas de cirurgia, bibliotecas, aréas
técnicas, etc.
Assim sendo torna-se cada vez mais necessário a todos aqueles que participam na
construção dos espaços, que haja um entendimento composto sobre este sistema tanto
pela sua novidade como pela sua complexidade de adaptação à construção.
Neste trabalho, será efectuada uma descrição e caracterização aprofundada dos
principais sistemas, tais como: Split, Muti-split, VRV e Chillers. Será apresentado um
estudo de um caso prático (Reabilitação do Anfiteatro Almadense da responsabilidade
Constrope) a fim de entender a aplicação na sua dimensão real.
O presente trabalho é constituído por cinco partes. Na primeira parte é efectuada a
evolução do ar condicionado num contexto histórico.
Na segunda parte será efectuada uma descrição e caracterização dos vários sistemas, as
suas implicações na arquitectura, as vantagens e desvantagens, os seus campos de
aplicação, assim como a legislação aplicável.
Na terceira parte será feita uma análise do caso prático.
Na quarta parte será apresentada uma pequena conclusão de todo o trabalho estudado
bem como uma análise crítica ao sistem instalado no caso de estudo, e uma breve
bibliografia.
2
Evolução Histórica
Na Antiga Roma já era aplicado o conceito de ar condicionado, onde as águas
dos aquedutos faziam-se circular através das paredes no interior das casas para as
arrefecer.
Ding Huan, inventor chinês do Século II, inventou um
ventilador constituído por sete rodas com três metros de
diâmetro e operado manualmente. Em 747, o Imperador
mandou construir no seu palácio um salão fresco, que é
descrito como tendo ventiladores, accionados a àgua,
para arrefecimento do ar.
Um Badgir localizado no Deserto
Iraniano perto da Cidade de Naeen
Na Pérsia Medieval existiam edifícios que usavam cisternas e torres de vento para o
arrefecimento nas épocas quentes. As cisternas abertas recolhiam a água da chuva. As
torres de vento dispunham de aberturas que captavam o vento e de cata-vento que
direccionavam o fluxo de ar para o interior do edifício, normalmente passando sobre a
cisterna e saindo por uma torre de arrefecimento situada na vazante da direcção do
vento.
No percurso deste ar, eram por vezes accionadas “chicanas” como reservatórios de àgua
ou carvão vegetal humidificado como acontece no Egipto.
Na decada de 1600, o inventor holandês Cornelius Drebbel fez a demonstração “
transformando o Verão em Inverno”, perante o Rei Jaimes VI da Escócia e I de
Inglaterra, através da adicção de sal e água.
Em 758, o norte americano Benjamin Franklin e o Britânico John Hadley exploraram o
princípio da evaporação como meio de arrefecer rapidamente um objecto. Estes
confirmaram que a evaporação de líquidos altamente volátes, como o álcool e o éter,
poderiam ser usados para diminuir a temperatura de um objecto até ser inferior ao ponto
de congelação da água.
Em 1842, o médico norte – americano John Gorrie usou a
tecnologia de compressão para criar gelo, o qual usava
para arrefecer o ar para os pacientes do seu hospital,
apesar de não ter sido posta em prática devido a vários
problemas logisticos.
Máquina de Gelo construida por
Michael Faraday (1820)
3
O primeiro ar condicionado moderno originou-se em 1902 por Willys Carrier, devido a
problemas numa empresa de Nova Iorque com
trabalhos de impressão durante os meses de Verão.
A empresa recorreu ao engenheiro para resolver o
problema e pela primeira vez a temperatura exacta do
ar podia ser controlada, pois fazia o ar passar por
condutas e serpentinas artificalmente arrefecidas, com
temperaturas reguláveis.
Willis Haviland Carrier (1902)
Esta invenção solucionou o problema da empresa. Mais tarde, a tecnologia de Carrier
foi aplicada para aumentar a produtividade nos postos de trabalho e acrescente procura
desta mesma tecnologia levou à criação da empresa Carrier Air Conditioning Company
of America, ainda hoje uma grande indústria de AVAC.
Depressa este equipamento foi cobiçado pela indústria principalmente as de téxteis,
indústrias de papel, farmacêuticos e tabaco, e mais tarde estabelecimentos comerciais.
Carrier criou o primeiro ar condicionado eléctrico mas foi Stuart W. Cramer da Carolina
do Norte que avançou com esta tecnologia. Foi também o responsável pela criação do
termo “ ar condicionado”.
Hoje em dia, as marcas apostam em equipamento cada vez mais elegante e discreto
tanto nas unidades interiores como nos exteriores, mas o factor principal nos dias que
correm é o consumo energético extremamente baixo de modo a preservar o nosso meio
ambiente.
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Descrição
O meio ambiente onde vivemos, está sempre em constante mudança e mais
especificamente a temperatura, devido ao aquecimento global.
Os sistemas de ar condicionado como este, estão principalmente destinados à
refrigeração, tendo outras funções tais como o aquecimento ou arrefecimento, como
também podem reduzir a humidade e purificar o ambiente do espaço onde está
instalado.
Como o clima requer refrigeração no verão e aquecimento no inverno, o ideal é utilizar
os sistemas com ciclo reversível, ou seja, que podem também ser usados para aquecer o
ambiente. Funções como a purificação do ar ou a desumidificação, embora
complementares aos sistemas, tornam-se cada vez mais necessárias para uma agradável
qualidade do ar e em processos, como por exemplo em salas de cirurgias, estas funções
são fundamentais para a higiene do espaço.
Com esta múltipla variedade de funções percebe-se a complexidade do sistema de ar
condicionado e a sua versatibilidade de adaptação às diferentes necessidades pois a sua
utilização garante a temperatura ambiental ideal, gerando conforto, bem-estar e saúde.
Porém, em geral, estas infraestruturas e processos têm outros tipos de preocupações, não
só as suas funções como a sua instalação, que ocupam muito espaço devido às condutas
de circulação de ar e dos aparelhos ligados, como também aos custos associados tanto à
instalação como à manutenção.
Como os sistemas de ar condicionado são provavelmente o equipamento que ocupa uma
maior área num edifício, torna-se por isso um complexo problema a resolver na
integração com a arquitectura.
Existem duas vertentes da arquitectura com os sistemas de ar condicionado: a primeira é
que nem todos os edifícios que não foram projectados para integrar o ar condicionado e
a segunda é o projecto do edifício com base no
sistema do a condicionado.
Um dos problemas mencionados no princípio do
caso é que encontramos estes equipamentos nas
fachadas, colocados pontualmente em cada
divisão contaminando as fachadas e o interior dos
espaços por máquinas constituintes do sistema.
Fachada pulverizada de unidades exteriores do
ar condicionado
5
No segundo caso os edifícios que foram projectados para integrarem o sistema de ar
condicionado também partilham dificuldades. Mesmo em sistemas pequenos existe
sempre a necessidade de áreas técnicas e zonas para ocultar as tubagens e as máquinas
de cada espaço normalmente em tectos falsos.
Área Técnica
Tecto falso com sistema de ar condicionado
Ainda há a implicação das máquinas, pelas diferenciações de temperatura que produzem
alguma água por condensação sendo necessário incluir uma mangueira de drenagem que
dirija esta para outro local apropriado de escoamento de águas, pluviais ou outros.
Outra das principais desvantagens do ar condicionado é o ruído produzido por este a
quando do seu funcionamento, porém em equipamentos modernos esse problema é cada
vez menos imcómodo.
6
Funcionamento
O funcionamento do ar condicionado resume-se em absorver energia de um local
para o outro.
É um processo de tratamento do ar interior em espaços fechados. Esses tratamentos
consistem em regular a qualidade do ar interior, no que diz respeito ás condiçoes de
temperatura, humidade, limpeza e movimento, por esse mesmo motivo este sistema
inclui as funções de aquecimento, arrefecimento, humidificação, renovação, filtragem e
ventilação do ar.
Existem sistemas específicos que podem incluir outras funções como a de pressurização
do ar no interior de um determinado espaço.
Para isso é necessário constituintes principais: o compressor, o condensador, a válvula
de expansão e o evaporador. Destes resultam uma unidade exterior, uma unidade
interior e tubagens que conectam as
mesmas.
Sistema de funcionamento do ar condicionado
Ciclo de refrigeração
O compressor é um equipamento de refrigeração destinado a arrefecer e a
desumidificar o ar a ser tratado ou para resfriar a água que é enviada para as unidades de
tratamento de ar.
Todos estes sistemas funcionam com base no ciclo de refrigeração. Os sistemas de ar
condicionado classificam-se em dois grandes grupos: expansão directa e expansão
indirecta.
Os equipamentos de expansão directa caracterizam-se por disporem de serpentinas onde
expande um fluido refrigerante absorvendo calor e arrefecendo o espaço em redor,
fazendo dispersar o calor para o ambiente exterior.
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Para estes sistemas podem ser usados equipamentos compactos autocontidos que
réunem todas as funções requeridas para o funcionamento do ar condicionado, numa
única caixa ou unidade.
A maioria do ciclo de refrigeração é realizada no interior da caixa do equipamento.
A este grupo pertence os sistemas de split e estes diferenciam-se por estarem divididos
em duas unidades ou caixas separadas, uma situada no exterior e outra no interior. Estas
têm como objectivo dividir as fases de refrigeração, ficando a fase de evaporação no
interior e a fase de condensação no exterior, estando ambas unidas entre si, através de
tubgem por onde circula o refrigerante.
Sistema de Expansão directa
Neste grupo pertence também o sistema multi-split. Este sistema, ao contrario do split,
dispõe de uma única unidade de condensação exterior, à qual se podem ligar duas ou
mais unidades de evaporação interiores.
Desenvolvem-se equipamentos deste tipo que permitem colocar um grande número de
unidades de evaporação, as VRV (volume de refrigerante variável).
Na expansão indirecta, o sistema utiliza unidades de produção de água refrigerada (
chillers). A água é refrigerada no evaporado e quando já se encontra gelada é evaporada
através do bombeamento até aos “ fan-coils”, isto é, para as serpentinas dotadas de
ventiladores, onde o ar é resfriado é insulfato nos ambientes. Esta água é distribuída por
equipamentos de tratamento do ar, como as UTA.
Sistema de expansão indirecta
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Tipos de Sistemas
Split
O sistema split é um sistema de refrigeração. Este sistema como o próprio nome
indica, em separado, é composto por duas partes distintas: a condensadora e a
evaporadora. A primeira é instalada na parte externa e a segunda na parte interna.
Enquanto a externa realiza todo o procedimento de refrigeração, a segunda é
responsável pelo lançamento do ar gelado no ambiente interno. Estas unidades podem
ser colocadas em tectos falsos e/ou paredes. A unidade interior pode ser controlar por
um controlo remoto. A unidade exterior pode ser colocada em terraços ou fachadas.
Exemplo de aplicação do sistema split
Ambas são ligadas por uma tubagem em cobre por onde circula gás refigerante.
A unidade interior tem como função o arrefecimento e desumidificação do
ar,ventiladores e unidades de controlo de operação e aquecimento.
Caso este tenha a função de aquecimento, existe a necessidade de haver uma drenagem
de água, pois a unidade condensadora passa a ser interior.
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Na parte exterior a refrigeração é aquecida através da compressão para obter o
melhor ponto de saturação. O calor é obtido através de uma ventoinha, que após a
passagem pelo condensador passa do estado gasoso para o estado líquido
Exemplo de funcionamento das duas unidades
(condensação), seguindo o circuito para a unidade interior após passar por um tubo
capilar ( dispositivo de expansão).
Para este fim é utilizado o R410A (fluido refrigerante), que ferve a -50ºC quando
é submetido a pressão atmosférica, dando-se evaporação, realizando assim o processo
de extração de calor do ar.
O sistema split é habitualmente utilizado em habitações pequenas, escritorios,
lojas, onde apenas se deseja climatização de uma divisão.
Para edificações maiores, como grandes edifícios como, hospitais, este tipo de
sistema “ provoca ” alguns problemas, isto porque a instalação da tubagem entre o
condensador e o evaporador excede os limites aconselhados ao bom funcionamento do
mesmo.
Numa situação em que se deseja climatizar mais do que uma divisão será
indicado um sistema muli split, pois o sistema split torna-se mais dispendioso.
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Exemplo de sistema split em várias divisões
Vantagens
O condensador fica no exterior, o que evita
ruído dentro da habitação;
A perfuração da parede para as tubagens é
pequena, o que nao danifica a parede interior.
Desvantagens
Serviço técnico de instalação caro; O preço da
instalação pode ser tão cara como o próprio
equipamento;
Capacidade limitada de unidades interiores.
Exemplos de equipamentos Interiores e Exteriores
Exemplo de Unidades Condensadoras colocadas no exterior dos edifícios
Exemplo de unidades evaporadoras colocadas no interior dos edifícios
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Multi-Split
O sistema Multi-split é muito semelhante ao sistema split, com a diferença de que o
multi-split está preparado para várias divisões no interior e é um sistema de qualidade superior
que funciona com temperaturas e velocidades de ventilação diferentes.
Este, é constituído por uma unidade exterior (compressor), sendo que a este é possível
ligar até 5 unidades interiores ( evaporadores ).
As unidades interiores são facilmente controláveis por um controlo remoto individual. Em
contrapartida, a temperatura destas unidades é necessariamente igual para todo o sistema, por
apenas existir uma unidade exterior e o circuito do fluido funcionar em linha por isso,
obrigatoriamente todas as unidades interiores funcionam à mesma temperatura.
Exemplo de disposição multi - split
Assim, este tipo de sistema é ideal para climatizar vários ambientes interiores e dispõe
de pouco espaço externo para a instalação da unidade condensadora.
Este sistema pode ser instalado em edifícios de médio porte e a unidade exterior, tal
como no sistema split pode ser instalada facilmente num telhado, terraço ou até mesmo
suspende-la numa das fachadas.
Exemplo de intalação da condensadora na
fachada
Exemplo de instalação da condensadora no
telhado
Os aparelhos de multi-split possuem um sistema moderno, com funções e filtros
semelhantes aos modelos split.
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Têm como função: arrefecimento, desumidificação do ar, ventilação e aquecimento.
Este tipo de aparelhos permite arrefecimentos e aquecimentos rápidos. Possuem tubagens de
grande cumprimento e grande desnível; possui também uma dimensão compacta de instalação
fácil, controlo remoto sem fios para cada unidade evaporadora, compressor rotativo que
proporciona um baixo nível de ruído e economia de energia, manutenção e instalação.
Exemplos de composições de sistema Multi-Split
Vantagens
Não altera a fachada pois tem um único
equipamento exterior;
Todas as unidades interiores são controladas
individualmente;
Podem ser instaladas ou desinstaladas
unidades interiores sempre que se desejar.
Desvantagens
Capacidade Limitada de aparelhos interiores;
Necessidade de procedimento de vácuo e
carga de campo.
Nao permite temperaturas diferentes em
simultanêo.
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VRV (Volume de Refrigerante Variável)
O VRV é um sistema de ar condicionado central do tipo Multi – Split. Este sistema foi
especialmente desenvolvido para edifícios de médio e grande porte.
Tal como o sistema multi-split, possui apenas uma unidade externa ligada a múltiplas
unidades internas trabalhando individualmente por ambiente, este ao contrário do multi-split
pode chegar até 64 equipamentos.
È um sistema em que o fluxo de gás refrigerante pode variar, permitindo que o ar
refrigerado seja direcionado para os locais onde a necessidade de refrigeração é maior, através
de um equipamento próprio que pode ser controlado por computadores.
A funcionalidade deste equipamento é muito idêntica ao multi-split mas com uma maior
capacidade, funcionando através de um equipamento central de unidade externa, que
posteriormente distribui a refrigeração por unidades internas individuais.
Neste sistema é possível controlar a temperatura de cada unidade interior permitindo
haver divisões com temperaturas distintas. Esta é a grande diferença do sistema VRV para o
multi-split.
Exemplos de funcionamento
O principal responsável pela captação térmica e troca do ar ambiente com o meio externo é o
sistema R 410ª. O ciclo de refrigeração é composto por diversos componentes, aos quais
proporcionam uma condição de funcionamento que permite retorno desse fluido refrigerante
para a condição inicial do ciclo.
O grande diferencial neste sistema VRV é simplesmente a combinação de tecnologia electrónica
com sistemas de controle microprocessados, aliados à combinação de múltiplas unidades
internas num só ciclo de refrigeração, além de que é de fácil instalação e pode ainda manter a
arquitectura dos edifícios sem terem que alterar as suas características, gerando um baixo nível
de ruído e baixo consumo eléctrico, que permite grande facilidade de adaptação em edifícios já
existentes.
14
Este equipamento é um dos mais versáteis do mercado. A sua fácil aplicação resolve muitos
problemas como o da arquitectura. Este sistema também se adapta a outros de especificações de
um sistema de água gelada como o “ chiller”, e também a versatilidade de um sistema split.
Por esse mesmo motivo, somente ambientes que necessitam de condicionante de ar serão
aquecidos ou arrefecidos enquanto que a parte do sistema pode ser desligado em ambientes que
não necessitam de condicionamento.
Exemplo de sistema VRV
O avanço tecnológico, com linhas frigoríficas até 100 metros de comprimento em apenas um
sistema, permite uma diferença de 50 metros entre a unidade evaporadora e a condensadora,
mas também desníveis até 15 metros entre as unidades evaporadoras de um mesmo sistema.
Significa que num edifício de 15 andares, todas as unidades condensadoras podem ser instaladas
na cobertura do edificio.
Relativamente às tubulações verticais, que antes eram limitadas a 2 andares de extensão num
sistema convencional, podem agora, ser prolongadas para cobrir 4 a 5 andares, aumentando
consideravelmente a versatibilidade do sistema.
Devido à construção de baixo peso (máximo 250 kg/ m²) e livre de vibrações das unidades
condensadoras, os pavimentos não necessitam de ser reforçados, reduzindo assim o custo de
obra.
Unidade exterior VRV
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Unidade exterior VRV
Exemplos de unidades interiores ligadas a uma unidade exterior
Vantagens
Não necessitam de bomba de circulação;
Inverte o ciclo ( frio –quente) sem restrição e
com elevada simplecidade.
Mais aparelhos que permite trabalhar com
temperaturas diferenciadas.
Desvantagens
Limitação de acrescentar ou retirar uma
unidade interior, pois funcionam com
coeficientes de simultaniedade;
Dificuldade de detenção de uma fuga nas
instalações.
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Chillers
Este sistema, diferenciando-se um pouco dos outros, é um equipamento que tem como
função arrefecer a água ou outro produto líquido em diferentes sistemas atráves de um ciclo
termodinâmico, ainda que o funcionamento base do ar condicionado seja similar, os processos
de arrefecimento são um pouco mais complexos e com processos químicos mais compostos.
Existem dois tipos de chillers: os de absorção e os de compressão ou eléctricos.
O que os distingue é o facto de o primeiro ter como princípio base um “compressor
termoquímico”, em que permite produzir água gelada a partir de uma fonte de calor, utilizando
uma solução de sal (Brometo de lítio), num processo termoquímico de absorção.
Os Chillers de absorção dividem-se em dois tipos:
- os chillers de absorção directa, onde o calor necessário ao processo, queima
directamente um combustível habitualmente gás natural.
- chillers de absorção indirecta, onde o calor necessário é fornecido sob a forma
de vapor de baixa pressão, água quente ou de um processo de purga quente.
Este chillers de absorção são muitas vezes integrados em sistemas de cogeração, de forma a
permitir o aproveitamento do calor que de outra forma seria desperdiçado.
Esquema de um sistema Chiller
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Este sistema tem como fim mais vantagens para a indústria ou grandes edifícios. Este sistema já
apresenta variáveis imensas adaptáveis a inumeras situações, tais como, hospitais, centros
comerciais, grandes indústrias.
Os chillers são constituídos pelo mesmo sistema base de compressor, condensador,
evaporadora, a evaporação acontece numa área de troca de calor por onde passa um circuito de
água que liberta o seu calor e arrefece, sendo que circulará pelos espaços e climatiza dá o
ambiente.
Pode-se também associar este sistema a uma ventilação centralizada onde o ar é condicionado e
o circuito da água passa retirando todo o calor existente no ar, deixando assim que o ar já
refrigerado seja distribuído para grandes áreas.
Sendo um sistema geralmente integrado na arquitectura, as unidades interiores normalmente só
se revelam pelas grelhas de saída de ar.
Unidade interior chiller
18
Embora seja aplicado em áreas mais gerais também possibilita a utilização em espaços mais
pequenos com pequenas unidades interiores de regularização individual da temperatura. Estas
unidades interiores podem englobar também sistemas de filtragem do ar e desumidificação.
Para além deste sistema permitir fazer o aquecimento do edificio, aquecimento de águas
sanitárias, tem também a possibilidade de uma extensão muito maior da tubagem, devidamente
isolada, sem compromisso de insucesso do sistema.
Assim pode-se reunir um único sistema, várias necessidades de um edificio poupando custos e
economizando espaços.
Sistema Chiller
Unidade de arrefecimento do tipo parafuso
Vantagens
Baixo custo;
Fan-coil produzido para atender carga térmica
específica;
Excelente controlo de temperatura;
Desvantagens
Alto custo para o “empreendedor”;
Dificuldade de poupança de energia electrica
referente ao uso do ar condicionado;
Sistema de dois tubos: ou tudo arrefece ou
tudo aquece.
Permite o uso de termoacumulação.
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Legislação
A Directiva do Conselho n.º 92/75/CEE, de 22 de Setembro, que estabelece o regime a que
deve obedecer a indicação do consumo de energia dos aparelhos domésticos por meio de
etiquetagem e de outras indicações uniformes relativas aos produtos, encontra-se transposta na
ordem jurídica interna, pelo Decreto-Lei n.º 41/94, de 11 de Fevereiro. Na sequência da referida
directiva, a Comissão das Comunidades Europeias adoptou a Directiva n.º 2002/31/CE, de 22 de
Março, relativa à etiquetagem energética dos aparelhos domésticos de ar condicionado. Urge,
pois, transpor aquela directiva para a ordem jurídica interna. Foram ouvidos os órgãos de
governo próprios das Regiões Autónomas.
O Decreto-Lei nº 28/2003, de 12 de Fevereiro de 2003, estabelece as regras relativas à
etiquetagem energética dos aparelhos domésticos de ar condicionado, transpondo para a ordem
jurídica nacional a Directiva n.º 2002/31/CE, da Comissão, de 22 de Março.
Decreto-Lei Nº 78 / 2006, de 4 de Abril: Aprova o Sistema Nacional de Certificação Energética
e da Qualidade do Ar Interior nos edifícios.
Decreto-Lei Nº 79 / 2006, de 4 de Abril: O Regulamento dos Sistemas Energéticos de
Climatização em Edifícios, define um conjunto de requisitos aplicáveis a edifícios de serviços e
de habitação dotados de sistemas de climatização, os quais, para além dos aspectos relacionados
com a envolvente e da limitação dos consumos energéticos, abrange também a eficiência e
manutenção dos sistemas de climatização dos edifícios, impondo a realização de auditorias
energéticas periódicas aos edifícios de serviços. Neste regulamento a qualidade interior surge
também com requisitos relativamente aos caudais mínimos do ar interior por tipo de actividade
e a concentrações máximas dos principais poluentes.
Decreto-lei 80-2006, de 4 Abril, que se centra nas questões do zoneamento térmico nacional
onde existem quadros para referência de distribuição dos concelhos de Portugal continental
segundo as zonas climáticas e correspondentes dados climáticos de referência. Na portaria Nº
461/2007, de 5 de Junho: Define a calendarização da aplicação do Sistema de Certificação
Energética e da Qualidade do Ar Interior aos vários tipos de edifícios, tornando-a aplicável a
todos os edifícios a partir de 1 de Janeiro de 2009.
EN 13779:2007 - Qualidade do Ar Interior. A norma europeia para a ventilação EN 13779
determina várias categorias de qualidade do ar desejável no ambiente interno bem como os
passos da filtragem que devem ser aplicados para a adaptação de uma categoria para outra. O ar
exterior é classificado em 5 níveis de ODA1 (o ar é puro excepto por poluição temporária, p.e. o
pólen) a ODA 5 (concentração muito alta, quer de partículas como de contaminantes). As
partículas referem-se à quantidade de partículas sólidas e líquidas existentes no ar. Os
contaminantes são as concentrações de CO2, CO, NO2, CO2 e COVs (compostos orgânicos
voláteis).
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Edifício em Estudo
Cine – Teatro Almadense
(responsabilidade Constrope)
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Introdução ao estudo da Obra
O edifício em estudo é a recuperação do cine-teatro da academia almadense. É um
espaço cultural e de lazer que disponibiliza um conjunto de valências a serem utilizadas pela
população da região e também convida população de outros locais.
O projecto iniciou-se em Janeiro de 2012 com data prevista a concluir a Dezembro de 2013.
O imóvel está integrado na parte da cidade de Almada Antiga, Rua Capitão Leitão. Este irá
sofrer uma recuperação profunda.
O edifício terá uma utilização diária nas salas de ensaio, biblioteca, sala polivalente, áreas de
direcção, circulação, vestiários e balnéarios. A sala de espectáculos, assim como o palco e
camarins, terão uma utilização esporádica, cerca de uma actuação por mês.
O edifício desenvolveu-se em 3 pisos, sendo no 1º piso um semienterrado com
sanitários e camarins. O 2º piso com a sala de espectáculos, palco, biblioteca, sala polivalente,
secretaria, bilheteira, assim como de I.S para deficientes, foyer e arrumos, por fim o 3º piso com
salas de ensaio, parte administrativa, a sala de direcção/ reuniões, balneário/vestiário, zona de
balcão da sala de espectáculos, circulações e arrumos.
A cobertura destina-se á àrea técnica para máquinas AVAC e painéis solares.
Área Técnica
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Tipos de actividade :
- Clube Desportivo sem Piscina - (com aquecimento e arrefecimento). Área útil de pavimento
304,8m2;
- Cinemas e Teatros - (com aquecimento e arrefecimento) .Área útil de pavimento 546,5m2;
- Biblioteca – (com aquecimento e arrefecimento). Área útil de pavimento 70,3m2;
- Escritórios - (com aquecimento e arrefecimento) Área útil de pavimento 164,3m2;
- Espaços complementares - Armazém- (funcionamento 7 horas/dia) Área não útil de
pavimento 45,8m2.
Sistemas utilizados no Edifício
Neste caso de estudo, acima referido, foi aplicado o sistema de ar condicionado VRV,
nomeadamente as máquinas utilizadas e como este sistema se insere na arquitectura do edifício.
Devido ao perfil de utilização do edifício, este terá três unidades de expansão directa, bomba de
calor, dividindo-se da seguinte forma:
- Sistema VRV -1, climatiza a zona de perfil do Clube Desportivo sem piscina, a zona
da biblioteca e escritórios, o ar novo será pré tratado por uma unidade de tratamento de ar
100% ar novo. Esta unidade comporta recuperador higroscópio rotativo e Free-Cooling, bateria
de quente ou bateria de frio, ventiladores Plug Fan , filtros na insuflação do tipo F5 e F7 e no
retorno filtros F5. A carga interna das salas será tratada por Unidades Interiores do sistema
VRV tipo cassete de 4 vias.
Para melhor preformance, em termos de COP e EER , o sistema de climatização do cine-teatro
foi dividido em dois, um sistema para o palco e um sistema para a sala de espectáculos.
- Sistema VRV -2, climatiza a zona de perfil de cinemas e teatros referente à sala de
espectáculos e o ar será tratado por uma unidade de tratamento de ar. Esta unidade comporta
recuperador higroscópio rotativo e Free-Cooling, bateria de quente ou bateria de frio,
ventiladores Plug Fan equipada com variador de velocidade em função do Índice de CO e
estado de colmatação dos filtros, filtros na insuflação do tipo F5 e F7 e no retorno filtros F5. A
zona do foyer terá ainda unidades interiores do sistema VRV tipo cassete de 4 Vias.
Sistema de expansão directa inverter, bomba de calor, designado por VRV -3, climatiza a zona
de perfil de cinemas e teatros referente ao palco e camarins, o ar será tratado por uma unidade
de tratamento de ar. Esta unidade comporta recuperador de fluxos cruzados com Free-Cooling,
bateria de quente ou bateria de frio, ventiladores Plug Fan e filtros na insuflação do tipo F7 e
no retorno filtros F5.
Os sistemas serão interligados por um sistema de GTC (Gestão Técnica Centralizada) que
conduzirá toda a instalação de AVAC.
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Recuperador higroscópio rotativo
e Free-Cooling
Filtro do tipo F5 e F7
Descrição dos sistemas
O Ar Novo e a extracção nas zonas úteis serão realizados pelas UTAs que têm, como já
referido, ventilação mecânica com recuperador higroscópio rotativo ou de fluxos cruzados e
Free-Cooling.
Os sanitários terão um sistema de extracção independente, assim como os balneários/vestiários.
UTA´S
A correcção da temperatura ambiente será efectuada através de um sistema centralizado do
tipo VRV a dois tubos, com produção de frio ou calor numa central térmica a nível da cobertura.
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Com as unidades interiores do tipo cassetes de 4 vias, a renovação do ar será garantida por uma
unidade de tratamento de ar com recuperador higroscópio rotativo ou de fluxos cruzados, FreeCooling, bateria de expansão directa ligada ao condensador do VRV, uma rede de condutas de
insuflação e retorno, renovará o ar espaço a espaço.
A insuflação do ar em todos os espaços será por intermédio de difusores quadrados , o retorno
por grelhas ou difusores.
Exemplos de difusores
Cassete 4 Vias
Todas as unidades interiores e exteriores devem estar apoiadas em elementos de borracha para
amortecimento de vibrações. As unidades exteriores estão localizadas numa área técnica
localizada na cobertura e instaladas em apoios flutuantes de boa qualidade que eliminem o mais
possível as vibrações provocadas pelo equipamento. A interligação entre as unidades interiores
e exteriores será efectuada através de uma rede de tubagem e condutas isolada.
Relativamente ao Ar novo/Extração
A introdução de ar novo e extracção do ar, terá em conta os ventos predominantes e poluição
ambiental exterior, o edifício em questão é considerado de não fumadores de acordo com o
Decreto-lei 37/2007.
Analisados os mapas de acabamentos, considera-se que os produtos adoptados poderão ser
considerados como ecologicamente limpos, no entanto, os sistemas serão dimensionados para
eventualidade de ser necessário recorrer ao acréscimo de 50% do caudal de ar novo em função
da existência de produtos não ecologicamente limpos, de acordo com o item 3 do artigo 29 do
DL79/2006
Os ventos predominantes que ocorrem com mais frequência serão nas direcções N-S, evitandose assim a exposição das admissões e extracções de ar a estes quadrantes.
Unidade de tratamento de ar novo
As unidades de tratamento de ar terão um comando PDI (Proporcional Diferencial Integral)
através de controladores, localizados na própria UTA, ligados ao comando remoto central do
VRV.
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O controlador da UTA assegurará a aquisição e tratamento dos sinais do campo. Esta
informação (temperatura do ar exterior e temperatura do ar de retorno) deverá permitir os vários
modos de funcionamento, por intermédio do controlo proporcional do registo motorizado de
bypass ao ar exterior.
Todo os ventiladores, inclusive das UTAs terão betoneira de corte local para manutenção.
As UTAs deverão ainda permitir a implementação de todos os algoritmos previstos para o
sistema.
Os quadros eléctricos das UTA´s da sala de Espectáculos e de Dança, terão o controlo remoto
no quadro eléctrico de AVAC, ligados por um cabo UTP Cat. 6 e o acesso aos dados de
controlo, comando e set point´s destas utas serão acessíveis num ecrã táctil localizado no
QEAVAC.
A unidade do Palco terá um Qquadro eléctrico de comando, controlo e potência montado
remoto no QEAVAC, incluindo todos os acessórios necessários ao seu bom funcionamento e
com a possibilidade de ligação ao sistema de gestão centralizado, segundo o protocolo de
comunicação Modbus. Deverão dispor de sonda de CO2, sendo o controlo feito pela
temperatura de retorno.
Cabo UTP Cat. 6
QEAVAC – Quadro eléctrico AVAC
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Sala de espectaculos (em construção)
Grelhas (em construção)
Tubagens (em construção)
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Peças desenhas AVAC
Rede de tubagem pisos 1
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Rede de tubagem pisos 2
29
Rede de tubagem pisos 3
30
Rede de tubagem pisos 4
31
Rede de tubagem Cobertura
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\
Rede de condutas pisos 1
33
Rede de condutas pisos 2
34
Rede de condutas pisos 3
35
Rede de condutas pisos 3 e 4
36
Rede de condutas Cobertura
37
Cortes A, B, C
38
Esquema do sistema VRV
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Conclusão
Com o passar do tempo o ar condicionado tem vindo a evoluir tanto na forma como
funciona bem como na estética, o que é uma mais valia nos tempos que decorrem. Notamos
existir vários tipos de sistemas que se adequam a cada tipo de construção e às diferentes
necessidades garantindo a temperatura ambiente ideal.
Os sistemas split e multi-split são nitidamente os mais utilizados para uso doméstico
enquanto que os chillers e VRV são mais frequentes em edifícios de grande porte podendo estes
serem controlados a cada unidade interior independentemente, apesar do VRV conter uma
função um pouco diferente dos outor sistemas.
Caso de Estudo, análise crítica
Após um estudo e visita à obra em questão é nótavel, que a inserção do sistema na
arquitectura em estudo é imperceptível.
Em todo o edifício denota-se um esforço do arquitecto na integração de toda a estrutura de ar
condicionado, tanto pelo encobrimento de estrutura nos tectos e paredes, como pela composição
feita
entre
as
grelhas
e
os
elementos
de
iluminação.
O funcionamento desta é igual para todos os pisos à excepção da extração de ar das instalações
sanitárias, vestiários e balnéarios.
As unidades condensadoras estão na área técnica, localizada no último piso do edifício que
demonstra um igual cuidado com a integração de toda a estrutura do edificio.
Com a renovação do edifício o arquitecto tentou criar uma ligação perfeita entre a arquitectura e
o ar condiciondo, sendo que no final do projecto se fará notar essa mesma ligação, pois todo o
sistema está montado de uma forma que não afecta a arquitectura e materiais do imóvel.
Embora este tipo de sistema tenha algumas desvantagens relativamente ao número de unidades
interiores que podem estar ligadas à unidade exterior, é um sistema que funciona com a obra em
questão, pois não é um imóvel demasiado grande e com necessidade de várias unidades
interiores.
A vantagem é que todas as unidades interiores, como acima referido, não afectam a arqutitectura
do edifício, fazendo a extração do ar em todas as áreas sem que este se faça notar em qualquer
piso ou divisão do edifício, como também não necessitam de bomba de circulação, tendo em si
constituído o ciclo de frio-quente sem qualquer tipo de restição, acabando, de certo modo, por
economizar instalação do mesmo.
Em suma, este é um sistema que encaixa na perfeição para o edifício em estudo. É um exemplar
de integração do sistema de ar condicionado na arquitectura. Como todos os equipamentos estão
“escondidos” na arquitectura atraves de grelhas e cassetes de 4 Vias, tornando o anfi – teatro
um ambiente mais agradável de ser vivido e apreciado de acordo com todos os espectáculos que
lá irão ocorrer.
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Bibliografia
http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELEX:31992L0075:pt:HTML
http://pt.wikipedia.org/wiki/Willis_Carrier
http://pt.wikipedia.org/wiki/AVAC#Refer.C3.AAncias
http://pt.wikipedia.org/wiki/Condicionamento_de_ar#Sistemas_com_carater.C3.ADsticas_esp
eciais
http://casa.hsw.uol.com.br/ar-condicionado.htm
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