00 - Apresentacao 2013-12-28 LNEC

1

Armando [email protected]

18 dezembro de 2013

SEMINÁRIOA nova regulamentação de

eficiência energética nos edifíciosVentilação REH e RECS-PES,

Aplicação e implicações

Sumário

1 - Ventilação no contexto REH e RECS-PES - Objetivos

2 - Metodologia e conceitos

Visita ao Laboratório

3 - Exemplos

4 - Implicações da legislação nos edifícios novos e em intervenções

5 - Implicações da legislação nos edifícios existentes e oportunidades de melhoria

Armando Pinto

Ventilação REH, dezembro de 2013 2

Escoamento do ar nos edifícios

Ações:

Vento, diferença de temperatura

Permeabilidade da envolvente:

Janelas, caixas de estores, outros

Aberturas de ventilação:

Grelhas fixas e autorreguláveis

Condutas/chaminés:

Admissão, extração

Ventiladores:

Mecânicos, híbridos, com recuperação de calor

Armando Pinto


Física do Rph? • Assegurar que a fração está dotado de meios que permitam uma renovação geral e permanente do ar, nomeadamente nos períodos mais frios em que as janelas têm tendência a estar fechadas.

• Assegurar que a permeabilidade ao ar da envolvente (frinchas) é reduzida e não conduz a infiltrações de ar excessivas.

• Valorizar adequadamente os consumos de energia e a eficiência dos sistemas mecânicos.

• As entradas de ar não devem ser causa de desconforto térmico e acústico.

• Ventilação dos aparelhos de combustão.

• Extração de ar das instalações sanitárias e da cozinha.

Armando Pinto


Problemas da ventilação.O que precisamos de melhorar e valorizar ?

Ventilação no contexto REHObjetivos

Edifícios novos e grandes intervenções:

- Validar que fração tem sistema de ventilação que permite assegurar caudal mínimo nominal de 0,4h-1, por causa da qualidade do ar interior.

- Incentivar soluções de ventilação com caudal entre 0,4 e 0,6 h-1, equilíbrio entre eficiência energética e QAI.

- Incentivar edifícios com baixa permeabilidade ao ar da envolvente (janelas, caixas de estore).

- Valorizar adequadamente ventilação mecânica.

- Estabelecer metodologia exigêncial, baseada na física, adaptada a edifícios novos e reabilitação e que permita a inovação.

Armando Pinto


Ventilação no contexto REHObjetivos

Edifícios existentes:

- Com os elementos característicos da fração estimar taxa média de renovação de ar.

- Caso o valor seja inferior a 0,4h-1, incentivar os técnicos a recomendar medidas de melhoria para a QAI.

- Caso o valor seja superior a 0,6h-1, incentivar os técnicos a recomendar medidas de melhoria para a eficiência energética e o conforto.

- Permitir uma melhor apreciação do desempenho do edifício e das propostas de melhoria.

Armando Pinto


2

Ventilação no contexto RECS (PES)Objetivos

Edifícios novos e grandes intervenções:

- Assegurar QAI com base na redução das emissões, extração local, diluição e remoção por renovação do ar.

- Caudal mínimo de ar novo determinado em função da ocupação e do tipo de emissões associadas ao espaço (deixa de ser o Rph).

- Incentivar soluções com melhor eficiência de distribuição de ar nos espaços.

- Assegurar extração de ar em espaços com emissões localizadas (por exemplo, instalações sanitárias, balneários, etc).

- Estabelecer hierarquia de pressões entre espaços, quando relevante.

Armando Pinto



Edifícios novos:

- Caudal mínimo de ar novo pode ser determinado por método prescritivo ou por método analítico.

- Método analítico: condição de equilíbrio ou regime transiente (ferramenta de cálculo do LNEC).

Armando Pinto



Portaria 349-D/2013

Balanço de energia:

- Solução de referência: Sistema de ventilação mecânico com caudal de ar novo do método prescritivo afetado de uma eficiência de 0,8.

SFP=2,00 kW/(m3/s)=0,56 W/(m3/h) agora

SFP=1,25 kW/(m3/s)=0,35 W/(m3/h) 1 jan 2015

- Edifício:

- Ventilação natural: caudal mínimo igual ao do método prescritivo.

- Ventilação mecânica: caudal da solução afetado da eficiência de ventilação.

Armando Pinto


2 - Metodologia e conceitos

Cálculo Rph (REH)

Cálculo caudal (RECS)-Método simplificado

Armando Pinto


Conceito: Ventilação vs infiltrações

Ventilação: processo em que ar limpo (exterior) é fornecido a um espaço e é removido ar existente de forma controlada

Infiltração: escoamento não controlado de ar através de frinchas na envolvente

12

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

V (

m3/h

)

Q (m3/h) A1

Q (m3/h) VM 30

Q (m3/h) VM 15

Q (m3/h) A3

Aw = 15%Au, Pd = 2,4 m V= 26 m3

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

DP (Pa)

(m3/h

)

Janela classe A1

Janela classe A2

Janela classe A3

Abertura autoregulável 30

Abertura autoregulável 15

Armando Pinto

Ventilação REH, dezembro de 2013

Ventilação: Princípio geral

Ventilação natural: escoamento do ar promovido pelo DT (DT>8ºC) ou vento

Ventilação mecânica: escoamento do ar promovido por ventiladores

Ventilação mista (exaustores): escoamento do ar promovido por ações naturais e

ventiladores controlados pelo ocupantes

Ventilação híbrida: escoamento do ar promovido por ações naturais. Quando as ações

naturais são insuficientes são acionados automaticamente os meios mecânicos.

Armando Pinto


3

Ventilação natural Ventilação mista Ventilação híbrida

Ventilação mecânica Fluxo simples - extração

Ventilação mecânica Duplo fluxo

Sistemas de ventilação

DP

Armando Pinto


Ações naturais e meios mecânicos

Armando Pinto


Ventilador mecânicoAção térmica função de Ti-To e H

Ação do vento função de Cpi e u

Na anterior versão do RCCTE, apenas

existia referência à classe de exposição ao vento

Metodologia regulamentar REH

Taxa de renovação de ar (despacho 15793-K/2013), capítulo 12.

Aplica-se para balanço térmico da fração e verificação do requisito mínimo de ventilação (novos e grandes intervenções).

• Edifício conforme com NP 1037-1 ou NP 1037-2, utilizar valores do projeto de ventilação.

• Cálculo de acordo com a norma EN 15242, podem ser utilizadas simplificações indicadas no despacho e a folha de cálculo LNEC.

• Outro método desde que tecnicamente adequado.

Caudal mínimo na estação de arrefecimento Rph,v de 0,6 h-1 (despacho 15793-K/2013)

Caudal mínimo na estação de aquecimento Rph,i de 0,4 h-1 (portaria 349B/2013)

Valor mínimo de taxa de renovação de ar 0,4 h-1 (portaria 349B/2013)

Edifício de referência caudal igual ao da fração até ao valor de 0,6 h-1 (portaria 349B/2013)

Armando Pinto


Método de cálculo Rph, EN 15242:2007

Armando Pinto


H/2

Pext, Text

Pint, Tint

Pext, Text

• Caracterizar ação do vento (u e Cp) e da impulsão térmica (efeito de chaminé)

• Caracterizar frinchas da envolvente Q=F(P0.67)

• Caracterizar aberturas de ventilação Q=F(P0.5)

• Caracterizar perda de carga das condutas Q=F(P0.5)

• “Impor” caudais do sistema mecânico Qs.mecânicos ou híbrido Qs.híbrido

• Frinchas/abertura fachada situadas a 0,25 e 0,75H

Informação para o cálculo

1. Enquadramento do edifício

2. Permeabilidade ao ar da envolvente

3. Aberturas de admissão de ar na fachada

4. Condutas de ventilação natural ou com extrações de funcionamento pontual

5. Ventilação mecânica

6. Ventilação híbrida

7. Recuperação de calor verão (mecânico/hibrido)

8. Resultados (Rph,i, Rph,v, bve,bbve,v, Wvm, Rphi,ref, Verificação de Caudal minimo)

Armando Pinto


Aplicação LNEC

Ventilação REH e RECS

x Auxiliar

Citar como: Pinto, A. - Aplicação LNEC para Ventilação no âmbito do REH e RECS. Lisboa, LNEC, 2013. v1.0b, 2013-12-10

1. Enquadramento do edifício

Tipo de edifício Habitação_existente Área útil (m2): 63.0

Local (município) MATOSINHOS Pd (m): 2.40

Região B N.º de pisos da fração 1

Rugosidade II Velocidade vento Defeito REH

Altitude do local (m) 94 Vento (u10REH: 3.94) (m/s) 3.00

Número de fachadas expostas ao exterior (Nfach) 2 ou mais Vol (m3): 151

Existem edifícios/obstáculos à frente das fachadas? Sim Texterior (ºC) 9.9

Altura do edifício (Hedif) em m 12 Zref (m) 94

Altura da fração (HFA) em m 12 Aenv/Au: 11%

Altura do obstáculo situado em frente (Hobs) em m 12 Proteção do edifício: Normal

Distância ao obstáculo situado em frente (Dobs) em m 30 Zona da fachada: Inferior

Caudal mínimo PES (m3/h) 300 Rph minimo PES (h-1) 1.98

2. Permeabilidade ao ar da envolvente

Foi medido valor n50 Não

Valor n50 medido (h-1) 1

Para cada Janela ou grupo de janelas:

Área dos vãos envidraçados (m2) 7.2 0 0 0

Classe de permeabilidade ao ar das janelas 2 1 2 4

Caixa de estore - permeabilidade Perm. Baixa Perm. Alta Não tem Não tem

3 . Aberturas de admissão de ar na fachada

Tem aberturas de admissão de ar na fachada Sim

Tipo de abertura Fixa ou regulável

manualmente

Auto-regulável a 2 Pa Auto-regulável a 10 Pa Auto-regulável a 20 Pa

Área livre das aberturas fixas (cm2) /

Caudal Nominal aberturas auto-reguláveis (m3/h)0 0 0 0

4. Condutas de ventilação natural, condutas com exaustores/ventax que não obturam o escoamento de ar pela conduta

Condutas de ventilação natural sem obstruções significativas

(por exemplo,consideram-se obstruções significativas

exaustores com filtros que anulam escoamento de ar natural

para a conduta) Não Não Não Não

Escoamento de ar Exaustão Exaustão Admissão Exaustão Representação esquemática do funcionamento da ventilação

Perda de carga Média Média Média Média

Altura da conduta (m) 3 3 6.6 3 Natural Mecânico/Híbrido

Cobertura Em terraço, inclinada (<10º) Em terraço, inclinada (<10º) Em terraço, inclinada (<10º) Em terraço, inclinada (<10º) Cp -0.60 -0.60 -0.13 -0.60 Extra. Insufla.

5. Exaustão ou insuflação por meios mecânicos de funcionamento prolongado Q(m3/h) 0.0 0.0 0.0 0.0 -60.5 60.5

Existem meios mecânicos (excluindo exaustores ou ventax) Sim Exaustão Exaustão Admissão Exaustão

Escoamento de ar Exaustão Admissão Exaustão Admissão

Caudal nominal (m3/h) 60.48 60.48 0 0

Conhece Pressão total do ventilador e rendimento Não Não Sim Não

Pressão total (Pa) 250 250 250 250

Rendimento total do ventilador(%) 30 30 50 50

Tem sistema de recuperação de calor Sim Sim Não Não

Rendimento da recuperação de calor (%) 70 60 70 70

Cp 0.25 -0.50 Cp

6 . Exaustão ou insuflação por meios híbridos de baixa pressão (< 20 Pa) DP(Pa) 3.8 -4.2 DP(Pa)

Existem meios híbridos Não Q(m3/h) 8.5 Rph (h-1): 0.52 -9.1 Q(m3/h)

Escoamento de ar Exaustão Exaustão Exaustão Exaustão Q(m3/h) 78.6

Caudal nominal (m3/h) 300 0 0 0

Conhece Pressão total do ventilador e rendimento Sim Não Não Não


Rendimento total do ventilador(%) 70 70 70 70 DP(Pa) 4.2 -3.8 DP(Pa)

Q(m3/h) 9.1 -8.5 Q(m3/h)

7. Verão - Recuperador de calor

Existe by-pass ao recuperador de calor no verão Sim

8. Resultados

8.1 - Balanço de Energia - Edifício ok

Rph,i (h-1) - Aquecimento 0.52 Situação de ventilação mecânica/Hib. ligada

bve,i (1-recuperação de calor) 54% Caudal de ar novo de insuflação: 60 (m3/h)

Rph,v (h-1) - Arrefecimento 0.60 Caudal de infiltrações: 18 (m3/h)

bve,v (1-recuperação de calor) 0% Situação de ventilação mecânica/Hib. desligada

Ev (kWh) 339.1 Caudal de infiltrações: 106 (m3/h)

8.2 - Balanço de Energia - Edifício de Referência

Rph,i REF (h-1) 0.52

8.3 - Caudal mínimo de ventilação

Rph estimada em condições nominais (h-1) 0.52 79 (m3/h)

Requisito minimo de ventilação Edif. Novos (h-1) 0.40 60 (m3/h)

Critério Rph minimo Satisfatório Satisfatório Técnico:

Data: 17/12/2013

→

↑ ↓

→ →

Aplicação desenvolvida por:

Armando Pinto.

[email protected]

Ferramenta de cálculo citada no

n.º3, do ponto 12.1, do despacho n.º 15793-K/2013.

Nota: No Cálculo de Rph min em edifícios novos e grandes reabilitações não é considerado o efeito de janelas

sem classif icação, da classe 1 e 2 e a existência de caixas de estore.

→

1 – Enquadramento do edifício

Armando Pinto


4

• Estimativa com incerteza elevada devido a variabilidade da velocidade do vento e à variação dos coeficientes de pressão com a forma do edifício e obstruções.

• Optou-se por usar a metodologia EN 15241

• Na estação de arrefecimento considera-se a média anual da velocidade do vento, a temperatura exterior média mensal do mês mais frio e a temperatura interior de 18ºC.

• A temperatura exterior está no despacho F e varia com a NUT e altitude do local (5.5 a 14.8ºC). Lisboa 10.8 ºC, Coimbra 9.7 ºC.

1 - Ações naturais

Armando Pinto


0,5

-0,7

• Aproveitou-se a generalidade da informação da versão anterior do regulamento. Em vez de se obter uma classe de exposição obtém-se uma velocidade do vento ao nível da cobertura.

Região A/B:

• Região B: locais junto à costa (incluindo as Regiões Autónomas dos Açores e da Madeira) e zonas acima dos 600 m de altitude

• Região A: Restantes locais

• A velocidade média do vento no local (u) tem o valor mínimo de 3.6 m/s:

1 - Ação do vento, Região

Armando Pinto


• Rugosidade I: Interior de uma zona urbana

• Rugosidade II: Periferia de uma zona urbana ou zona rural

• Rugosidade III: Zonas muito expostas, mediante a inexistência de obstáculos que atenuem o vento.

1 - Ação do vento, Rugosidade

Armando Pinto


• Uma fachada exposta ao exterior:A área dessa fachada representa mais de 70% da área total de fachadas da fração e quando existem aberturas de ventilação apenas nessa fachada.

• Duas ou mais fachadas expostas ao exterior: Restantes situações.

1 - Número de fachadas expostas ao vento

Armando Pinto


Considerar obstáculos próximos (m).

• Hedif - Altura do edifício em estudo, maior distância vertical entre o teto da fração mais elevada (nível da cobertura) e o nível do terreno.

• HFA - Altura da fração em estudo, maior distância vertical entre o teto da fração e o nível do terreno.

• Hobs - Altura do obstáculo/edifíciosituado em frente à fachada; maior distância entre o ponto mais alto da fachada (nível da cobertura) do obstáculo e o nível do terreno do edifício em estudo.

• Dobs - Distância ao obstáculo, maiordistância entre a fachada do edifício em estudo e o obstáculo/edifício situado em frente.

1 – Coeficientes de pressão – Efeito de proteção

Armando Pinto


• Quando existem vários obstáculos considerar o que apresentar maior Dobs

• Quando não se verifiquem nenhuma das condições e na ausência de obstáculos ou informação relativa a algumas das distâncias, a classe de proteção deve ser considerada como desprotegido.

• Os valores de Hedif, HFA , Hobs, podem ser determinados simplificadamente por 3 x nº de pisos (m).

1 – Coeficientes de pressão – Efeito de proteção

Armando Pinto


5

2 – Permeabilidade ao ar da envolvente

Armando Pinto


2 – Ensaio de pressurização EN13829 (n50)

27

2 – Ensaio de pressurização EN13829 (n50)

0

2

4

6

8

10

12

0 a 2 2 a 4 4 a 6 6 a 8 8 a 10 > 10

n50 (rph)

Oc

orr

ên

cia

s

n50 de 32 edifícios Portugueses

Os valores de n50 correspondem a valores médios ou elevados de permeabilidade EN13790. Passivehouse n50≤0,60, típico Alemanha n50=3

Armando Pinto


2 – Ensaio de pressurização EN13829 (n50)Recomendações de limites n50

Recomendações no Caderno edifícios n.º9, Lisboa, LNEC

Armando Pinto


2 – Permeabilidade ao ar da envolventeJanelas e caixas de estore

Armando Pinto


2 – Permeabilidade ao ar de caixilharia

Norma ensaio EN 1026

Norma Classificação EN 12207

Norma Produto janelas NP EN 14351-1+A1

ITE 51 – Seleção janelas

Classificações da norma EN 12207:

Sem classificação e classes 1, 2, 3 e 4

Q (m3/h)=A*C*P0.67

Média ensaios lnec:

Janelas de correr: classe 3.

Janelas de batente: classe 4.

Armando Pinto


0.1

1

10

100

10 100 1000

Pressão de ar [Pa]

Caudal de a

r [m

3/h

/m2]

Resultado Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4

Janela Pertence à Classe 4

6

2 – Permeabilidade ao ar da caixilhariaValores por defeito janelas NP EN 14351-1

Nos casos de janelas em que não existam, ou não seja possível, obter informação sobre a classe de permeabilidade ao ar, mas existam vedantes em todo o perímetro da janela, estas poderão ser consideradas como de classe 2. Despacho 15793-E/2013

Sem classificação

Armando Pinto


2 – Permeabilidade ao ar de caixilhariaResultados de ensaios e expressões

Armando Pinto


2 - Seleção da classe de permeabilidade ao ar das janelas ITE 51

Armando Pinto


2 – Permeabilidade ao ar de caixas de estore

Caixa de estore exterior e não comunica com o interior:

• Para efeito da estimativa das infiltrações de ar não será considerada.

Permeabilidade ao ar baixa:

• Ensaio (com inclusão das juntas ao caixilho de acordo com a norma EN 1026) e à diferença de pressão de 100Pa, o caudal de infiltração de ar por unidade de comprimento inferior a 1m3/(h.m).

• Exterior e comunica com o interior apenas na zona de passagem da fita.

• Apresenta um vedante sob compressão adequada em toda a periferia das suas juntas.

Permeabilidade ao ar elevada:

• Restantes casos.

Armando Pinto


3 – Aberturas de admissão de ar na envolvente

• A área livre geométrica das aberturas e as curvas pressão/caudal das grelhas autorreguláveis, devem ser obtidas de acordo com o previsto na norma NP EN 13141-1.

• No caso particular de instalações sanitárias sem condutas de evacuação e com janelas exteriores, o efeito da abertura destas janelas na ventilação pode ser estimado com base na expressão de uma abertura fixa com área livre até 250 cm2 por janela.

Armando Pinto


3 - Aberturas de admissão de ar na envolventeCurvas características das aberturas

Armando Pinto


7

3 - Exemplo, abertura de admissão de ar autorregulável a 2 Pa

Grelha autorregulável de 2 Pa:

Uma abertura para a qual o caudal de ar admitido se mantém aproximadamente constante para diferenças de pressão superiores à pressão de referência de 2Pa, devendo a curva do caudal medido (NP EN 13141-1) satisfazer à condição de ser superior a 0,9 x M e de ser inferior a M x (0,0075 x P + 1.15); M corresponde ao caudal de ar nominal da grelha para a diferença de pressão de 2 Pa.

Armando Pinto


3 - Dispositivos de ventilaçãoQualificação experimental NP EN 13141-1

Os dispositivos de ventilação (natural) estão normalizados (NP EN 13141).

Na qualificação dos dispositivos avalia-se:

• Curva caudal/pressão (até 100 Pa)

• Capacidade antirretorno e permeabilidade quando fechado

• Área livre geométrica e Área equivalente

• Difusão de ar na zona ocupada (ensaio raro)

• Isolamento sonoro (com a grelha na abertura máxima)

• Estanquidade à água (com a grelha fechada, nos dispositivos obturáveis)

• Norma não define critérios para qualificar uma grelha como autorregulável. Projetista deve especificar.

39Armando Pinto


3 - Resumo de características de grelhas

40

Dispositivos de ventilação podem ser instalados em:

• Substituição de parte do vidro

• Nos perfis das janelas

• Nas paredes

• Na caixa de estore

Deve ser assegurado que:

• estes dispositivos não são tapados

• o ar é direcionado para o teto ou para a janela

3 – Localização das aberturas

Armando Pinto


3 - Relevância substituição de janelas na redução das infiltrações de ar e necessidade de aplicar dispositivos de ventilação

Exemplo de uma fração situada na Rug III, Reg B, altura de referência 16 m, com uma chaminé de 6 m, fachadas opostas expostas ao vento, Aenv=15%Apav, Volume=250 m3, caixa de estore de baixa permeabilidade.

Com janelas sem classificação: Rphmédio=1,0h-1.

Substituindo as janelas existentes por janelas da classe 4, Rphmédio=0,2h-1 Problemas QAI

Nos trabalhos de reabilitação de janelas, para não comprometer a QAI, é necessário assegurar a adequada admissão/exaustão de ar.

Aplicação de grelhas de admissão de ar uniformemente distribuídas pelas fachadas opostas (caudal nominal de 240 m3/h a 2 Pa) Rphmédio=0,6h-1.

Em vez de grelhas, a admissão de ar pode ser efetuada por condutas!

Janelas sem

classificação, Rph=1

Janelas classe 4,

Rph=0.2

Janelas classe 4,

Rph=0.2

Janelas classe 4,

grelhas, Rph=0.6

3 – Aberturas de admissão de ar na fachada

Armando Pinto


Grelhas autorreguláveis a 20 Pa:

90+30+30+30+30+30= 240m3/h

8

4 - Condutas de admissão e da evacuação natural do ar

Armando Pinto


4 - Condutas de admissão e da evacuação natural do ar

Perda de carga das condutas determinada com base em ensaios e cálculos

Armando Pinto


4 - Condutas de admissão e de evacuação de ar

Exemplos (validar caso a caso):

Conduta de evacuação de esquentador (não ventilado): perda de carga alta.

Chaminé de lareira: Perda de carga baixa

Armando Pinto


4 - Condutas de admissão e de evacuação de ar

Armando Pinto


Armando Pinto

4 - Análise comparativa

Matosinhos

Ap=63 m2, Pd=2,4 m, Vol=151 m3; Aenv=7,2 m2; Aenv/Ap=11%

Janelas classe 4, Caixas de estore permeabilidade baixa

2 Chaminés de perda de carga média, Rph=0,17 h-1.

4 - Análise comparativa

Piso 0: Rph=0,17

Piso 3: Rph=0,13

Naturalmente sem admissão de ar não é satisfeito Rph mínimo.

Colocando grelhas ou condutas para fazer a admissão do ar obtém-se Rphentre 0,4 e 0,6 h-1

Armando Pinto


Piso 0: Grelhas AR2, M=40, Rph=0,42

Piso 3: Grelhas AR2, M=50, Rph=0,41 h-1

Com 1 conduta de admissão de perda de carga média obtém-se Rph=0,55

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5 – Sistemas mecânicos funcionamento prolongado6 – Sistemas híbridos (baixa pressão <20 Pa)

Armando Pinto


5 – Sistemas mecânicos funcionamento prolongado6 – Sistemas híbridos (baixa pressão <20 Pa)

Considera-se que se encontra assegurada a extração e a insuflação de um caudal constante de ar, igual ao caudal médio diário.

Nos sistemas de caudal de ar variável, para efeitos de cálculo, é considerado o caudal de ar médio diário.

Não é necessário identificar condutas, pois estas são objeto de dimensionamento para assegurar esses caudais de ar.

Na ausência de projeto considerar caudal base:

• Cozinhas: 100 m3/h

• Instalação sanitária: 45 m3/h

• Caudal mínimo de ar da fração de 0,4 h-1

Nos sistemas mecânicos coletvos o ventilador deve ter funcionamento contínuo para assegurar QAI, podendo ter caudal variável.

Armando Pinto


5 e 6 – Consumo de energia dos ventiladores WvmDespacho 15793-I/2013

Quando o edifício dispuser de sistemas mecânicos de ventilação com funcionamento contínuo (podem ter caudal constante ou variável) deve ser estimado o consumo de energia elétrica de funcionamento dos ventiladores (Wvm):

Armando Pinto


Quando não se conhece os valores P e tot utilizar expressão 2:

• X=0,30 Ventilação mecânica novos e grandes intervenções

• X=0,32 Ventilação mecânica existentes

• X=0,03 Ventilação híbridaWvm = X × Vf.

Hf

1000kWh/ano

5 – Exemplo com ventilação mecânica

Satisfaz caudal mínimo

Consumo de energia dos ventiladores 170 kWh/ano (8760 h).

Extra REH

Diferença de pressão na envolvente não deve exceder 20 Pa! Caso seja superior prever aberturas de admissão de ar.

Com grelhas AR20 Pa, M=60 m3/h, DP desce

Armando Pinto


8. Resultados

8.1 - Balanço de Energia - Edifício

Rph,i (h-1) - Aquecimento 0.40

bve,i (1-recuperação de calor) 100%

Rph,v (h-1) - Arrefecimento 0.60

bve,v (1-recuperação de calor) 100%

Ev (kWh) 169.5




Rph estimada em condições nominais (h-1) 0.40

Requisito minimo de ventilação Edif. Novos (h-1) 0.40

Critério Rph minimo Satisfatório



Natural Mecânico/Híbrido

Cp -0.60 -0.60 -0.13 -0.60 Extra. Insufla.

Q(m3/h) 0.0 0.0 0.0 0.0 -60.5 0.0

Exaustão Exaustão Admissão Exaustão

Cp 0.25 -0.50 Cp

DP(Pa) 35.1 27.2 DP(Pa)

Q(m3/h) 16.3 Rph (h-1): 0.40 13.8 Q(m3/h)

Q(m3/h) 60.5

DP(Pa) 35.5 27.6 DP(Pa)

Q(m3/h) 16.5 13.9 Q(m3/h)

→ ←

↑

→ ←


Cp -0.60 -0.60 -0.13 -0.60 Extra. Insufla.

Q(m3/h) 0.0 0.0 0.0 0.0 -60.5 0.0


Cp 0.25 -0.50 Cp

DP(Pa) 11.8 3.8 DP(Pa)

Q(m3/h) 19.5 Rph (h-1): 0.40 10.3 Q(m3/h)

Q(m3/h) 60.5

DP(Pa) 12.2 4.2 DP(Pa)

Q(m3/h) 19.8 10.9 Q(m3/h)

→ ←

↑

→ ←

5 e 6 – Recuperação de calorDespacho 15793-I/2013

• Cálculo da recuperação de calor diferente da versão anterior.

• No RCCTE 2006 existia recuperação de calor nas infiltrações de ar!

• Melhorou-se este aspeto.

Armando Pinto


5 e 6 – Recuperação de calorDespacho 15793-I/2013

Nota:

• Eficiência do sistema de recuperação de calor afetada pelo desequilíbrio do caudal insuflado/extraído pela unidade de recuperação de calor.

• Catálogo =60% (Vf insuflado =Vf extraído)

• Se Vf insuflado Vf extraído, =60%.

• Se Vf insuflado > Vf extraído,

• =60%x Vf extraído/ Vf insuflado.

• Perda de carga do permutador, perda de carga dos filtros de ar novo (G4+F7), perda de cargo do filtro do ar de retorno (G4),

• Existe aumento de DP de 500 Pa, face aos 350 Pa da rede, ou seja, +40% no consumo de energia de ventilador

Armando Pinto


Rendimento para:Caudal insuflado igual ao

caudal extraído

To=-5ºC, Ti=20ºC, HR=50%

10

5 – Exemplo com ventilação mecânica e recuperação de calor

Armando Pinto


5. Exaustão ou insuflação por meios mecânicos de funcionamento prolongado

Existem meios mecânicos (excluindo exaustores ou ventax) Sim

Escoamento de ar Exaustão Admissão Exaustão Admissão

Caudal nominal (m3/h) 60.48 60.48 0 0

Conhece Pressão total do ventilador e rendimento Não Não Sim Não



Tem sistema de recuperação de calor Sim Sim Não Não

Rendimento da recuperação de calor (%) 70 60 70 70

6 . Exaustão ou insuflação por meios híbridos de baixa pressão (< 20 Pa)

Existem meios híbridos Não

Escoamento de ar Exaustão Exaustão Exaustão Exaustão

Caudal nominal (m3/h) 300 0 0 0

Conhece Pressão total do ventilador e rendimento Sim Não Não Não



7. Verão - Recuperador de calor

Existe by-pass ao recuperador de calor no verão Sim

8. Resultados

8.1 - Balanço de Energia - Edifício ok

Rph,i (h-1) - Aquecimento 0.45 Situação de ventilação mecânica/Hib. ligada

bve,i (1-recuperação de calor) 47% Caudal de ar novo de insuflação: 60 (m3/h)

Rph,v (h-1) - Arrefecimento 0.60 Caudal de infiltrações: 8 (m3/h)

bve,v (1-recuperação de calor) 0% Situação de ventilação mecânica/Hib. desligada

Ev (kWh) 339.1 Caudal de infiltrações: 106 (m3/h)




Rph estimada em condições nominais (h-1) 0.45 68 (m3/h)

Requisito minimo de ventilação Edif. Novos (h-1) 0.40 60 (m3/h)

Critério Rph minimo Satisfatório Satisfatório

Técnico:

Data: 17/12/2013




Cp -0.60 -0.60 -0.13 -0.60 Extra. Insufla.

Q(m3/h) 0.0 0.0 0.0 0.0 -60.5 60.5


Cp 0.25 -0.50 Cp

DP(Pa) 3.8 -4.2 DP(Pa)

Q(m3/h) 3.7 Rph (h-1): 0.45 -3.9 Q(m3/h)

Q(m3/h) 68.0

DP(Pa) 4.2 -3.8 DP(Pa)

Q(m3/h) 3.9 -3.7 Q(m3/h)

→ →

↑ ↓

→ →

Comparação

Possível assegurar ventilação QAI e energia com diversos sistemas de ventilação.

As frinchas da envolvente são normalmente insuficientes para assegurar Rphmin (Caso: Base)

Armando Pinto


Outros aspetos:Dimensão, permeabilidade das condutas e SFP

Armando Pinto59

Armando Pinto

Sistemas mecânicos: Regulação e controlo do caudal de ar, Dispositivos de extração de ar:

Boca de extracção:

Regulação fixa (abertura permanente)

Autorregulável (ou regulável automaticamente)

Termorregulável

Termomodulante

Higrorreguláveis

Armando Pinto

Condições de projecto VN e VMVN NP 1037-1

VM NP 1037-2

Entrada de ar

P=10 Pa

P=20 Pa

P3 Pa 4 pisos

P10 Pa

P=40 a 150 Pa

Passagem de ar interior

P=1 Pa

P=2,5 Pa CP P=5 Pa CS

Condutas:

P0,15 Pa/m col

P0,30 Pa/m Ind

P=0,70 Pa/m

Cd-0,5

P4 Pa

Perda de carga total

VN P20 Pa

VM P200 Pa

Ventilação natural:

Controlo essencialmente na admissão

Ventilação mecânica:

Controlo essencialmente na extração

3 – Exemplos práticos

Moradia

Apartamento

Caudal de ar mínimo PES

Armando Pinto


11

Moradia

Moradia situada na Cidade: Santo André

Tem:

3 pisos, Apav=152 m, Pd=2,5 m

3 fachadas expostas ao exterior

Num dos lados não tem obstáculos em frente

Armando Pinto


Caixilharia (unidades m):

uma porta de entrada de batente (0,9 x 2,1)

duas janelas de sacada (1,0 x 2,0) com portadas

8 janelas de correr (1,1 x 1,1), com persiana

4 janelas basculantes 0,4 x 0,4 (3 nas IS, 1 nas escadas)

Moradia – Vista Corte

Armando Pinto


Moradia - RC

Armando Pinto


Moradia – piso 1

Armando Pinto


Moradia – Piso 2

Armando Pinto


1 - Enquadramento

Moradia situada na Cidade: Santo André (Concelho: Santiago do Cacém)

Altura do local 24 m, Distância à costa: 3 km

Em frente a uma das fachadas não há obstáculos

Armando Pinto


12

1 - Enquadramento

Armando Pinto


2 - Permeabilidade ao ar da envolvente

Foi medido n50? R: Sim, n50=2,4 h-1

Rph nominal=0,27 h-1 (valor parcial referente apenas às frinchas)

Armando Pinto



Foi medido n50? R: Não!

Rph nominal=0,43 h-1 > 0,27 h-1! (valor parcial referente apenas às frinchas)

Refletir: Sacadas classe 2 (Rph= 0,38h-1) , estore classe baixa (Rph=0,13h-1)

Armando Pinto


3 - Aberturas de admissão de ar na fachada

Não tem. Não é incluído efeito das janelas das instalações sanitárias.

Armando Pinto


4. Condutas de ventilação naturalcondutas com exaustores/ventax que não obturam o escoamento de ar pela conduta

Lareira, Fogão, Esquentador

Rph=0,53 h-1

Obs: Não foi considerada a conduta do fogão, dada a reduzida área

livre do exaustor.

Armando Pinto


8 - Resultados

Armando Pinto


13

8 – Resultados – Apreciação qualitativa

Em cerca de 60% do tempo a fração tem Rph entre 0,4 e 0,6 h-1, existindo margem para melhorar.

Armando Pinto


9 – Análise da fração como edifício novo

Nos edifícios novos, para verificar o requisito mínimo de qualidade do ar interior, não é considerado o efeito de janelas sem classificação, classe 1 e 2 e o efeito da permeabilidade ao ar das caixas de estore.

Sendo um edifício novo, considera-se no projeto janelas da classe 3, as caixas de estore de classe de permeabilidade baixa e condutas de extração nas duas instalações sanitárias de perda de carga alta.

Rph estimado de 0,03 h-1, não sendo verificado o req. Caudal mínimo porque não existe admissão de ar!

Deveria ser realizado um projeto, que considere a ventilação geral e permanente da habitação e a extração dos caudais de ponta dos compartimentos de serviço.

Para assegurar a renovação geral e permanente do ar da habitação (Rph=0,5h-1) é realizado o cálculo das aberturas de ventilação.

Armando Pinto



Obtém-se:

Utilização de grelhas auto-reguláveis a 2 Pa com módulo de 285 m3/h.

O Caudal nominal das grelhas de 285m3/h é distribuído pelo projetista da seguinte forma: 60 m3/h nas salas; 45 m3/h na cozinha; 30 m3/h em cada quarto e 30 m3/h na circulação piso 1.

Armando Pinto



• Com essa solução (envolvente, admissão e de exaustão de ar) é estimada uma taxa de renovação de ar de 0,50 h-1 (Solução base na figura). Analisando o gráfico da variação de Rph com a velocidade do vento, em cerca de 96% Rph está entre 0,4 e 0,6 h-1.

• A ventilação também pode ser assegurada por aberturas fixas distribuídas pelos compartimentos principais (solução atual na figura), mas neste caso Rph situa-se entre 0,4 e 0,6 h-1 em apenas em 78% do tempo, sendo uma solução de menor qualidade face à anterior.

• A ventilação apenas pela abertura

de janelas nas instalações sanitárias é

uma solução de baixa qualidade,

devido a não assegurar uma

distribuição uniforme de ar na fração,

bem como permite a difusão de

odores e vapor de água.

Armando Pinto



• As soluções de uma fração nova conduzem a caudais nominais equivalente às da solução existente; no entanto, um sistema novo é mais eficiente porque permite “assegurar” um caudal entre 0,4 e 0,6h-1 em cerca de 96% o tempo, enquanto no edifício no seu estado atual é estimado um caudal entre 0,4 e 0,6h-1 em apenas 59% do tempo.

Armando Pinto


Apartamento

Apartamento situada na Cidade: Lisboa

Tem:

1 piso, Apav=110 m, Pd=2,7 m

2 fachadas expostas ao exterior

Armando Pinto


Caixilharia (unidades m):

5 janelas de correr com persianas Aenv=13,6 m2

14

Moradia – Planta

Armando Pinto


1 - Enquadramento

Apartamento situada em Cidade: Lisboa.

Altitude do local 18 m, Distância à costa: 20 km

Armando Pinto


Dobs=57 m (maior distância)

Hobs=9 pisos x 3 = 27 m

Hedi=9 pisos x 3 = 27 m

Armando Pinto


1 - Enquadramento

Armando Pinto



Foi medido n50? R: Sim, valor de n=2,9 h-1

Rph nominal=0,26 h-1 (apenas infiltrações pela envolvente)

Armando Pinto



Foi medido n50? R: Não!

Rph nominal=0,28 h-1 ~ 0,26 h-1!

Armando Pinto


15

3 - Aberturas de admissão de ar na fachada

Não tem.

Armando Pinto


4. Condutas de ventilação naturalcondutas com exaustores/ventax que não obturam o escoamento de ar pela conduta

Não tem

Armando Pinto


5. Exaustão ou insuflação por meios mecânicos de funcionamento prolongado

Sim, V=100+45+45=190 m3/h

Armando Pinto


8 - Resultados

Armando Pinto



Cp -0.20 -0.20 -0.03 -0.20 Extra. Insufla.

Q(m3/h) 0.0 0.0 0.0 0.0 -190.0 0.0


Cp 0.45 -0.50 Cp

DP(Pa) 8.6 1.1 DP(Pa)

Q(m3/h) 73.2 Rph (h-1): 0.64 18.8 Q(m3/h)

Q(m3/h) 190.1

DP(Pa) 9.0 1.5 DP(Pa)

Q(m3/h) 75.2 22.8 Q(m3/h)

←

↑

→ ←

→

4 - Implicações da legislação nos edifícios novos e em intervenções

Armando Pinto


Implicações edifícios novos e intervenções

• Prever entradas de ar: por condutas ou aberturas autorreguláveis.

• Prever ventilação natural com condutas de extração.

• Selecionar janelas e caixas de estore de baixa permeabilidade ao ar.

• Auxiliar na seleção do tipo o módulo das grelhas de admissão de ar.

• Ensaio de pressurização na receção dos edifícios?

Armando Pinto


16

3 - Em edifícios construídos em zonas graníticas, deverá proceder-se à construção de um vazio sanitário fortemente ventilado, ou de que qualquer outra solução, como medida preventiva de redução dos níveis de concentração de Radão.

4- Para os efeitos do número anterior, inserem-se na categoria de zonas graníticas, designadamente e com particular nota de destaque, os distritos de Braga, Vila Real, Porto, Guarda, Viseu e Castelo Branco.

Prevenção Radão

Armando Pinto 92

5 - Implicações da legislação nos edifícios existentes e oportunidades

de melhoria

Armando Pinto


Implicações edifícios existentes

Identificar situações com baixa taxa de renovação de ar e permitir apreciar oportunidades de melhoria:

• Abertura periódica das janelas (Sem custos, não agrava Ni)

• Melhorar admissão do ar com aberturas na envolvente

• Melhorar exaustão do ar nas condutas de ventilação natural.

• Implementar ventilação hibrida ou ventilação mecânica

• Assegurar funcionamento contínuo dos ventiladores de sistemas coletivos

Identificar situações com elevada taxa de renovação de ar e permitir apreciar validade das oportunidades de melhoria:

• Vedar junta móvel das janelas e frinchas na junta aro vão

• Vedar juntas da caixa de estore

• Preconizar aplicação de janela dupla de baixa permeabilidade ao ar

• Preconizar substituição de janelas

• Promover desequilíbrio dos caudais nos sistemas mecânicos

• Medidas não podem comprometer caudal mínimo.

Armando Pinto


Reabilitação de janela de aço

Armando Pinto


A aplicação de vedantes nas juntas móveis é eficaz para reduzir a permeabilidade ao ar das janelas, neste caso 70%

Ventilação Natural NP1037-1

Armando Pinto

Condutas colectivas?

Ventilação Mecânica

Nos sistemas coletivos assegurar funcionamento contínuo dos ventiladores.

Armando Pinto

17

Natural88%

Mecânica12%

CE/DCR

ApartamentosPredominância da ventilação natural

DCR16%

CE/DCR4%

CE80%

Natural91%

Mecânica9%

DCR

Natural95%

Mecânica5%

CE

Fonte: Adene

Armando Pinto

Recomendação de caudais de ventilação por espaço

Quando caudal admitido nos compartimentos principais é diferente da do caudal extraído nos compartimento de serviço, deve-se acrescentar o caudal em falta,

incrementando o caudal insuflado ou o caudal extraído

Compartimentos principais (caudal base)

Caudal Cozinha

Caudal instalação sanitária:

Armando [email protected]

17 dezembro de 2013

Curso de Atualização de ConhecimentosDL118/2013 de 20 de Agosto

Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios

de Habitação (REH)

Taxas de renovação de ar

Documents

00 - Apresentacao 2013-12-28 LNEC