O projecto de climatização para o edifício, segundo a memória descritiva deste10, teve em conta «as exigências técnicas das diversas especialidades envolvidas, características construtivas, condicionantes internas e externas, exigências funcionais e de horário, e a intenção de obter instalações de bom rendimento energético», assim como a facilidade de manutenção das instalações e uma preocupação com os custos de investimento e de exploração.
Ainda segundo a memória descritiva, o rendimento energético esteve também em mente no projecto de arquitectura: «A integração da arquitectura e das técnicas de construção, e de elementos passivos, com destaque para o sombreamento e orientações, proporcionam a melhoria de condições de conforto, sem aumentos de consumos energéticos».
As instalações térmicas foram projectadas de forma centralizada, para que seja menor o custo de equipamentos centralizados de maior potência do que múltiplos equipamentos com menor capacidade. Os sistemas de climatização encontram-se então na cobertura do edifício. A central térmica e todos os seus sistemas adjacentes, incluindo os de armazenamento e envio de água quente, encontram-se agrupados numa central térmica, por cima do corpo das escadas do edifício. Todas as unidades responsáveis pelo aquecimento e ventilação do ar encontram-se distribuídas de forma organizada nas coberturas dos corpos do edifício.
O sistema de climatização que serve o corpo central do edifício é constituído por cinco unidades de termoventilação – UTV11 –, duas unidades de ar condicionado, denominadas por Unidades Condicionadoras Autónomas – UCA –; e respectivas tubagens do circuito de água quente e do ar.
Cada uma das UTV é constituída por um ventilador de recirculação/extracção na sua entrada, uma caixa de mistura com admissão, rejeição e recirculação de ar, uma secção de filtragem, uma bateria de aquecimento a água quente e um outro ventilador de insuflação na saída.
As UTV têm uma estrutura em perfilado de aço, soldado, revestidas exteriormente com painéis de chapa de aço galvanizado, com isolamento térmico e acústico a lã mineral, com espessura de 25mm e dupla parede. As secções de filtragem são constituídas por pré-filtro e filtro de bolsas, com uma eficiência de 90% gravimétrico e 65% opacimétrico (dados de projecto).
As baterias de aquecimento são de circulação forçada de água em tubo de cobre sem costura, expandido em alhetas de alumínio com lâminas contínuas montadas em plenos paralelos.
10 Como consta nos projectos de arquitectura e de climatização do edificio do DEMI, efectuado pela empresa GITAP.
11 Será usada a designação UTV em vez de UTA (Unidade de Tratamento de Ar) dado que as unidades apenas têm aquecimento, não tendo arrefecimento nem controlo do nível de humidade do ar.
circular rígida ou circular flexível. Têm isolamento térmico com manta de lã mineral de 30 mm de espessura e massa volúmica de 40 kg/m3 sempre que estas sejam de insuflação e tenham contacto directo com o exterior ou contactem com o interior dos tectos falsos. As tubagens de extracção e recirculação e as de insuflação que forneçam zonas sem tecto falso não terão isolamento térmico.
Para fornecer a água quente necessária para o funcionamento das baterias de aquecimento das UTV, existe um circuito de água quente, que liga as baterias à central térmica. O aquecimento da água na central térmica é realizado por duas caldeiras, que funcionam a queima de gás de tipo GPL. Estas estão preparadas para receber gás natural, como era esperado no projecto que a Faculdade fosse mais tarde abastecida, mas até hoje tal não aconteceu.
As caldeiras de produção de água quente são do tipo monobloco, com tubos de fumo horizontais, de tripla passagem, construídas em chapa de aço, isoladas termicamente por mantas, com protecção metálica desmontável em chapa galvanizada pintada. A exaustão de gases de queima é feita por chaminé em aço inox, isolada termicamente e revestida, com secção e altura recomendada pelo fabricante.
A central térmica irá abastecer de água quente todas as UTV de todos os corpos do edifício, pelo que a potência das caldeiras considerada nesta dissertação não será o valor real destas, mas um valor ponderado que represente a parte da potência que será utilizada apenas pelas unidades do corpo central em estudo.
Os dados do sistema recolhidos indicam que a água será aquecida até 80ºC e é esperado que ela retorne a 60ºC, pelo que, desprezando as perdas nas tubagens de água quente, é suposto que as baterias de aquecimento recebam a água quente a 80ºC e a devolvam com uma redução de 20ºC.
No que toca à tubagem de água quente esta será em aço com costura (ferro preto), série média, e construído de acordo com a Norma DIN 2440. Foi considerado em projecto que todas as tubagens e acessórios de água quente são isolados termicamente, com esponja de borracha (espuma elastomérica), de células fechadas e camada exterior endurecida, de modo a formar uma barreira de vapor. O isolamento da tubagem terá entre 13 a 19 mm de espessura, dependendo do tipo de tubo.
Nas tubagens que são de montagem nas coberturas e na central térmica, o isolamento térmico é protegido exteriormente por um revestimento em alumínio, ou chapa galvanizada pintada. As chapas de aço têm uma espessura mínima de 0,5 mm e protegidas da corrosão, enquanto as chapas de alumínio têm uma espessura mínima de 0,6 mm.
Uma nota importante de referir é que se irão desprezar as UCA, pois estas foram instaladas para fornecer ar condicionado a espaços que serviriam de bibliotecas. Estas bibliotecas foram entretanto
deslocadas do edifício. Uma foi anexada a uma sala de aulas e outra passou a ser um laboratório. Não só o motivo pelo qual estas foram instaladas deixou então de existir, como os técnicos do campus da Faculdade responsáveis pela manutenção do edifício, referem que não se lembram de alguma vez as UCA terem sequer sido utilizadas.
Regressando às UTV, note-se que estas se encontram providas apenas de bateria de aquecimento, não existindo nenhum componente ou sistema (já que se excluíram as UCA) dedicado ao arrefecimento do ar insuflado. A explicação é que durante a concepção dos sistemas se considerou que o edifício apenas teria necessidades significativas de aquecimento e que – tendo em conta a zona climática em que se encontra, a sua localização perto do mar e considerando que os ganhos internos de calor não seriam exagerados – não existiriam necessidades relevantes de arrefecimento.
O arrefecimento no período de Verão é então garantido apenas por Free Cooling, ou seja, por insuflação do ar exterior, sempre que a temperatura deste seja inferior à presente no interior do corpo do edifício.
Foram incorporadas em algumas UTV permutadores de calor, quando em projecto foi considerado que as potências e caudais de ar extraído atingiam valores significativos. No caso do corpo central em estudo apenas uma das unidades – a UTV5 – possui permutador de calor, com rendimento de 60%.
Na caixa de mistura de cada UTV existem registos para regulação do caudal na admissão de ar novo, rejeição de ar recirculado e insuflação de ar climatizado. Estes são motorizados e manipulados pelos controladores do sistema, podendo ir desde totalmente abertos a fechados. A admissão e rejeição de ar permitem o já mencionado funcionamento em modo Free Cooling.
Como está descrito no projecto, o comando e controlo do sistema de climatização é realizado por um sistema SGC, que se encontra ligado permanentemente a um computador. Este último permite uma rápida e acessível programação remota dos controladores de cada componente do sistema. Estes controlam quando deve o sistema de climatização ligar ou desligar alguns dos seus componentes, através da definição de horários e da análise das temperaturas do ar extraído das zonas e da água quente que circula nos sistemas. Este sistema de controladores pode ser considerado como avançado para a época em que foi instalado, em 1997.