Qualidade do Ambiente Interno

Internamente ao edifício, a qualidade ambiental está principalmente associada com a qualidade do ar interno – IAQ (Indoor Air Quality). Esta está fortemente relacionada com a saúde dos usuários dos edifícios, com reflexos nas atividades desenvolvidas, seja pela produtividade ou absenteísmo. Quase sempre um edifício comercial dispõe de sistema ativo de conforto ambiental, dadas as suas condições peculiares de carregamento térmico. Na cidade de São Paulo é comum o funcionamento de equipamentos de refrigeração (chillers) em construções comerciais inclusive em dias de inverno, quando as condições locais de geração de energia são críticas, face o regime pluvial e as fontes de geração de energia utilizadas. Quatro elementos do edifício afetam a qualidade ambiental interna, a saber: 39

• Envelope – superfície externa divisória dos ambientes internos e externos; • Sistema predial de refrigeração e ventilação – características do sistema e

• Ambiente externo – o ar externo é introduzido no edifício, de maneira a prover a ventilação necessária;

• Usuários e suas atividades – mobiliários e equipamentos necessários para o desenvolvimento das atividades.

Os equipamentos centrais de ar condicionado, atuam portanto na questão ambiental tanto externamente, já que são os maiores consumidores de energia do edifício, quanto internamente, já que a qualidade do ar interno depende de seu funcionamento, que compreende duas funções distintas: prover o conforto ambiental através da eliminação da carga térmica e manutenção da temperatura de conforto e promover a ventilação necessária (trocas de ar interno por externo). A insuficiência das taxa de renovações de ar de um ambiente, está relacionada a mais da metade dos problemas de qualidade do ar interno. A relação entre ambos se dá por: 39

• Remoção – da poluição interna que pode ser física (material particulado), química (formaldeidos, gás carbônico e vapores resultantes da respiração humana), biológica (fungos e bactérias) ou radioativa (radônio emitido por certos materiais constituintes da edificação como o gesso e o concreto).

• Diluição – na impossibilidade de remoção total de materiais nocivos, estes devem ser diluídos em ar externo, introduzido no ambiente interno, de maneira que suas concentrações permaneçam em valores seguros e aceitáveis, que não sejam prejudiciais aos usuários.

• Geração – o próprio sistema de refrigeração e ventilação é um gerador potencial de materiais nocivos que necessitam ser controlados. A mais perigosa contaminação possível é representada pela bactéria Legionela pneumophilla, que se desenvolve em acúmulos de águas de condensação e dutos destes aparelhos, e causam sérios danos à saúde humana podendo mesmo conduzir à morte. Os danos ambientais internos produzidos pelo sistema predial de conforto ambiental são provenientes basicamente de erros

de projeto (como por exemplo, a redistribuição de poluição interna pelo edifício ao invés de sua eliminação para o meio externo) e de operação e manutenção (como por exemplo, a emanação de poluentes químicos pelo superaquecimento de motores ocasionado pela falta de lubrificação de rolamentos). A manutenção destes equipamentos deve ser criteriosamente executada, inclusive atendendo determinações normalizadas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas. ∗

Porém em dias mais quentes, quando os equipamentos de refrigeração são mais solicitados, quanto maior for a taxa de ventilação maior será a energia consumida, já que o ar externo estará em temperatura bem superior à de conforto térmico. Isto desperta atenções no sentido de encontrar fórmulas de redução de consumo de energia através da diminuição das trocas de ar. A mais usualmente empregada, denominada Demanda Controlada de Ventilação, consiste em restringir a porcentagem de ar novo (externo) na mistura resfriada que é introduzida no ambiente para obtenção de conforto térmico, o que pode significar perda de qualidade do ar interno se não houver controle eficiente desta.

Visando manter salubridade do ambiente interno, o Ministério da Saúde, através da Portaria n. 3.523 de 28/10/98 fixou na Letra “f” do Art. 5 a obrigatoriedade de renovação de vinte e sete metros cúbicos por pessoa e por hora. Para uma ocupação em locais de trabalho, usualmente em torno de sete metros quadrados por pessoa, e pé direito arquitetônico de dois metros e meio, isto representa menos de duas ACH. Para uma sala de aula, este volume representa aproximadamente sete trocas de ar por hora, por aluno. A ASHRAE ∗∗ recomenda taxas de ventilação mais rigorosas, podendo superar dez trocas de ar por hora.

Em edifícios modernos O Gerenciamento de Facilidades poderá valer-se da automação para simultaneamente atender as determinações da legislação e oferecer qualidade do ar interno, bem como monitorá-la. Isto pode ser conseguido através do

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NBR 13971 – Sistemas de refrigeração, condicionamento de ar e ventilação – manutenção programada

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emprego de sensores medidores da concentração do gás carbônico no ambiente. Sua utilização possibilita identificar a quantidade de pessoas presentes no recinto, já que no ambiente interno este gás é basicamente proveniente da respiração humana, permitindo assim promover a ventilação necessária, sem desperdício de energia. Estudos demonstram que em ambientes internos, quando a ventilação é de tal ordem que consegue manter a concentração de gás carbônico em valores inferiores a quinhentas partes por milhão, obtem-se também o controle por remoção ou diluição de outras fontes de poluição interna.

O Gerenciamento de Facilidades poderá ainda utilizar, para promover o uso racional de energia sem comprometimento da qualidade do ar interno, o emprego de tecnologias e técnicas alternativas para obtenção de conforto térmico, como por exemplo, a utilização de sistemas passivos de conforto ambiental, como brises (inclusive automáticos), vegetação, elementos de vedação de elevado coeficiente de isolamento e reflexão à irradiação solar. Uma importante técnica alternativa, denominada Ventilação Noturna (VN) pode ser empregada na cidade São Paulo, uma vez que esta apresenta condições climáticas favoráveis a sua aplicação que são simultaneamente: 40

• Amplitude Térmica – diferença entre as temperaturas máxima e mínima diárias, em meses mais quentes, superior a oito graus centígrados, e:

• Temperatura mínima - pelo menos quatro graus inferiores à temperatura de conforto ambiental.

Estas condições são necessárias para a efetividade do processo, ou seja para que os ganhos advindos da redução do período de funcionamento dos equipamentos de refrigeração durante o dia, sejam maiores do que aqueles referentes a energia consumida pelos ventiladores durante o resfriamento noturno. As principais conseqüências do processo são o menor tempo de funcionamento dos chillers em muitos dias do ano e mesmo a eliminação da necessidade de seu funcionamento em períodos de inverno, para as condições climáticas da cidade de São Paulo. Isto resulta em economia de energia, melhor qualidade do ar interno e eliminação de

equipamentos de termo acumulação, de elevados custos, como tanques ou piscinas de gelo. Além disso, mesmo em dias em que o funcionamento dos equipamentos refrigeração será necessário, os picos de carga térmica estarão defasados em aproximadamente três horas, função do fenômeno denominado inércia térmica dos materiais constituintes do edifício. Assim o pico de carga térmica em edificações comerciais, que ocorre normalmente nos períodos de ponta de consumo de energia elétrica, passará a ocorrer fora deste. A figura abaixo evidencia esta defasagem, bem como a diminuição da temperatura máxima interna, quando a VN é aplicada: 40

Figura 26 – Ventilação Noturna

Fonte: GIVONI (1992)

O uso de ventilação natural, associada a elementos passivos de conforto ambiental e a tecnologia, podem resultar em edifícios de elevado desempenho energético concomitantemente com oferecimento de excelentes condições internas, como por exemplo, o edifício sede do Commerzbank, em Frankfurt, Alemanha. A concepção arquitetônica do edifício objetivou privilegiar maior contato com a natureza e menor consumo de energia possível. Para tanto foi concebido em formato triangular, em torno de um átrio central. Jardins internos, de altura igual a de quatro pavimentos, comportam vegetação de porte, e estão dispostos alternadamente, a cada quatro

pavimentos, em uma das três faces externas do edifício, criando uma espiral de vegetação ao longo do átrio. Esta disposição arquitetônica, permite que todos os escritórios recebam iluminação natural e disponham de visão panorâmica.

As fachadas são compostas por dois panos separados de vidro por onde circulam fluxos de ar, por convecção. O controle de conforto ambiental é exercido pelos próprios usuários, a partir da abertura parcial das janelas, o que ocasiona a entrada de ar novo por sua parte inferior e saída do ar usado, por convecção, pela parte superior do caixilho. Os escritórios voltados para as faces externas, recebem o ar externo diretamente através da fachada e os internos, recebem ar renovado através do átrio. As trocas de calor também se dão pela circulação de fluxos de ar nos espaços existentes sobre os forros.

O sistema de automação predial controla todas as trocas de calor, utilizando o sistema ativo de conforto ambiental (aquecimento e refrigeração) apenas quando as condições climáticas externas não permitem a utilização da ventilação natural para a promoção de conforto interno. O resultado obtido é um consumo de energia que pode chegar a trinta por cento, do correspondente a um edifício similar onde o conforto térmico é obtido através de sistemas ativos de conforto ambiental. Além disso, o controle individual de temperatura, a melhor qualidade do ar interno, o contato com a natureza em agradáveis áreas de descanso e o oferecimento de vistas panorâmicas, tornam o ambiente de trabalho agradável, confortável e saudável, com efetividade de custos operacionais e gerenciamento ambiental adequado, fazendo deste edifício, um modelo adequado a ser seguido pelo Gerenciamento de Facilidades na construção de edifícios novos, ou em reformas de envergadura que permitam a aplicação destes conceitos. 41