Modelação da qualidade do ar interior ao abrigo do RSECE-QAI: previsão dos campos médios de poluentes

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Modelação da qualidade do ar interior ao

abrigo do RSECE-QAI – Previsão dos

campos médios de poluentes

- Versão Final -

Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica

André Filipe Silva e Cunha

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i

Dissertação apresentada à Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica, realizada sob a orientação científica do Professor Doutor Amadeu Duarte da Silva Borges do Departamento de Engenharias da Escola de Ciências e Tecnologia da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro.

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i

Dedico este trabalho aos meus pais José Carlos e Leopoldina, Pois a vós devo tudo... Tudo que tenho, tudo que sou, tudo que conquistei até hoje. Obrigado por toda a paciência, toda a dedicação e todo o amor.

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ii

AGRADECIMENTOS

Terminado este trabalho, o autor reconhece que sem a contribuição de determinadas pessoas, a sua conclusão não teria sido possível. Assim, de uma certa maneira, este trabalho pertence também a cada uma dessas pessoas.

Com isto, expressam-se os seguintes agradecimentos:

- Ao Professor Doutor Amadeu Duarte da Silva Borges, orientador desta dissertação, pela permanente disponibilidade no atendimento das dúvidas, por todos os bons conselhos e acima de tudo por toda a paciência demonstrada.

- Á minha família, por todas as palavras de incentivo, todos os gestos de apoio e por nunca em algum dia, deixarem de acreditar em mim.

- Aos meus amigos de longa data, que sempre me ajudaram sempre que solicitados, e que sempre acreditaram e me incentivaram para que o meu percurso académico fosse seguido e bem-sucedido.

- Aos meus amigos do secundário, por manterem ao longo do tempo a boa ligação de amizade e seguirem sempre o meu percurso.

- Aos grandes amigos que fiz neste percurso académico, por todo apoio prestado, por

todos os bons momentos passados, por todo o companheirismo e acima de tudo por toda a amizade demonstrada.

- À Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, que proporcionou todas as condições para que o meu percurso académico fosse concluído com sucesso, incluindo este trabalho.

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iii

RESUMO

O elevado tempo de permanência das pessoas em espaços interiores, e os deficientes níveis de ventilação natural devido às questões energéticas, fizeram com que o problema da má Qualidade do Ar Interior (QAI) se tivesse agravado com o passar dos anos, e aliado a este problema têm surgido então preocupações não só com a saúde dos ocupantes dos espaços, mas também com os consumos de energia relacionados com a ventilação.

Assim, pela transposição da diretiva europeia 2002/91/CE, em Portugal foi criado o Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização dos Edifícios (RSECE) que veio implementar exigências no controlo da QAI e dos consumos de energia.

O estudo da QAI pode ser feito tendo em conta este regulamento nacional, anteriormente citado, que aplica caudais mínimos de ar novo em função da ocupação ou da área. Contudo com o objetivo de se fazer um estudo mais aprofundado e para ter um ponto de comparação, procedeu-se à utilização do modelo desenvolvido pela American

Society of Heating Refrigeration Air Conditioning Engineers (ASHRAE), modelo este que se baseia na utilização de equações de balanço de massa. Assim, tendo como base este modelo, foram desenvolvidos diferentes modelos para os diferentes tipos de esquemas de ventilação.

Aplicados os pressupostos do RSECE e os pressupostos da ASHRAE, foram obtidos diversos resultados para diferentes parâmetros e também para os diferentes espaços que estão definidos no RSECE, tendo-se em especial atenção aos resultados obtidos para os caudais de ar novo e as taxas de circulação respetivas.

Para melhores conclusões, os resultados obtidos foram divididos em duas partes distintas, onde numa se estudou a ventilação para espaços onde não existem fumadores, e na outra parte considerou-se a existência de fumadores. Porém, para além dos resultados obtidos a partir de condições pré definidas, foram também feitas algumas variações de maneira a estudar o comportamento de alguns dos parâmetros, como é caso da ocupação, da área, deficiência de ventilação, da taxa de recirculação, entre outros.

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iv

ABSTRACT

The high permanence time of people in interior spaces, and the low levels of natural ventilation due to energy issues, made the problem of poor Indoor Air Quality (IAQ) worse over the years, and combined with this problem some concerns have arisen related not only to the health of occupants of these places but also to the energy consumption related to ventilation.

Thus, with the transposition of the European Directive 2002/91/EC, in Portugal was created the Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização dos Edifícios (RSECE) which came to implement requirements in the control of IAQ and energy consumption.

The study of IAQ can be done on account of this national regulation quoted previously, which applies minimum flows of fresh air according to occupation or area. However in order to do a further study and to have a point of comparison, it was used the model developed by the American Society of Heating Refrigeration Air Conditioning Engineers (ASHRAE), model which is based on using mass balance equations. Thus, based on this model, were developed different types of models to the different ventilation schemes.

With the application of the assumptions of RSECE and assumptions ASHRAE, different results were obtained for different parameters and different spaces as well, that are also defined in RSECE, having particular regard to the results obtained for the outdoor fresh air rate and the respective circulation rates.

To have better conclusions, the results obtained were divided in two separate parts where in the first part it was studied the ventilation spaces where there are no smokers, and in the other part it was considered the existence of smokers. Though, in addition to the results from pre-defined conditions there were also made some variations in order to study the behavior of some parameters, such as occupation, area, ventilation efficiency, recirculation rate, among others.

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v

ÍNDICE GERAL

AGRADECIMENTOS ... ii

RESUMO ... iii

ABSTRACT ... iv

ÍNDICE DE FIGURAS ... vii

ÍNDICE DE TABELAS ... ix

NOMENCLATURA ... x

ABREVIATURAS ... xii

1. INTRODUÇÃO ... 1

1.1. Energia ... 2

1.1.1. Estratégia na União Europeia ... 3

1.1.2. Em Portugal ... 3 1.2. Eficiência Energética ... 4 1.3. Legislação ... 5 1.3.1. Diretiva 2002/91/CE ... 6 1.3.2. Legislação Portuguesa ... 8 1.4. Qualidade do ar interior. ... 9 1.4.1. Contaminação do ar interior ... 11 1.4.2. Tipos de ar ... 12 1.5. Objetivos ... 13 1.6. Estrutura da dissertação ... 13

2. RSECE e ASHRAE STANDARD 62.1 ... 15

2.1. RSECE ... 15 2.1.1. Aplicação ... 16 2.1.2. Exigências ... 17 2.1.3. Eficiência da ventilação ... 20 2.1.4. Densidade ocupacional ... 22 2.2. ASHRAE Standard 62.1 ... 23 2.1.1. Resumo/Âmbito de aplicação ... 25

(8)

vi

3.1. Modelos estatísticos ... 28

3.2. Modelos CFD ... 29

3.3. Modelos de balanço de massa ... 30

3.4. Modelo ASHRAE ... 32

4. MODELAÇÃO DA QAI ... 40

4.1. Esquemas do sistema de ventilação ... 40

4.2. Espaços em estudo ... 52

4.3. Valores assumidos ... 53

4.4. Cálculos efetuados ... 58

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 59

5.1. Organização dos resultados... 59

5.2. Condições padrão ... 60

5.3. Variação das condições padrão ... 69

6. CONCLUSÕES ... 87

6.1. Trabalho futuro ... 90

ANEXO A – Classificação dos tipos de ar ... 96

ANEXO B – Eficiência da filtragem ... 97

ANEXO C – Taxa metabólica ... 98

ANEXO D – Equações dos esquemas dos sistemas de ventilação... 99

ANEXO E – Organização dos espaços... 106

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vii

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1.1 - Previsão da procura de eletricidade entre 2006 – 2030 ………... 2

Figura 1.2 - Legislação Portuguesa ……….….. 8

Figura 3.1 - Esquema ilustrativo do balanço de poluentes ……… 30

Figura 3.2 - Esquema de um sistema de ventilação ……….…………. 36

Figura 4.1 - Esquema 1 de sistema de ventilação …...……….. 40

Figura 4.2 - Esquema 2 de sistema de ventilação ………. 41

Figura 5.1 - Caudais para a variação da ocupação no espaço de tipo A, sem recirculação………..……….. 70

(10)

viii

sem recirculação. ………..………. 70 Figura 5.3 - Caudais para a variação da ocupação no espaço de tipo E, sem recirculação ………..………. 71 Figura 5.4 - Taxas de circulação para a variação da ocupação no espaço de tipo E, sem recirculação. ……….……….…. 72 Figura 5.5 - Caudais para a variação da eficiência de ventilação no espaço de tipo A, sem recirculação ………..………. 73 Figura 5.6 - Taxas de circulação para a variação da eficiência de ventilação no espaço de tipo A, sem recirculação ………... 73 Figura 5.7 - Taxas de circulação para a variação área no espaço de tipo A, sem recirculação ………..………. 75 Figura 5.8 - Caudais para a variação da área no espaço de tipo E, sem recirculação………. 76 Figura 5.9 - Taxas de circulação para a variação da área no espaço de tipo E, sem recirculação ………...………. 76 Figura 5.10 - Caudais recirculados para variação da taxa de recirculação no espaço de tipo A, com recirculação……… 78 Figura 5.11 - Taxas de circulação para variação da taxa de recirculação no espaço de tipo A, com recirculação………....……… 78 Figura 5.12 - Caudais para a variação da eficiência de filtragem no espaço de tipo A, grupo 2B ………...………… 80 Figura 5.13 - Taxas de circulação para a variação da eficiência de filtragem no espaço de tipo A, grupo 2B. ……….………. 80 Figura 5.14 - Caudais para a variação do número de fumadores no espaço tipo A, grupo 2B ……… 83 Figura 5.15 - Taxas de circulação para variação do número de fumadores no espaço tipo A, grupo 2B ……….………... 83 Figura 5.16 - Caudais para variação da taxa de recirculação no espaço tipo A, grupo 3B ……… 85 Figura 5.17 - Taxas de circulação para a variação da taxa de recirculação no espaço tipo A, grupo 3B ……… 85

(11)

ix

ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 1.1 - Principais fatores intervenientes na QAI ………...…... 12

Tabela 1.2 - Tipos de ar segundo a EN 13779 ……….……. 13

Tabela 2.1 - Concentrações máximas de referência ……….………...….. 18

Tabela 2.2 - Caudais mínimos de ar novo……….. 19

Tabela 2.3 - Densidade ocupacional ………...…….. 23

Tabela 3.1 - Tipos de modelos de QAI……….………...……….. 27

Tabela 3.2 - Equações de balanço de massa da ASHRAE ……….………...… 35

Tabela 4.1 - Grupos dos esquemas de ventilação ………...…….. 52

Tabela 4.2 - Espaços selecionados e suas propriedades segundo o RSECE ….…… 53

Tabela 4.3 - Concentrações interiores admitidas para os casos de estudo ………… 54

Tabela 4.4 - Concentrações exteriores admitidas para os casos de estudo ……...… 54

Tabela 4.5 - Geração de poluentes pelo tabaco ………. 56

Tabela 4.6 - Restantes valores assumidos ………. 57

Tabela 4.7 - Número de fumadores para os espaços considerados ………...… 57

Tabela 5.1 - Resultados dióxido de carbono com concentrações normais ……….... 61

Tabela 5.2 - Resultados dióxido de carbono com concentrações extremas …...…... 62

Tabela 5.3 - Resultados partículas para o espaço 1 com concentrações normais... 64

Tabela 5.4 - Resultados partículas para o espaço 1 com concentrações extremas .... 64

Tabela 5.5 - Resultados monóxido de carbono com concentrações normais ... 67

Tabela 5.6 - Resultados monóxido de carbono com concentrações normais …...…. 68

Tabela A.1 - Classificação do ar interior ………... 96

Tabela A.2 - Classificação do ar exterior ……….. 96

Tabela A.3 - Classificação do ar de extração e ar de exaustão ………...….. 96

Tabela A.4 - Reutilização do ar de extração e ar de exaustão ………...……... 96

Tabela B.1 - Valores da eficiência mínima de filtragem ………...………... 97

Tabela C.1 - Taxa metabólica em função das diferentes atividades ………. 98

Tabela E.1 - Organização dos espaços do RSECE ………...……… 106

(12)

x

NOMENCLATURA

b Taxa de respiração respirações/min

cp Calor específico do ar kJ/kg.ºC

dt Intervalo de tempo s

εac Eficiência do sistema de tratamento de ar %

ɛf Eficiência de filtragem %

ɛv Eficiência da ventilação %

ql Carga de calor latente W

qs Carga de calor sensível W

t Tempo s

v Volume de respiração

νd Velocidade de deposição do poluente mg/(m2.h)

λv Taxa de renovação de ar h-1

ρ Massa volúmica do ar kg/m3

∆T Diferença entre a temperatura interior e a temperatura

exterior °C

∆W Diferença entre a humidade interior e a humidade exterior kg

A Área do espaço m2

AD Área superficial do corpo humano m2

C(t) Concentração do poluente ao longo do tempo mg/m3

Ced Concentração média no interior do espaço mg/m3

Cext Concentração dos poluentes no exterior mg/m3

Centrada Concentração à entrada do filtro mg/m3

Cremovido Concentração removida no filtro mg/m3

Csaída Concentração à saída do filtro mg/m3

E Exposição

(13)

xi

Ei Exposição pela via da inalação

Eic Exposição cumulativa pela via da inalação

FAN Fração de ar novo %

Fr Fator de redução da fração do fluxo

G Geração de poluentes no interior mg/h

GCO2 Geração de dióxido de carbono metabólico mg/h

M Taxa metabólica met

Nmax Número máximo de ocupantes do espaço

R Fator de recirculação

RQ Quociente de respiração

S Área da superfície de deposição m2

T Média das temperaturas interiores e exteriores °C

TC Taxa de circulação h-1

TR Taxa de recirculação %

V Volume do espaço m3

VA Caudal mínimo por área m3/(h.m2)

VCO2 Taxa de dióxido de carbono libertada por cada pessoa l/(s.pessoa)

Ved Caudal de exaustão m3/h

Vext Caudal de ar novo m3/h

VO2 Consumo de oxigénio por pessoa l/(s.pessoa)

Voc Caudal mínimo por ocupante m3/(h.ocupante)

Vp Caudal através do purificador de ar m3/h

VR Caudal recirculado m3/h

Vs Caudal à saída do espaço m3/h

(14)

xii

ABREVIATURAS

APA Associação Portuguesa do Ambiente ADENE Agência para a energia

ASHRAE American Society of Heating Refrigeration Air Conditioning Engineers AVAC Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado

CFD Computational fluid dynamics DGEG Direção geral da energia e geologia DROC Doença respiratória obstrutiva crónica

EM Estados Membros

EPBD Energy Performance of Building Directive GEE Gases de Efeito de Estufa

IAQP Indoor Air Quality Procedure IEA International Energy Agency IEE Índice de Eficiência Energética MERV Minimum Efficiency Report Value

NIST National Institute of Standards and Technology QAI Qualidade do Ar Interior

RCCTE Regulamento das Características do Comportamento Térmico de Edifícios

RSECE Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização dos Edifícios SCE Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar _{Interior nos Edifícios} SED Síndrome de Edifício Doente

UE União Europeia

VAV Volume de Ar Variável VRP Ventilation Rate Procedure WEO World Energy Outlook WHO World Health Organization

(15)

CAPÍTULO 1

1. INTRODUÇÃO

Segundo Pinto M. et al (2007), em tempos passados, fazia parte dos hábitos quotidianos das pessoas a necessidade de abrir janelas para proceder à ventilação dos edifícios. Contudo, com o passar do tempo os hábitos foram-se alterando, as técnicas de construção modificaram-se, surgiram preocupações com os consumos de energia, as alterações da forma de vida das pessoas e a utilização de caixilharias de melhor qualidade, com menor permeabilidade ao ar, conduziram à diminuição drástica das renovações horárias de ar aumentando o risco de condensações e consequentemente a redução da qualidade do ar interior.

A humidade é uma das principais causas das patologias dos edifícios e da degradação dos elementos de construção, maioritariamente devido a fenómenos de condensação que resultam de uma envolvente inadequada, incorreto tratamento das pontes térmicas, isolamento térmico insuficiente, ventilação reduzida dos espaços e aquecimento muitas vezes insuficiente ou inexistente.

Numa outra perspetiva, segundo o manual da Associação Portuguesa do Ambiente (APA), para melhoria das condições estéticas e de conforto nos edifícios, utilizaram-se novos e variados tipos de materiais de decoração e isolamento, e introduziram-se diversos equipamentos de arrefecimento/aquecimento. Com isto, devido à libertação de poluentes que têm origem em todas as mudanças citadas anteriormente, bem como noutros fatores, como é exemplo a libertação de fumo do tabaco, combustões, produtos de limpeza, etc., a qualidade do ar foi-se deteriorando pela acumulação dos poluentes. Também a poluição de origem do corpo humano, é um dos fatores mais presentes e que não pode de forma alguma ser minimizada.

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A energia, atualmente, é um elemento essencial à vida das sociedades modernas e é um dos principais fatores para o desenvolvimento destas. Numa publicação da Agência Internacional de Energia (

panorama mundial da energia, previa até 2030 (Figura 1

economias emergentes (China, Indonésia e Índia). De acordo com a combustívei

forem tomadas medidas que permitam direcionar o mundo para uma economia com especial atenção para um sistema de baixas em

Este crescimento do consumo de energia, que já vem desde anos anteriores a 2006, e reflete

estufa e alterações climatéricas que es naturais que decorrem no planeta Terra.

panorama mundial da energia, previa até 2030 (Figura 1

economias emergentes (China, Indonésia e Índia). De acordo com a

combustíveis fósseis com elevadas emissões de carbono continuarão a dominar, se não forem tomadas medidas que permitam direcionar o mundo para uma economia com especial atenção para um sistema de baixas em

Figura

Este crescimento do consumo de energia, que já vem desde anos anteriores a 2006, e reflete-se pelas severas consequências que têm no meio ambiente como é caso o efeito estufa e alterações climatéricas que es

naturais que decorrem no planeta Terra.

panorama mundial da energia, previa

até 2030 (Figura 1.1), principalmente devido ao desenvolvimento acelerado das economias emergentes (China, Indonésia e Índia). De acordo com a

s fósseis com elevadas emissões de carbono continuarão a dominar, se não forem tomadas medidas que permitam direcionar o mundo para uma economia com especial atenção para um sistema de baixas em

Figura 1.1 - Previsão da proc

Este crescimento do consumo de energia, que já vem desde anos anteriores a 2006, e se pelas severas consequências que têm no meio ambiente como é caso o efeito estufa e alterações climatéricas que es

A energia, atualmente, é um elemento essencial à vida das sociedades modernas e é um dos principais fatores para o desenvolvimento destas. Numa publicação da Agência Internacional de Energia (International

panorama mundial da energia,

previa-), principalmente devido ao desenvolvimento acelerado das economias emergentes (China, Indonésia e Índia). De acordo com a

s fósseis com elevadas emissões de carbono continuarão a dominar, se não forem tomadas medidas que permitam direcionar o mundo para uma economia com especial atenção para um sistema de baixas em

Previsão da procura de eletricidade

Este crescimento do consumo de energia, que já vem desde anos anteriores a 2006, e se pelas severas consequências que têm no meio ambiente como é caso o efeito estufa e alterações climatéricas que es

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A energia, atualmente, é um elemento essencial à vida das sociedades modernas e é um dos principais fatores para o desenvolvimento destas. Numa publicação da Agência

International Energy Agency

-se um rápido crescimento do consumo de energia ), principalmente devido ao desenvolvimento acelerado das economias emergentes (China, Indonésia e Índia). De acordo com a

s fósseis com elevadas emissões de carbono continuarão a dominar, se não forem tomadas medidas que permitam direcionar o mundo para uma economia com especial atenção para um sistema de baixas emissões de dióxido de carbono

ura de eletricidade

Este crescimento do consumo de energia, que já vem desde anos anteriores a 2006, e se pelas severas consequências que têm no meio ambiente como é caso o efeito estufa e alterações climatéricas que estão a afetar todo o funcionamento dos processos naturais que decorrem no planeta Terra.

A energia, atualmente, é um elemento essencial à vida das sociedades modernas e é um dos principais fatores para o desenvolvimento destas. Numa publicação da Agência

Energy Agency

-se um rápido crescimento do consumo de energia ), principalmente devido ao desenvolvimento acelerado das economias emergentes (China, Indonésia e Índia). De acordo com a

s fósseis com elevadas emissões de carbono continuarão a dominar, se não forem tomadas medidas que permitam direcionar o mundo para uma economia com

issões de dióxido de carbono

ura de eletricidade entre 2006

Este crescimento do consumo de energia, que já vem desde anos anteriores a 2006, e se pelas severas consequências que têm no meio ambiente como é caso o efeito tão a afetar todo o funcionamento dos processos A energia, atualmente, é um elemento essencial à vida das sociedades modernas e é um dos principais fatores para o desenvolvimento destas. Numa publicação da Agência

- IEA) em 200

se um rápido crescimento do consumo de energia ), principalmente devido ao desenvolvimento acelerado das economias emergentes (China, Indonésia e Índia). De acordo com a

issões de dióxido de carbono

2006–2030 (IEA, 2008

Este crescimento do consumo de energia, que já vem desde anos anteriores a 2006, e se pelas severas consequências que têm no meio ambiente como é caso o efeito tão a afetar todo o funcionamento dos processos A energia, atualmente, é um elemento essencial à vida das sociedades modernas e é um dos principais fatores para o desenvolvimento destas. Numa publicação da Agência ) em 2008, sobre o se um rápido crescimento do consumo de energia ), principalmente devido ao desenvolvimento acelerado das economias emergentes (China, Indonésia e Índia). De acordo com a IEA

issões de dióxido de carbono.

IEA, 2008)

Este crescimento do consumo de energia, que já vem desde anos anteriores a 2006, e se pelas severas consequências que têm no meio ambiente como é caso o efeito tão a afetar todo o funcionamento dos processos A energia, atualmente, é um elemento essencial à vida das sociedades modernas e é um dos principais fatores para o desenvolvimento destas. Numa publicação da Agência 8, sobre o se um rápido crescimento do consumo de energia ), principalmente devido ao desenvolvimento acelerado das IEA, os s fósseis com elevadas emissões de carbono continuarão a dominar, se não forem tomadas medidas que permitam direcionar o mundo para uma economia com

Este crescimento do consumo de energia, que já vem desde anos anteriores a 2006, e se pelas severas consequências que têm no meio ambiente como é caso o efeito tão a afetar todo o funcionamento dos processos

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3

1.1.1. Estratégia na União Europeia

De acordo com a União Europeia (UE, 2007a), cerca de 80%, é obtida através dos combustíveis fósseis, principais responsáveis pela libertação de Gases de Efeito de Estufa (GEE). Em Março de 2007, os dirigentes europeus reconheceram que tinha chegado a altura de colocar em prática uma política integrada em matéria de energia e de ambiente, que defina objetivos claros e datas precisas para reduzir a utilização de combustíveis fósseis, poupar energia e desenvolver energias alternativas, e assim cumprir as metas impostas pelo Protocolo de Quioto.

Assim, o plano adotado pela UE continha medidas para atingir até 2020 (UE, 2007b): Reduzir o consumo energético em 20 %;

Aumentar em 20 % a percentagem de energias renováveis no consumo energético total;

Reduzir em 20% as emissões de GEE;

A Direção Geral de Energia e Geologia (DGEG), cita que em conjunto, os sectores da habitação e serviços, são responsáveis por cerca de 40% do consumo total de energia na UE que tende ao longo dos anos em aumentar, o que leva consequentemente a um aumento das emissões de dióxido de carbono.

1.1.2. Em Portugal

Portugal, segundo Fernandes E. (2005), é um país com um fraco potencial de recursos naturais (como o petróleo e gás natural), que são os principais responsáveis pela alimentação das necessidades energéticas, sendo que produzimos apenas 15% da energia que consumimos. Na década de 90, Portugal importou sempre mais de 85% da energia primária que consumiu e foi, a seguir ao Luxemburgo (100% dependente), o país da UE com maior procura energética externa. Em 2005, a dependência energética de Portugal era de cerca de 89%, tendo depois decrescido para 81% em 2009, dados segundo a Direcção-Geral da Energia e Geologia, publicados em 2011.

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4

energia proveniente de outros países, tornando assim o nosso país fortemente dependente de fontes externas, situação que conduz a enormes custos para a economia nacional, visto que o preço dos combustíveis importados encarece a produção de bens e serviços. Tem também enormes implicações a nível ambiental porque esta crescente necessidade que se tem verificado nos últimos anos, reflete-se também numa crescente produção de GEE (ECO-EDP, 2012a).

No que diz respeito ao consumo de energia nos edifícios, estes foram responsáveis por cerca de 30% do consumo final de energia, e aproximadamente 65% dos consumos de eletricidade em 2009 (DGEG).

1.2. Eficiência Energética

A utilização de fontes alternativas de energia, é sem dúvida uma solução que ajuda na diminuição das emissões de GEE. Porém, poderão existir outras soluções que em conjunto com esta, se tornem também relevantes e contribuam para o alcançar das metas impostas pela UE, nomeadamente o plano para 2020. A tomada de medidas e aplicação de políticas para eficiência energética na utilização da energia, é um caminho a tomar para minimizar os desperdícios de energia e assim contribuir para a diminuição dos consumos.

A eficiência energética relata-se como sendo um ramo do sector da Energia que se dedica à implementação de medidas para a otimização da utilização da energia, para que utilizando o menor quantidade possível de energia se possam atingir os mesmos fins, prevenindo assim o esbanjamento energético (ECO-EDP, 2012b).

Não estando sujeita por si só, a DGEG relata que a gestão da energia é um instrumento importante para permitir que a UE tenha uma alargada influência no mercado global da energia, isto porque poderá contribuir para uma redução de 50% do consumo em edifícios, o que pode representar uma redução anual de 400 milhões de toneladas de CO2 que representa quase a totalidade do compromisso da UE no âmbito do Protocolo

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5

Tal como foi revisto anteriormente, em Portugal, a utilização pouco eficiente da energia, traduz-se em ameaças para o país, do ponto de vista económico (aumento da fatura externa e perda de competitividade das empresas), social (redução do poder de compra e qualidade de vida dos consumidores) e ambiental (emissão de gases de efeito de estufa e incumprimento das metas de Quioto, poluição do ar, água e solo etc.) (ECO-EDP, 2012b).

1.3. Legislação

Apesar dos factos apresentados anteriormente, a problemática da energia já vem desde à vários anos. Por isso, tinha sido feita já alguma tomada de medidas no ramo da eficiência energética, como por exemplo a Diretiva 93/76/CE do Conselho, de 13 de Setembro de 1993, que relatava a limitação das emissões de dióxido de carbono e exigia aos estados um estabelecimento e implementação de medidas no sector da construção, e a Diretiva 89/106/CE do Conselho, de 21 de Dezembro de 1988 relativa à aproximação das disposições legislativas, regulamentares e administrativas dos Estados-Membros (EM), quanto aos produtos de construção, exigindo que as obras de construção e a implementação de instalações de aquecimento, refrigeração e ventilação, fossem concebidas de modo que a quantidade de energia necessária à sua utilização fosse o mais baixa possível, e também que as condições climáticas fossem favoráveis para o conforto dos ocupantes. No entanto, com o panorama que se tem sentido ao longo dos anos, tornou-se necessária a introdução de medidas complementares e ações legais mais especificas a colocar em prática, com o objetivo de explorar o grande potencial de economia de energia, e reduzir ainda as grandes diferenças neste sector, dos Estados Membros (EM) (Diretiva 2002/91/CE, 2002).

Após reflexão entre o Parlamento Europeu e o Conselho da União Europeia, foi aprovado o plano para melhorar a eficiência energética no sector dos edifícios, introduzindo medidas específicas, neste mesmo sector.

(20)

6

Tendo então em conta o consenso do Parlamento e Conselho da União Europeia, decidiu-se criar uma nova legislação específica para os Estados membros da União Europeia, que ficou transparecida pelo publicar da Diretiva 2002/91/CE, Energy Performance of Building Directive (EPBD), que obriga todos os países constituintes da comunidade a possuir uma legislação específica para a eficiência energética dos edifícios, e determina os seguintes objetivos:

Promover a melhoria do desempenho energético dos edifícios na Comunidade, tendo em conta:

As condições climáticas externas e as condições locais; Exigências em termos de clima interior;

Rentabilidade económica;

Aumentar o nível de exigência da regulamentação; Por sua vez, estabeleceu requisitos em matéria de:

Metodologia de cálculo do desempenho energético integrado dos edifícios; Aplicação de requisitos mínimos para o desempenho energético dos novos

edifícios e edifícios sujeitos a grandes obras de renovação; Inspeção regular de caldeiras e instalações de ar condicionado; Emissão de Certificados energéticos, nas seguintes situações:

Para obter licença de utilização em edifícios novos;

Aquando de uma reabilitação importante de edifícios existentes (custo superior a 25% do valor do edifício sem terreno);

Periodicamente para todos os edifícios públicos (de serviços) com mais de 1000 m2_;

Aquando da locação ou venda de edifícios de habitação e de serviços Edifícios existentes (validade do certificado: max. de 10 anos).

Os Certificados Energéticos terão que ser emitidos por Peritos Qualificados reconhecidos pelos EM segundo regras e requisitos por eles estabelecidos. Inspeção regular de sistemas de aquecimento, arrefecimento e ventilação.

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7

Contudo, a Agência para a Energia (ADENE, 2010) referiu que alguns estados membros implementaram a EPBD com objetivos pouco ambiciosos, e outros não completaram a sua implementação. A Comissão Europeia (CE) prevê que os EM deviam estabelecer metas mais restritivas convergindo em direção aos objetivos de requisitos implementados pelos EM mais ambiciosos.

Assim, ainda segundo esta agência, foi deliberada uma reformulação da anterior diretiva. A nova EPBD, Diretiva 2010/31/CE do Parlamento Europeu e do Conselho, impõe maiores exigências e requisitos mínimos (baseados em critérios de viabilidade económica ao longo do ciclo de vida) para os edifícios, colocando ainda mais alto o desafio da “eficiência energética”. É também de referir que o parque edificado abrangido pela nova diretiva, será mais abrangente, isto porque se pretende que a partir de 2020 todos os edifícios sejam “Edifício com necessidades quase nulas de energia” (Near zero energy building), ou seja, serão edifícios com desempenho energético muito elevado. Além disso, as necessidades de energia quase nulas ou muito pequenas deverão ser cobertas em grande medida por energia proveniente de fontes renováveis, incluindo energia proveniente de fontes renováveis produzida no local ou nas proximidades. A ideia de “grandes intervenções” de edifícios existentes foi agora reforçada, na medida em que é uma oportunidade para tomar medidas rentáveis para melhorar o desempenho energético dos edifícios existentes. As “Grandes intervenções” são agora consideradas obras de renovação de um edifício em que:

a) O custo total da renovação é superior a 25 % do valor do edifício, e/ou b) É renovada mais de 25 % da superfície da envolvente do edifício.

Um outro parâmetro importante a referir é a afixação em local de destaque, do certificado em edifícios “públicos” com área superior 1000m2, sendo que a partir de 2012, o limite baixa para 500m2 e em 2015 para 250m2.

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No dia 4 de Abril de 2006, foram publicados em diário da república três diplomas (Figura

2002/91/CE, do Parlamento Europeu

alterações legislativas e dos hábitos de projeto no sector dos edifícios.

nestes documentos há um consenso em melhorar a eficiência energética dos edifícios e reduzir assim o consumo de energia.

O primeiro documento

Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios (SCE), e diz respeito ao Decreto de Lei nº78/2006.

assegurar a aplicação regulamentar no que respeita às condições de eficiência energética, qualidade do ar interior e utilização de sistemas de energias renováveis de acordo com as exigências e disposições contidas nos outros docum

são eles o Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização dos Edifícios (RSECE), que diz respeito ao Decreto de Lei nº79/2006, e o Regulamento das Características do Comportamento Térmico de Edifícios (RCCTE) e que diz respeito Decreto de Lei nº80/2006.

desempenho energético dos novos edifícios ou edifícios existentes, e identificar as medidas corretivas ou de melhoria de desempenho energético aplicáveis aos próprios edifícios e r

ar condicionado.

proporcionar economias significativas de energia para o país em geral e para os utilizadores dos ed

No dia 4 de Abril de 2006, foram publicados em diário da república três diplomas (Figura 1.2) que transpõem parcialmente para a ordem jurídica nacional a Diretiva nº 2002/91/CE, do Parlamento Europeu

rações legislativas e dos hábitos de projeto no sector dos edifícios.

estes documentos há um consenso em melhorar a eficiência energética dos edifícios e reduzir assim o consumo de energia.

Figura 1.

O primeiro documento

Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios (SCE), e diz respeito ao Decreto de Lei nº78/2006.

desempenho energético dos novos edifícios ou edifícios existentes, e identificar as medidas corretivas ou de melhoria de desempenho energético aplicáveis aos próprios edifícios e respetivos sistemas energéticos, em particular, caldeiras e equipamentos de ar condicionado.

proporcionar economias significativas de energia para o país em geral e para os utilizadores dos ed

No dia 4 de Abril de 2006, foram publicados em diário da república três diplomas ) que transpõem parcialmente para a ordem jurídica nacional a Diretiva nº 2002/91/CE, do Parlamento Europeu

Figura 1.2 - Legislação Portuguesa (Agência par

O primeiro documento publicado

Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios (SCE), e diz respeito ao Decreto de Lei nº78/2006. Pela sua leitura, percebe

desempenho energético dos novos edifícios ou edifícios existentes, e identificar as medidas corretivas ou de melhoria de desempenho energético aplicáveis aos próprios espetivos sistemas energéticos, em particular, caldeiras e equipamentos de ar condicionado. Este documento é um dos três pilares sobre onde se pretende proporcionar economias significativas de energia para o país em geral e para os utilizadores dos edifícios, em particular

No dia 4 de Abril de 2006, foram publicados em diário da república três diplomas ) que transpõem parcialmente para a ordem jurídica nacional a Diretiva nº 2002/91/CE, do Parlamento Europeu

Legislação Portuguesa (Agência par

publicado retrata a criação do Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios (SCE), e diz respeito ao Decreto

Pela sua leitura, percebe

são eles o Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização dos Edifícios (RSECE), que diz respeito ao Decreto de Lei nº79/2006, e o Regulamento das Características do Comportamento Térmico de Edifícios (RCCTE) e que diz respeito Decreto de Lei nº80/2006. Segundo a DGEG, o

desempenho energético dos novos edifícios ou edifícios existentes, e identificar as medidas corretivas ou de melhoria de desempenho energético aplicáveis aos próprios espetivos sistemas energéticos, em particular, caldeiras e equipamentos de Este documento é um dos três pilares sobre onde se pretende proporcionar economias significativas de energia para o país em geral e para os

os, em particular 8

No dia 4 de Abril de 2006, foram publicados em diário da república três diplomas ) que transpõem parcialmente para a ordem jurídica nacional a Diretiva nº 2002/91/CE, do Parlamento Europeu (DGEG)

estes documentos há um consenso em melhorar a eficiência energética dos edifícios e

Legislação Portuguesa (Agência par

retrata a criação do Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios (SCE), e diz respeito ao Decreto

Pela sua leitura, percebe-se que este doc

são eles o Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização dos Edifícios (RSECE), que diz respeito ao Decreto de Lei nº79/2006, e o Regulamento das Características do Comportamento Térmico de Edifícios (RCCTE) e que diz respeito

Segundo a DGEG, o

desempenho energético dos novos edifícios ou edifícios existentes, e identificar as medidas corretivas ou de melhoria de desempenho energético aplicáveis aos próprios espetivos sistemas energéticos, em particular, caldeiras e equipamentos de Este documento é um dos três pilares sobre onde se pretende proporcionar economias significativas de energia para o país em geral e para os

os, em particular.

No dia 4 de Abril de 2006, foram publicados em diário da república três diplomas ) que transpõem parcialmente para a ordem jurídica nacional a Diretiva nº (DGEG). Todos estes documentos contêm rações legislativas e dos hábitos de projeto no sector dos edifícios.

estes documentos há um consenso em melhorar a eficiência energética dos edifícios e

Legislação Portuguesa (Agência para a Energia, adene.pt)

se que este documento tem

são eles o Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização dos Edifícios (RSECE), que diz respeito ao Decreto de Lei nº79/2006, e o Regulamento das Características do Comportamento Térmico de Edifícios (RCCTE) e que diz respeito

Segundo a DGEG, o SCE visa também

desempenho energético dos novos edifícios ou edifícios existentes, e identificar as medidas corretivas ou de melhoria de desempenho energético aplicáveis aos próprios espetivos sistemas energéticos, em particular, caldeiras e equipamentos de Este documento é um dos três pilares sobre onde se pretende proporcionar economias significativas de energia para o país em geral e para os No dia 4 de Abril de 2006, foram publicados em diário da república três diplomas ) que transpõem parcialmente para a ordem jurídica nacional a Diretiva nº . Todos estes documentos contêm rações legislativas e dos hábitos de projeto no sector dos edifícios. Segundo a APA, estes documentos há um consenso em melhorar a eficiência energética dos edifícios e

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umento tem

assegurar a aplicação regulamentar no que respeita às condições de eficiência energética, qualidade do ar interior e utilização de sistemas de energias renováveis de acordo com as exigências e disposições contidas nos outros documentos publicados, são eles o Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização dos Edifícios (RSECE), que diz respeito ao Decreto de Lei nº79/2006, e o Regulamento das Características do Comportamento Térmico de Edifícios (RCCTE) e que diz respeito

SCE visa também

desempenho energético dos novos edifícios ou edifícios existentes, e identificar as medidas corretivas ou de melhoria de desempenho energético aplicáveis aos próprios espetivos sistemas energéticos, em particular, caldeiras e equipamentos de Este documento é um dos três pilares sobre onde se pretende proporcionar economias significativas de energia para o país em geral e para os No dia 4 de Abril de 2006, foram publicados em diário da república três diplomas ) que transpõem parcialmente para a ordem jurídica nacional a Diretiva nº . Todos estes documentos contêm Segundo a APA, estes documentos há um consenso em melhorar a eficiência energética dos edifícios e

a a Energia, adene.pt)

retrata a criação do Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios (SCE), e diz respeito ao Decreto umento tem como objetivos assegurar a aplicação regulamentar no que respeita às condições de eficiência energética, qualidade do ar interior e utilização de sistemas de energias renováveis de

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SCE visa também certificar o desempenho energético dos novos edifícios ou edifícios existentes, e identificar as medidas corretivas ou de melhoria de desempenho energético aplicáveis aos próprios espetivos sistemas energéticos, em particular, caldeiras e equipamentos de Este documento é um dos três pilares sobre onde se pretende proporcionar economias significativas de energia para o país em geral e para os No dia 4 de Abril de 2006, foram publicados em diário da república três diplomas ) que transpõem parcialmente para a ordem jurídica nacional a Diretiva nº . Todos estes documentos contêm Segundo a APA, estes documentos há um consenso em melhorar a eficiência energética dos edifícios e

retrata a criação do Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios (SCE), e diz respeito ao Decreto como objetivos assegurar a aplicação regulamentar no que respeita às condições de eficiência energética, qualidade do ar interior e utilização de sistemas de energias renováveis de entos publicados, que são eles o Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização dos Edifícios (RSECE), que diz respeito ao Decreto de Lei nº79/2006, e o Regulamento das Características do Comportamento Térmico de Edifícios (RCCTE) e que diz respeito ao certificar o desempenho energético dos novos edifícios ou edifícios existentes, e identificar as medidas corretivas ou de melhoria de desempenho energético aplicáveis aos próprios espetivos sistemas energéticos, em particular, caldeiras e equipamentos de Este documento é um dos três pilares sobre onde se pretende proporcionar economias significativas de energia para o país em geral e para os

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Outro dos documentos, o RSECE, estabelece as condições a observar no projeto relativas aos requisitos em termos de conforto térmico, renovação, tratamento e qualidade do ar interior (concentrações de poluentes), condições que devem ser assegurados em condições de eficiência energética através da seleção adequada de equipamentos, respeitando também, os limites máximos de consumo de energia nos grandes edifícios de serviços existentes, bem como os limites de potência aplicáveis aos sistemas de climatização a instalar nesses edifícios. Este documento elege também a obrigatoriedade da realização de auditorias periódicas aos edifícios de serviços (DGEG).

Por fim, o RCCTE, é o documento que indica as regras a observar no projeto de todos os edifícios de habitação e dos edifícios de serviços sem sistemas de climatização centralizados de modo que as exigências de conforto térmico, de aquecimento ou de arrefecimento, bem como as necessidades de água quente sanitária, possam vir a ser satisfeitas sem dispêndio excessivo de energia. Os requisitos impostos por este documento, tratam-se ao nível das características da envolvente (paredes, envidraçados, pavimentos e coberturas), limitando as perdas térmicas e controlando os ganhos solares excessivos (DGEG).

1.4. Qualidade do ar interior.

A qualidade do ar interior refere-se à natureza do ar que circula na área do espaço onde trabalhamos ou vivemos, ou seja, o ar que respiramos durante a maior parte das nossas vidas. Assim determina-se que a QAI é um assunto que esta relacionado com o interior dos edifícios e que diz respeito à saúde e ao conforto dos ocupantes do edifício, e que por isso pode influenciar negativamente estes aspetos. As crianças e idosos constituem um grupo de risco que pode apresentar vulnerabilidades quando exposto a um ambiente interior de menor qualidade.

Srinivas T. (2001) relata que desde a crise energética da década de 1970, o isolamento dos edifícios tem sido melhorado para aumentar a eficiência energética destes, e assim diminuir os custos com a energia. A maioria destes edifícios não tem qualquer tipo de ventilação natural, o que lhes permite menores infiltrações, que tem como consequência

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10

então os custos de energia. Esta redução trouxe um aumento da concentração dos poluentes no interior dos edifícios, como o monóxido de carbono, dióxido de carbono ou partículas, que por sua vez podem também gerar uma distribuição não uniforme da temperatura no espaço.

As técnicas de conservação de energia tornaram-se então uma das principais responsáveis para a má qualidade do ar interior, que por vezes é determinada como a causa para a “Síndrome de edifício doente - SED”. Esta causa pode ser determinada por fatores, como é caso a irritação nos olhos, deteção de odores, vias respiratórias irritadas, garganta seca, dores de cabeça, cansaço ou até mesmo asma. Joshi R. refere que alguns destes sintomas, são apenas de curto prazo e por isso desaparecem logo que a pessoa em questão se desloque para um outro espaço, ou simplesmente saia do edifício. Por outro lado o SED é suspeito quando uma parte substancial dos ocupantes sente os mesmos efeitos.

A qualidade do ar é então um campo de grande interesse, visto que vários problemas relacionados com este tema, foram já reconhecidos pela Organização Mundial da Saúde (World Health Organization – WHO) como importantes fatores de risco no que diz respeito à saúde humana (WHO, 2011a):

Cerca de 2 milhões de pessoas morrem prematuramente de doenças atribuíveis à poluição do ar no interior da casa, pela combustão de combustíveis sólidos (dados 2004).

Quase 50% das mortes por pneumonia entre as crianças menores de cinco anos, são devidas a partículas inaladas da poluição do ar interior.

Mais de 1 milhão de pessoas por ano morrem de Doença Respiratória Obstrutiva Crónica (DROC) que se desenvolve devido à exposição à poluição do ar interior. Igualmente, homens e mulheres expostos à poluição interior devido ao fumo,

tem 2-3 vezes mais possibilidades de desenvolver uma DROC.

Segundo a APA, estas situações devem-se ao facto que o tempo que as populações despendem no interior dos edifícios é muito significativo, nomeadamente em ambientes especiais como as creches, escritórios, lares de terceira idade, locais estes onde existem muita tendência de libertação prolongada de compostos poluentes, que podem ser

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transportados entre os ocupantes, transmitindo doenças. Neste tipo de lugares, além de atingir diretamente a qualidade do ar, os poluentes podem também intervir na parte do conforto térmico pois em certas situações podem transmitir a sensação de um ambiente mal ventilado, com odores, criando irritações nos olhos, etc.. Para além disso, pode afetar também os padrões de comportamento dos ocupantes com reflexos significativos no bem-estar e na produtividade dos mesmos.

Assim, para evitar situações prejudiciais ou desagradáveis, segundo as Perguntas e Respostas do RSECE - QAI (ADENE, 2008), a Associação Americana dos Engenheiros de Refrigeração, Ar Condicionado e Aquecimento (ASHRAE), considera que a QAI pode ser considerada aceitável se:

No ar interior não se verificam concentrações nocivas de contaminantes;

Uma maioria substancial (mais que 80%) de pessoas expostas a um determinado ar interior não apresenta desagrado em relação às condições de qualidade do ar interior.

Deste modo, Pinto M. et al (2007) referiu que a ventilação de um determinado edifício tem de ser projetada de acordo com as fontes de poluentes existentes, interiores e exteriores, fornecimento de ar puro, remoção das cargas poluentes, atividade dos ocupantes e outras situações pontuais, para que no final o ambiente esteja limpo de contaminantes prejudiciais para a saúde, e possua também características ideais (velocidade do ar, humidade, temperatura) para a satisfação do conforto térmico. Para a projeção dos sistemas de ventilação existe atualmente documentos que determinam todos os parâmetros a respeitar para a sua elaboração, como é caso o RSECE ou a norma ASHRAE standard 62.1.

1.4.1. Contaminação do ar interior

Resultando da localização, que interfere diretamente no clima onde está inserido, do número de ocupantes, do tempo de ocupação, das fontes de contaminação interiores e exteriores, segundo a APA o edifício vai estar sujeito a libertação prolongada de poluentes, que constituem assim o seu ambiente interior. Alguns dos principais fatores

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12 sua fonte ou causa.

Tabela 1.1 - Principais fatores intervenientes na QAI (adaptado de Borges A., UTAD)

1.4.2. Tipos de ar

Segundo a Norma EN 13779, os tipos de ar de um edifício ou do sistema de ventilação são especificados segundo diferentes utilizações. Na Tabela 1.2, encontram-se alguns dos principais tipos de ar enunciados por esta Norma. No Anexo A desta dissertação, estão especificadas também algumas classificações para alguns tipos de ar.

Fator Fonte/Causa

Dióxido de carbono Respiração dos ocupantes, exterior; Devido a taxas de ocupação elevadas, ventilação deficiente

Monóxido de carbono

Combustões, garagens, esquentadores, fumo de tabaco, fogões, lareiras, etc.; Ventilação deficiente, extração inadequada

Formaldeído Síntese de matérias plásticas, aglomerados da madeira, industria têxtil, etc. Partículas em

suspensão no ar

Fumo, entradas de ar, papel, isolamento de tubagens, resíduos de água, carpetes, filtros de AVAC (Aquecimento, Ventilação e Ar condicionado), limpezas. Ozono Impressoras, fotocopiadoras, etc.

Compostos orgânicos voláteis

Material de decoração, mobiliário, alcatifas, materiais de construção, pesticidas, perfumes, lacas, etc.

Fatores microbiológicos

Água estagnada em sistema AVAC, materiais molhados e húmidos, desumidificadores;

Radão

Libertação através da permeabilidade e porosidade dos solos e rochas. É influenciada por parâmetros meteorológicos, como a pressão atmosférica, humidade e temperatura.

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Tabela 1.2 - Tipos de ar segundo a EN 13779 (adaptado da EN 13779, 2007)

1.5. Objetivos

Para Portugal, a QAI é controlada através dos pressupostos impostos pelo RSECE, porém a nível internacional, existem enumeras normas que podem igualmente estabelecer o seu controlo. Uma delas, é então a norma americana ASHRAE Standard 62.1 que prevê igualmente todas as medidas e procedimentos para a manutenção de uma boa QAI.

Assim, o objetivo principal desta dissertação é determinar os caudais de ar novo para diferentes situações projetadas através da metodologia apresentada pelo RSECE e pela metodologia da ASHRAE, para que depois seja possível fazer uma comparação dos resultados obtidos pelas duas metodologias, e perceber se os valores referidos pelo RSECE são capazes de determinar ou não uma boa QAI. Como objetivo adjacente, pretende-se também perceber de uma maneira generalizada de como são os comportamentos dos caudais para as diferentes situações para que serão projetados.

1.6. Estrutura da dissertação

Esta dissertação está dividida no total em 6 capítulos, sendo que o primeiro destes é o correspondente à introdução que relata todos os aspetos iniciais necessários para melhor enquadramento à dissertação e ao tema da qualidade do ar interior. Quanto ao último é o que diz respeito às conclusões obtidas pela elaboração desta dissertação.

Abreviatura Tipo Descrição

ODA Ar exterior Ar exterior que entra no sistema, e que não tem ainda qualquer tratamento SUP Insuflação Ar que entra no sistema ou no espaço, depois de sujeito a tratamento IDA Ar interior Ar no interior do espaço ventilado

ETA Extração Ar que deixa o espaço

EHA Exaustão Ar que sai para a atmosfera

SEC Retorno Ar que sai do espaço, e para lá volta sem tratamento

RCA Recirculação Ar que sai do espaço pela extração, voltando ao espaço após tratamento TRA Transferência Ar de extração ou exaustão que pode ser transferido para outro espaço

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14

incidindo-se primeiramente pela explicação dos seus objetivos e o âmbito de aplicação, passando-se depois para o desvendar de todas as suas exigências e considerações relativamente a aspetos como a eficiência de ventilação ou a densidade ocupacional. Na segunda parte deste Capítulo apresentam-se as considerações iniciais para a norma americana ASHRAE, nomeadamente os seus objetivos e o âmbito de aplicação.

O Capítulo 3 aborda inicialmente os tipos de modelos que podem ser utilizados para o estudo da QAI explicando cada um deles, passado depois para toda uma explicação acerca do modelo da ASHRAE que é baseado num dos tipos de modelos. Para o modelo ASHRAE foram apresentados os seus objetivos e toda a sua fundamentação teórica em torno das equações de massa, geração de dióxido de carbono e consumo de energia pela ventilação.

Quanto ao Capítulo 4, apresenta primeiramente os esquemas de sistemas de ventilação elaborados e respetivas equações, passando-se depois para a explicação de todo o processo de obtenção dos resultados, valores assumidos e organização dos resultados. No Capítulo 5, são então apresentados e discutidos alguns dos resultados obtidos pelos diferentes modelos, RSECE e ASHRAE, estando estes organizados em duas secções, a primeira com resultados apenas para as condições definidas, e a segunda secção para resultados obtidos a partir de variações.

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CAPÍTULO 2

2. RSECE e ASHRAE STANDARD 62.1

De acordo com os objetivos apresentados para esta dissertação, existirá um cruzamento de dados entre o que está estipulado no RSECE e o que será calculado pela ASHRAE Standard 62.1. No entanto primeiramente, é necessário demonstrar o porquê de cada um destes documentos e os objetivos a que se pretendem.

2.1. RSECE

O RSECE (2006) tal como o RCCTE, era já um documento antes de 2006 porém nunca seriamente aplicado, e seria agora renovado para contribuir no cumprimento dos compromissos assumidos no Protocolo de Quioto, na redução das emissões de GEE, e também para dar resposta à obrigatoriedade de renovação da legislação, imposta pela Comissão Europeia, no que diz respeito ao desempenho energético dos edifícios. Este, veio implementar exigências relativamente à ventilação dos edifícios, para assim serem respeitados alguns parâmetros igualmente impostos, como é caso a concentração de poluentes no interior dos edifícios, que é controlada por essa mesma ventilação.

Então, o documento impõe quatro objetivos principais (RSECE, 2006):

1- Definir as condições de conforto térmico e de higiene requeridas nos diferentes espaços dos edifícios, tendo em conta as respetivas funções e atividades desempenhadas;

2- Melhorar a eficiência energética global dos edifícios, não só nos consumos para climatização, mas sim em todos os tipos de consumos de energia que neles têm lugar;

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3- Estabelecer regras de dimensionamento e de seleção dos sistemas de AVAC que permitam melhorar o seu desempenho energético efetivo e garantir os meios para a manutenção de uma boa qualidade do ar interior, quer a nível do projeto, quer a nível da sua instalação, quer durante o seu funcionamento, através de uma manutenção adequada;

4- Monitorizar com regularidade as práticas da manutenção dos sistemas de AVAC, em termos da eficiência energética e da qualidade do ar interior dos edifícios.

2.1.1. Aplicação

Segundo a ADENE (2011) a aplicação do RSECE concentra-se nos edifícios em que se verifiquem as seguintes condições:

Grandes edifícios de serviços existentes, com área útil superior a 1000 m2, ou superior a 500m2 no caso de edifícios do tipo centros comerciais, supermercados, hipermercados e piscinas aquecidas cobertas;

Novos pequenos edifícios ou frações autónomas de serviços com sistemas de climatização com potência instalada superior a 25 kW;

Novos edifícios de habitação ou cada uma das suas frações autónomas com sistemas de climatização com potência instalada superior a 25 kW;

Novos sistemas de climatização a instalar em edifícios ou frações autónomas existentes, de serviços ou de habitação, com potência instalada igual ou superior a 25 kW;

Grandes intervenções de reabilitações relacionadas com a envolvente, com as instalações mecânicas de climatização ou com os demais sistemas energéticos dos edifícios de serviços;

Zonas de ampliações dos edifícios existentes em que a intervenção não atinja o limiar definido para ser considerada uma grande intervenção de reabilitação.

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2.1.2. Exigências

A principal utilização dos sistemas de AVAC, é a insuflação e extração de ar nos edifícios em zonas de ocupação permanente, de maneira a que os parâmetros de conforto térmico sejam ajustados, e também para que seja assegurada uma boa QAI. Por isso, o RSECE impõe que devem ser asseguradas uma série de parâmetros, físicos, químicos e microbiológicos (ADENE, 2011).

Parâmetros físicos:

Temperatura - No Verão a temperatura do ar interior dever ser de 25ºC e no Inverno de 20ºC;

Humidade – 50% de humidade relativa no Verão;

Velocidade do ar – o movimento do ar deve ser inferior a 0,2 m/s;

Caudais mínimos de ar novo, fixados de acordo com o tipo de atividade do edifício (escritório, hospital, escola, etc.), definidos pelo Anexo IV do RSECE; Para garantir uma velocidade do ar menor que 0,2 m/s na zona ocupada de um determinado espaço, todo o projeto do sistema de ventilação deve estar devidamente dimensionado para que este parâmetro esteja assegurado. Uma maneira de determinar se este dimensionamento está correto, é a determinação da Taxa de Circulação (TC), da seguinte forma: Caudal de ar insuflado TC Área Pé direito = × (2.1)

Onde o caudal de ar insuflado (m3/h), é todo o caudal que entra no espaço, a área (m2) e o pé direito (m), são também relativos ao espaço em questão, e a TC é definida em renovações por hora (h-1 ou RPH). Para que então se garanta que a velocidade do ar não superior à desejada, a TC deve ser inferior a 8 RPH.

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18

Parâmetros químicos e microbiológicos:

Na Tabela 2.1, apresentam-se as concentrações que não devem ser excedidas no interior dos edifícios, para os componentes químicos ou microbiológicos.

Tabela 2.1 – Concentrações máximas de referência (adaptado de RSECE, 2006) Tipo Fator Concentração

Químicos

Dióxido de Carbono (CO2) 1800 mg/m3

Monóxido de Carbono (CO) 12,5 mg/m3

Formaldeído (CHOH) 0,1 mg/m3

Partículas em Suspensão no Ar (PM10) 0,15 mg/m3

Ozono (O3) 0,2 mg/m3

Compostos Orgânicos Voláteis 0,6 mg/m3

Radão 400 Bq/m3

Microbiológicos

Bactérias 500 UFC/m3

Fungos 500 UFC/m3

Legionella 100 C/L água

No entanto, o Radão apenas deve ser considerado apenas em edifícios construídos em zonas graníticas, nomeadamente nos distritos de Braga, Vila Real, Porto, Guarda, Viseu e Castelo Branco, n.º 8 do artigo 29º do RSECE).

No projeto de novos edifícios com sistemas de ventilação mecânica abrangidos pelo presente regulamento, devem ser garantidos caudais mínimos de ar novo a entrar em espaços. Contudo, no Anexo VI do RSECE, em certos casos são apresentados dois valores de caudal mínimo de ar novo, um por ocupante e outro por metro quadrado de área. Porém, apenas um dos valores deve ser considerado para o cumprimento deste requisito. Apenas deve ser considerado o valor mais restritivo, que nos conduz à situação mais desfavorável, isto é, o maior valor de caudal de ar novo, pois assim, automaticamente o outro valor apresentado está também garantido (ADENE, 2011). Na Tabela 2.2, encontram-se explícitos todos os valores tal como no Anexo VI do RSECE.