UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CURSO
PROJETO DE CLIMATIZAÇÃO DA IGREJA CRISTÃ
EVANGÉLICA DO VINGT ROSADO
OCTÁVIO AUGUSTO GOMES DE LEIROS
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
PROJETO DE CLIMATIZAÇÃO DA IGREJA CRISTÃ
EVANGÉLICA DO VINGT ROSADO
(MOSSORÓ-RN)
OCTÁVIO AUGUSTO GOMES DE LEIROS
NATAL- RN, 2018
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
ENGENHARIA MECÂNICA
PROJETO DE CLIMATIZAÇÃO DA IGREJA CRISTÃ
EVANGÉLICA DO VINGT ROSADO
UNIVERSIDADE FEDERAL DO
CURSO
PROJETO DE CLIMATIZAÇÃO DA IGREJA CRISTÃ
EVANGÉLICA DO VINGT ROSADO
OCTÁVIO AUGUSTO GOMES DE LEIROS
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
PROJETO DE CLIMATIZAÇÃO DA IGREJA CRISTÃ
EVANGÉLICA DO VINGT ROSADO
(MOSSORÓ-RN)
OCTÁVIO AUGUSTO GOMES DE LEIROS
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado ao curso de Engenharia
Mecânica da Universidade Federal do Rio
Grande do Norte como
requisitos para a obtenção do título de
Engenheiro Mecânico
Prof. Dr. Cleiton Rubens Formiga Barbosa
NATAL - RN
2018
RIO GRANDE DO NORTE
ENGENHARIA MECÂNICA
PROJETO DE CLIMATIZAÇÃO DA IGREJA CRISTÃ
EVANGÉLICA DO VINGT ROSADO
OCTÁVIO AUGUSTO GOMES DE LEIROS
Trabalho de Conclusão de Curso
urso de Engenharia
Mecânica da Universidade Federal do Rio
Grande do Norte como parte dos
para a obtenção do título de
Engenheiro Mecânico, orientado pelo
UNIVERSIDADE FEDERAL DO
CURSO DE
PROJETO DE CLIMATIZAÇÃO DA IGREJA CRISTÃ
EVANGÉLICA DO VINGT ROSADO
OCTÁVIO AUGUSTO GOMES DE LEIROS
Banca Examinadora do Trabalho de Conclusão de Curso
Prof. Dr.
Cleiton Rubens Formiga Barbosa
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Prof. Dr. Angelo Roncal
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Prof. Dr. Lúcio Angelo de Oliveira Fontes Universidade Federal do Rio Grande do Norte
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
PROJETO DE CLIMATIZAÇÃO DA IGREJA CRISTÃ
EVANGÉLICA DO VINGT ROSADO
(MOSSORÓ-RN)
OCTÁVIO AUGUSTO GOMES DE LEIROS
Banca Examinadora do Trabalho de Conclusão de Curso
Rubens Formiga Barbosa
___________________________ Universidade Federal do Rio Grande do Norte - OrientadorAngelo Roncalli Oliveira Guerra ___________________________ Universidade Federal do Rio Grande do Norte - Avaliador Interno
de Oliveira Fontes ___________________________ Universidade Federal do Rio Grande do Norte - Avaliador Interno
NATAL, 25 de Junho de 2018.
RIO GRANDE DO NORTE
ENGENHARIA MECÂNICA
PROJETO DE CLIMATIZAÇÃO DA IGREJA CRISTÃ
EVANGÉLICA DO VINGT ROSADO
OCTÁVIO AUGUSTO GOMES DE LEIROS
___________________________
___________________________
Gomes, Octávio Augusto. Projeto de Climatização da Igreja Cristã Evangélica do Vingt
Rosado – (Mossoró-RN). 2018. 51 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em
Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal-RN, 2018.
Resumo
Este trabalho teve como objetivo, realizar um projeto de climatização para o Templo de uma Igreja Evangélica, visando ceder à igreja um projeto real de climatização totalmente conforme a normatização do país e sem custo algum, considerando que o local não possui climatização, neste projeto foi considerado tudo que é exigido na NBR que rege este tipo de projeto, foi realizado um estudo de caso para descrever o ambiente, a estrutura, a localização, assim como as ações que ocorre durante um culto da igreja. A metodologia empregada no trabalho foi baseada inicialmente em uma revisão bibliográfica sobre os princípios que envolvem a refrigeração e ar condicionado. Posteriormente fez-se um cálculo detalhado do dimensionamento da carga térmica do recinto com dados referentes ao Manual da Carrier e da Norma NBR 16401, tendo como foco o conforto térmico no Templo conforme a ISO 7730(2005).
Gomes, Octávio Augusto. Air Conditioning Project of the Evangelical Christian
Church of Vingt Rosado – (Mossoró-RN). 2018. 51 p. Conclusion work project
(Graduate in Mechanical Engineering) - Federal University of Rio Grande do Norte, Natal-RN, 2018.
Abstract
.This work had as objective, to carry out an air conditioning project for the Temple of an Evangelical Church, aiming to give the church a real Project of air conditioning totally according to the norm of the country and at no cost, considering that the site did not have air conditioning, in this project it was considered everything that is required in the NBR that governs this type of project, a case study was carried out to describe the environment, the structure, the location, as well as the actions that occur during a church worship. The methodology used in the work was initially based on a bibliographic review on the principles that involve refrigeration and air conditioning. Subsequently a detailed calculation of the dimension of the thermal load of the enclosure with data referring to the Manual of the Carrier and the Standard NBR 16401 was made, focusing on the thermal comfort of all in the Temple according to ISO 7730 (2005).
Lista de Ilustrações
Figura 1 – Imagem de satélite da vizinhança _______________________________ 6
Figura 2 – Esboço básico do templo _____________________________________ 7
Figura 3 – Tabela da cidade de referência para o projeto ____________________ 10
Figura 4 - Carta Psicrométrica valor de We _______________________________ 21
Figura 5 - Carta Psicrométrica valor de Ws _______________________________ 22
Figura 6– Descrição de Vazão eficaz segundo a norma NBR 16401 ____________ 24
Figura 7– Formato da tabela de ventilação e sua legenda ____________________ 25
Lista de Tabelas
Tabela 1 – Resumo de carga térmica de calor sensível ... 19
Tabela 2 – Cálculo para as frestas ... 20
Tabela 3 – Cálculo de renovação ... 26
Sumário
Resumo ... iv
Abstract ... v
Lista de Ilustrações ... vi
Lista de Tabelas ... vii
Sumário ...viii 1 Introdução ... 1 2 Revisão Bibliográfica ... 2 2.1 Introdução ... 2 3 Metodologia ... 5 4 Resultados e Discussões ... 9
4.1 Dados e considerações iniciais ... 9
4.2 Carga de iluminação ... 10
4.3 Carga devido às pessoas... 11
4.4 Carga devido aos equipamentos de som e vídeo ... 12
4.5 Carga devido à insolação ... 13
4.6 Carga devido à condução pelas paredes e teto ... 13
4.7 Carga devido infiltração ... 19
4.8 Abrir e fechar de porta ... 23
4.9 Cálculo da vazão da máquina ... 23
4.10 Carga devido renovação ... 24
4.11 Escolha da máquina ... 30
4.12 Análise dos Resultados ... 31
5 Conclusões ... 34
6 Referências ... 35
1 Introdução
Este trabalho de conclusão de curso teve por objetivo, fazer um projeto de climatização, de um templo Religioso (Igreja Evangélica), na qual não possui projeto e nem climatização, neste caso a execução do projeto acarretará numa melhoria para o conforto térmico dos fiéis, obteve-se assim o conhecimento técnico sobre o assunto, ao aliar à teoria da sala de aula a prática real. Beneficiando então a igreja que irá ter um projeto real e sem custo, e a mim, pelo fato de obter o conhecimento e realizar na prática a atividade de um engenheiro mecânico formado.
O memorial descritivo contém todas as informações necessárias para se calcular as cargas térmicas do ambiente, descrevendo todos os dados absorvidos na visita técnica, dados esses que precisão ser considerados no memorial como escopo do projeto e premissa. Antes de se iniciar o memorial se fez necessário uma revisão bibliográfica sobre os princípios que envolvem a refrigeração e ar condicionado. Posteriormente com todo o conhecimento adquirido, fez-se um calculo detalhando, o dimensionamento da carga térmica do recinto, com dados referentes a norma NBR 16401, 6401, 5410, ISO 7730 entre outras fontes de normatização referência, nomeando assim de memorial descritivo do projeto de climatização do templo.
Com base em todas as considerações ao longo do projeto, obtiveram-se as cargas térmicas mais próximas possíveis da realidade, e com base no resultado final foi indicado o equipamento que se demonstrou ser o melhor custo benefício, além de atender com uma certa margem a maior aos valores de carga térmica e vazão exigidos pelo projeto.
2 Revisão Bibliográfica
2.1 Introdução
A Termodinâmica é uma Ciência experimental de onde se deduziram fórmulas Matemáticas para explicar os fenômenos obtidos.
Massa, Força e Peso:
Os conceitos de massa e peso são muitas vezes confundidos, contudo são grandezas físicas distintas, a massa pode ser definida como a quantidade de matéria que constitui um corpo. A velocidade no Sistema SI, é expressa em m/s e a aceleração em m/s², ou seja, a velocidade da velocidade, a massa padrão internacionalmente aceita é o quilograma, cujo protótipo é o bloco de platina iridiada conservado na cidade de Sevres, França. Já aceleração é defina como a variação da velocidade na unidade de tempo, a força é definida como a grandeza capaz de imprimir uma aceleração a uma dada massa. Na 2ª lei do movimento de Newton inter-relaciona essas grandezas pela seguinte expressão: F= m . a.
Essas são grandezas onde se inicia as formulas da física, a questão termodinâmica é o estudo dessas grandezas volta à área térmica, onde se observa quando busca equilibrar as energias.
A termodinâmica possui também suas leis, onde se faz referência ao tipo de situação onde se ocorre o fenômeno físico, sabe-se que calor é energia térmica em trânsito, que flui entre os corpos em razão da diferença de temperatura entre eles. O mesmo pode ser denominado como sensível ou latente, a diferença entra eles é simples. O calor sensível é quando ocorre a variação de temperatura sem que aconteça mudança em seu estado físico. Diferentemente do calor sensível, quando fornece energia térmica a uma substância, a sua temperatura não varia, mas seu estado físico sim esse é chamado de calor latente. Exemplo quando a água está sendo aquecida no momento que ela começa a mudar de liquido para vapor, ocorre o calor latente e sua temperatura não varia.
Também chamado de calor específico, o calor sensível, determinado pela letra ‘c’, é avaliado da seguinte forma: cal/g. ºC. Essa relação informa a quantidade de calor que um grama de substância deve receber ou ceder para que nela aconteça a variação de um grau de temperatura. No sistema SI(Sistema internacional de Unidades) o calor específico é dado por: J/kg. K ou J/kg. ºC.
O calor latente pode ser positivo ou negativo, quando positivo, indica que o material está recebendo calor, quando negativo, indica que está perdendo calor. No SI é J/ kg, mas o mais usual é cal/ g.
O calor irá fluir sempre de uma substância mais quente para outra mais fria. O frio não existe, só existe calor, o frio é uma sensação que temos quando estamos expostos a um ambiente com pouca quantidade de calor, o calor se propaga através dos materiais exatamente como faz a eletricidade.
Algumas unidades utilizadas em ar condicionado
Caloria (cal): é a quantidade de calor que tenho que fornecer a 1 g de água para aumentar sua temperatura em 1ºC.
Kcal: é a quantidade de calor que tenho que fornecer a 1 kg de água para aumentar sua temperatura em 1ºC
BTU (British Thermal Unit): é a quantidade de calor que tenho que fornecer a 1 lb de água para aumentar sua temperatura em 1º F
As potências térmicas são dadas por unidade de tempo: kcal/h e Btu/h 3.024 kcal = TR = tonelada de refrigeração = 12.000 Btu/h
É a quantidade de calor que tenho que fornecer a um bloco de gelo de 1 tonelada para passá-lo para o estado líquido.
m³/h ou litros/s: trata-se de unidade de vazão de ar, refere-se à quantidade de ar que passa pelo trocador no evaporador ou condensador
W ou KW: é uma unidade de potência. Em Ar Condicionado pode ser usada para definir potência elétrica, mecânica ou térmica.
Normalmente aparece ligada ao consumo elétrico dos equipamentos.
Nos manuais aparece também como potência térmica (capacidade frigorífica). COP = Coeficiente de Performance (Sistema Internacional de unidades) (kw) / (kw) = (Capacidade de Resfriamento) / (Consumo elétrico)
Indica quanto eficiente é o sistema.
Componentes básicos de um sistema de ar condicionado
1. Compressor: bombeia o refrigerante através do sistema e é o “coração” de uma unidade de ar condicionado. Antes de passar pelo compressor, o refrigerante é um gás com baixa pressão. Devido ao compressor, o gás ganha pressão, aquece e flúi em direção ao condensador.
2. Condensador: ao chegar no mesmo o gás com alta temperatura e pressão libera o calor para o ar exterior e transforma-se num líquido arrefecido.
3. Válvula de expansão: O líquido que mantém uma pressão alta passa pela mesma, que reduz a pressão do refrigerante. Assim a temperatura desce e fica abaixo da temperatura do espaço refrigerado. Daqui resulta um líquido refrigerante de baixa pressão.
4. Evaporador: O líquido refrigerante de baixa pressão flúi até o mesmo, onde absorve o calor do ar interior da divisão através de um processo de evaporação, tornando-se mais uma vez num gás de baixa pressão. O gás flúi mais uma vez em direção ao compressor e o ciclo recomeça.
Tipos de sistemas de expansão
Sistema de expansão direta: nesses tipos de sistemas a troca de calor no interior das salas se dá entre o ar da sala e o fluído refrigerante (R22, R410A, R407,etc);
Sistema de expansão indireta: nesses tipos de sistemas a troca de calor no interior das salas se dá entre o ar da sala e um fluído intermediário (água). Neste caso o fluído refrigerante (R22, R410, R407, etc) resfria a água que vai para o ambiente. A água gelada entra nos “fan coils” e resfria o ar da sala.
3 Metodologia
Este trabalho foi baseado em um projeto de climatização, onde está contido o memorial descritivo: contendo todas as informações necessárias para se calcular as cargas térmicas do ambiente, descrevendo todos os dados absorvidos na visita técnica, dados esses que precisão ser considerados no memorial como escopo do projeto e premissa. Assim como algumas decisões acordadas com o cliente, tais como, informações de atividades praticadas no templo, dias e horários, quantidade máxima de pessoas no ambiente, baseado em todas as informações fornecidas, foi avaliado qual se tornaria a condição mais crítica em termos de carga térmica do templo. Com todas as informações necessárias se fez os devidos cálculos, deixando todos eles referenciados pelas normas, na qual se destaca durante todo o memorial de calculo, justificando também cada escolha realizada.
Antes de se iniciar o memorial se fez necessário uma revisão bibliográfica sobre os princípios que envolvem a refrigeração e ar condicionado. Após a revisão se estudou exemplos dados durante as aulas, da disciplina de Refrigeração do Curso de Engenharia mecânica, e para complementar o conhecimento leu-se um TCC voltado à mesma área e assunto.
Posteriormente com todo o conhecimento adquirido, fez-se um calculo detalhando, o dimensionamento da carga térmica do recinto, com dados referentes a norma NBR 16401, 6401, 5410, ISO 7730 entre outras fontes de normatização referência, nomeando assim de memorial descritivo do projeto de climatização do templo.
A Erro! Fonte de referência não encontrada.
não encontrada.mostra uma imagem de satélite da igreja e sua vizi
evidenciando o posicionamento geográfico
Figura
Erro! Fonte de referência não encontrada.1 Erro! Fonte de referência
mostra uma imagem de satélite da igreja e sua vizi o posicionamento geográfico.
Figura 1 – Imagem de satélite da vizinhança
Erro! Fonte de referência
A Erro! Fonte de referência não encontrada.
encontrada.mostra um esboço esquemático do templo da igreja, assim como dados
obtidos na visita técnica, todas as dimensões necessárias.
Erro! Fonte de referência não encontrada. Erro! Fonte de referência n
mostra um esboço esquemático do templo da igreja, assim como dados , todas as dimensões necessárias.
Figura 2 – Esboço básico do templo
Erro! Fonte de referência não
4 Resultados e Discussões
4.1 Dados e considerações iniciais
Pelo fato da norma NBR 16401 não possuir na Tabela A.4 (Figura 2) a cidade de Mossoró(5,11 de latitude Sul), foi avaliado as duas cidades mais próximas que tem na Tabela A.4, Natal(5,92 de latitude Sul) e Fortaleza(3,78 de latitude Sul), por Natal possui uma maior proximidade de latitude a mesma foi escolhida como referência.
O mês considerado para efeito de cálculo segundo norma ABNT NBR 16401-1:2008, foi o mês de fevereiro com condições externas de temperatura de bulbo seco (TBS) no valor de 31,6 graus Celsius e temperatura de bulbo úmido (TBUc) de 25,1 graus Celsius, para uma frequência anual de 2%(esse valor foi considerado para reduzir o custo final do projeto, a pedido do cliente). A hora considerada foi 15:00 horas com condições internas de TBS = 24 graus Celsius e ø = 50% de umidade relativa conforme Norma ISO 7730 (2005) para conforto térmico. O templo religioso se localiza na cidade de Mossoró-RN, com 5,11 graus de latitude sul (para efeito dos cálculos de insolação e irradiação foi considerado 10 graus de latitude sul).
Foi acordado com o cliente que antes de se instalar as máquinas, o mesmo irá inserir forro de PVC no recinto, melhorando assim a carga térmica do teto e uma redução no pé direito, reduzindo assim o custo final do projeto, além disso, foi considerado que haverá um voluntário na porta para que abra e feche a porta, para que a mesma se mantenha a maior parte do tempo fechada, a norma do corpo de bombeiros dita que, a densidade deve ser menor que 2,5 pessoas/ m², mas para um melhor conforto e condição de segurança foi acordado com o cliente que a capacidade máxima do templo seria de 300 fiéis, com isso será considerado nos cálculos um total de 309 pessoas no templo.
Apenas a face SO não será considerada irradiação solar, pois, colado a ela existe um ambiente não climatizado, é um anexo da igreja (local onde o pastor fica).
Sobre o equipamento foi considerado, máquina apenas para resfriar devido a região não exigir que a mesma forneça calor, barateando o custo do equipamento, o modelo deve ser Split de teto (tem-se um melhor resfriamento do ambiente pelo
simples fato, de que o ar frio é mais denso e o mesmo irá descer fazendo assim um resfriamento mais homogêneo no ambiente).
Todos os cálculos e tabelas foram realizados em planilhas Excel, reduzindo erros de arredondamento.
A Erro! Fonte de referência não encontrada. Erro! Fonte de referência não
encontrada.mostra a Tabela A.4 da NBR 16401, na qual mostra as temperaturas
padronizadas da cidade.
Figura 3 – Tabela da cidade de referência para o projeto
4.2 Carga de iluminação
Área do Templo => A = 12,0 m x 25,0 m = 300,0 m².
Conforme analisado, há 30 lâmpadas fluorescentes de 40W, para iluminação.
Calculo da potência das lâmpadas; Potência = 30 x 40 W => Ptotal = 1.200 W
Para transformar de “W” para “kcal/h” e considerando a carga devido aos reatores, temos:
Foi adotada a norma NBR 16401-1, Tabela C.2 (Anexo A), para auditórios com platéia - nível de iluminação de 150 Lux e potência dissipada de 10 W/m², para iluminação fluorescente:
Potência total = 10 W/m² x 300,0 m² => Ptotal = 3.000,0 W
Para transformar de “W” para “kcal/h” e considerando a carga devido aos reatores, temos:
Qiluminação = 0,86 x 3.000,0 x 1,2 = 3.096,0 kcal/h (calculo segundo a NBR
16401)
Se adotarmos a norma NBR 5410 teremos: “em cômodo ou dependências
com área superior a 6 m² , deve ser prevista uma carga mínima de 100 VA para os
primeiros 6 m² , acrescida de 60 VA para cada aumento de 4 m² inteiros.” (Anexo
B).
Potência total = 100 + (73 x 60) => Ptotal = 4.480,0 W.
Para transformar de “W” para “kcal/h” e considerando a carga devido aos reatores, temos:
Qiluminação = 0,86 x 4.480,0 x 1,2 = 4.623,4 kcal/h (calculo segundo a NBR
5410)
Qiluminação = 4.623,4 kcal/h (Valor considerado por ser o mais crítico dos três)
4.3 Carga devido às pessoas
Foi considerado um número máximo de 300 pessoas, Tabela C.1 da Norma NBR 16401-1 – local de culto – parado em pé (Anexo A), levando em consideração o momento de maior agitação durante o louvor, onde todos ficam em pé, temos:
Qsensível = 75 W x pessoas e
Portanto, já transformando de “W” para “kcal/h”, temos:
Qsensível (platéia) = 75 W x 0,86 x 300 = 19.350,0 kcal/h Qlatente (platéia) = 55 W x 0,86 x 300 = 14.190,0 kcal/h
Considerado como trabalho leve em bancada, como referência para a atividade que a equipe de louvor exerce no palco, junto com o pastor, Tabela C.1 da Norma NBR 16401-1 (Anexo A), temos:
Qsensível = 80 W x pessoas (pastor e equipe de louvor) e
Qlatente = 140 W x pessoas (pastor e equipe de louvor)
Portanto, já transformando de “W” para “kcal/h”, temos:
Qsensível (pastor, equipe louvor) = 80 W x 0,86 x 9 = 619,2 kcal/h Qlatente(pastor, equipe louvor) = 140 W x 0,86 x 9 = 1083,6 kcal/h
4.4 Carga devido aos equipamentos de som e vídeo
Na igreja possui tais equipamentos: um projetor de vídeo, uma guitarra, uma bateria, um baixo, um teclado e um violão, além disso, 4 microfones assim como 6 caixas de som divididas pelo templo. Conforme analisado, cada item eletrônico, há um total de 740 W em equipamentos de som e vídeo.
Qsensível (som e video) = 740 x 0,86 = 636,4 kcal/h
Qlatente (som e vídeo) = 0 kcal/h
Qsensível (som e vídeo) = 636,4 kcal/h Qlatente (som e vídeo) = 0 kcal/h
4.5 Carga devido à insolação
Visto que a faces SE, SO e NO não possui partes de vidro, apenas a face NE possui a parte de vidro, com isso só terá insolação na face NE.
Insolação na Face NE porta de vidro
Observado que, o vidro da porta é 10 mm de espessura, e película G20 (película com 20% de transparência e coeficiente de sombreamento de 0,62), portanto ao se calcular considerar C = 0,62, a insolação foi adquirida da tabela de insolação através do vidro, seguindo o parâmetro usado na norma 16401-1, à hora e mês mais crítico do ano na região é às 15:00 horas do mês de fevereiro encontra-se uma insolação de I = 254 kcal/h por m² (Anexo D), para esta face, temos:
Área da Face NE => Avidro = 2,5 x 2,3 = 5,75 m²
Então:
Qinsolação = A x I x C
Qinsolação = 5,75 x 254 x 0,62 = 905,51 kcal/h
QNE(insolação porta de vidro) = 905,51kcal/h
4.6 Carga devido à condução pelas paredes e teto
Foi considerado para os cálculos, uma tabela de coeficiente global de transmissão de calor para materiais de construção no Brasil (Anexo E), feita pelo Engenheiro Mecânico Valter Rubens Gerner.
As paredes são de alvenaria de tijolo cerâmico, argamassa em ambos os lados com espessura total de 20 cm, valor de Uparede = 2,3245 kcal/h.m².°C, foi observado que as janelas e portas são do mesmo tipo de madeira assim como a sua espessura de 4 cm, por ser madeira maciça a tabela considera o valor de Ujanelas, portas = 2,2462 kcal/h.m².°C e uma porta de vidro com espessura de 10 mm na face NE com Uporta vidro = 5,2786 kcal/h.m².°C.
Apenas a face SO não será considerada irradiação solar, pois, existe um ambiente não climatizado, que é um anexo da igreja (local onde o pastor fica).
Condução na Face SO(parede):
Área total da Face SO=> Atotal,SO = 12,0 m x 4,0 m = 48,0 m²
Aparede = Atotal,SO – Aportas – Ajanelas
Aparede = 48,0 – 0 – 0 = 48,0m²
Aparede = 48,0m²
ΔTe pode ser considerado sendo (31,6 – 24) = 7,6 °C.
QSOcondução = Aparede x Uparede x ΔTe
QSOcondução = 48,0 x 2,3245 x 7,6 = 847,98 kcal/h
QSOcondução = 847,98 kcal/h
Condução na Face SE(parede, janelas e portas):
Área total da Face SE=> Atotal,SE = 25,0 m x 4,0 m = 100,0 m²
Área total das Janelas da Face SE => ASE(janelas) = 1,5m² x 3 = 4,5 m²
Área total das Portas da Face SE => ASE(portas) = 3,36 + 1,7 = 5,06 m²
Aparede = Atotal,SE – Aportas – ASE(janelas)
Aparede = 100,0 – 5,06 – 4,5 = 90,44 m² Aparede = 90,44 m²
QSEcondução janelas, portas = Aparede x Uparede x ΔTe
Q Correção para condução com insolação:
Seguindo a norma e as tabelas de insolação, temos:
a = 4,3°C; da tabela 20A [(ΔTe – ΔTi) = 7,6 °C; ΔTm = 7,0 °C)] ΔTes = 6,7°C; da tabela 19 [HS face sombra; 100kgf/m²; 15:00h]
b = 0,55; [parede de coloração clara]
RS = 352 kcal/h; da tabela de insolação [latitude 10°; face SE; fevereiro]
RM = 344 kcal/h; da tabela de insolação [latitude 40°; face SE; janeiro]
ΔTem = 10,6°C; da tabela 19 [100kgf/m²; 15:00h; face NE]
ΔTe = 4,3 + 6,7 + [0,55 x (352/344) x (10,6 – 6,7)
ΔTe = 13,19 °C
QSEcondução parede = 90,44 x 2,3245 x 13,19 = 2.773,93 kcal/h
QSEcondução janelas, portas = A janelas, portas x U janelas, portas x ΔTe
QSEcondução janelas, portas = (4,5 + 5,06) x 2,2462 x 13,19 = 283,34 kcal/h
QSEcondução = 283,34 + 2.773,93 = 3.057,27 kcal/h
QSEcondução = 3.057,27 kcal/h
Condução na Face NE(parede)
Área total da Face NE=> Atotal,NE = 12,0 m x 4,0 m = 48,0 m²
Área total de vidro da Face NE => ANE(porta vidro) = 2,5 x 2,3 = 5,75 m²
Aparede = Atotal,NE – ANE(porta vidro) – ANE(janelas)
Aparede = 48,0 – 5,75 – 0 = 42,25 m²
QNEcondução parede = Aparede x Uparede x ΔTe
Correção para condução com insolação:
Donde: ΔTe = a + ΔTes + b x (RS/RM) x (ΔTem – ΔTes)
Seguindo a norma e as tabelas de insolação, temos:
a = 4,3°C; da tabela 20A [(ΔTe – ΔTi) = 7,6 °C; ΔTm = 7,0 °C)]
ΔTes = 6,7°C; da tabela 19 [HS face sombra; 100kgf/m²; 15:00h]
b = 0,55; [parede de coloração clara]
RS = 254 kcal/h; da tabela de insolação [latitude 10°; face NE; fevereiro]
(Anexo D)
RM = 339 kcal/h; da tabela de insolação [latitude 40°; face NE; janeiro]
(Anexo D)
ΔTem = 10,6°C; da tabela 19 [100kgf/m²; 15:00h; face NE]
ΔTe = 4,3 + 6,7 + [0,55 x (254/339] x (10,6 – 6,7)
ΔTe = 12,61 °C
QNEcondução parede = 42,25 x 2,3245 x 12,61 = 1.238,15 kcal/h
QNEcondução, porta vidro = Aporta vidro x Uporta vidro x ΔTe
QNEcondução, porta vidro = 5,75 x 5,2786 x 12,61 = 382,56 kcal/h
QNEcondução = 382,56 + 1.238,15 = 1.620,80 kcal/h
QNEcondução = 1.620,80 kcal/h
Condução na Face NO(parede, janelas e portas):
Área total das Janelas da Face NO => ANO(janelas) = 1,5m² x 3 = 4,5 m²
Área total das Portas da Face NO => ANO(porta) = 3,36 = 3,36 m² Aparede = Atotal,NO – Aporta – ANO(janelas)
Aparede = 100,0 – 3,36 – 4,5 = 92,14 m²
Aparede = 92,14 m²
QNOcondução parede = Aparede x Uparede x ΔTe
Correção para condução com insolação:
Donde: ΔTe = a + ΔTes + b x (RS/RM) x (ΔTem – ΔTes)
Seguindo a norma e as tabelas de insolação, temos:
a = 4,3°C; da tabela 20A [(ΔTe – ΔTi) = 7,6 °C; ΔTm = 7,0 °C)]
ΔTes = 6,7°C; da tabela 19 [HS face sombra; 100kgf/m²; 15:00h]
b = 0,55; [parede de coloração clara]
RS = 254 kcal/h; da tabela de insolação [latitude 10°; face NE; fevereiro]
RM = 339 kcal/h; da tabela de insolação [latitude 40°; face NE; janeiro]
ΔTem = 10,6°C; da tabela 19 [100kgf/m²; 15:00h; face NE]
ΔTe = 4,3 + 6,7 + [0,55 x (254/339] x (10,6 – 6,7)
ΔTe = 12,61 °C
QNOcondução parede = 92,14 x 2,3245 x 12,61 = 2.700,20 kcal/h
QNOcondução janelas, portas = Ajanelas,portas x Ujanelas,portas x ΔTe
QNOcondução janelas, portas = (4,5 + 3,36) x 2,2462 x 12,61 = 222,58kcal/h QNOcondução = 222,58 + 2.700,20 = 2.922,78 kcal/h
Condução no teto(PVC+telha):
Área total do teto=> Apiso = 300,0 m²
Foi considerado que, o telhado é de fibrocimento com forro de PVC com espessura de 1 cm, tem o valor de Uteto = 1,4381 kcal/h.m².°C(Anexo E), temos:
Qteto,condução = Apiso x Uteto x ΔTe
Donde: ΔTe = a + ΔTes + b x (RS/RM) x (ΔTem – ΔTes)
Seguindo a norma e as tabelas de insolação, temos:
a = 4,3°C; da tabela 20A [(ΔTe – ΔTi) = 7,6°C; ΔTm = 7,0°C)]
ΔTes = 7,2°C; da tabela 20 [teto sombra; 100kgf/m²; 15:00h]
b = 0,55; [parede de coloração clara]
RS = 678 kcal/h; da tabela de insolação [latitude 10°; face horizontal; fevereiro]
(Anexo D)
RM = 631 kcal/h; da tabela de insolação [face horizontal; janeiro; latitude 40°]
(Anexo D)
ΔTem = 21,1°C; da tabela 20 [50kgf/m²; 15:00h; face horizontal]
ΔTe = 4,3 + 7,2 + 0,55 x (678/631) x (21,1 – 7,2)
ΔTe = 19,71 °C
Qteto,condução = Apiso x Uteto x ΔTe
Qteto,condução = 300,0 x 1,4381 x 19,71 = 8.505,40 kcal/h
A tabela 1, mostra os resultados dos cálculos da primeira parte do projeto, considerando somente o calor sensível.
Tabela 1 – Resumo de carga térmica de calor sensível Carga Térmica devido: Calor Sensível kcal/h
Iluminação 4.623,36
Pessoas 19.350,00
Pastor e Equipe de louvor 619,20
Equipamentos de som e vídeo 636,40
Insolação na Face NE 905,51
Condução na Face SO(parede) 847,98
Condução na Face SE(parede) 2.773,93 Condução na Face SE(janelas e portas) 283,34 Condução na Face NE(parede) 1.238,15 Condução na Face NE(porta de vidro) 382,65 Condução na Face NO(parede) 2.700,20 Condução na Face NO(janelas e portas) 222,58 Condução no teto(pvc+telha) 8.505,40 Total de Calor sensível local 43.088,70
4.7 Carga devido infiltração Frestas de portas e janelas
Ao se considerar à Norma NBR 6401, de acordo com a TABELA-8(Anexo C) temos:
Para as janelas basculante o valor é:
Vazãofrestas = V = 3,0 m3/h x metro de fresta.
Para as portas de madeira tanto simples quanto dupla, foi considerado, portas mal ajustadas, temos:
Para a porta de vidro foi considerado, portas bem ajustadas, temos:
Vazãofrestas = V = 6,5 m3/h x metro de fresta.
As janelas e portas existentes no templo, como são de madeira deve ser considerado fresta em todas as arestas de abertura, segue tabela abaixo com medidas de frestas.
A tabela 2, mostra os cálculos realizados para obter a dimensão de fresta em cada porta e janela.
Tabela 2 – Cálculo para as frestas
6 Janelas, basculante de madeira com três abertura
(1+1+1+1) + (1,5+1,5) = 7 m cada janela
1 Porta de Madeira simples (2,1+2,1) + (0,8+0,8) = 7,4 m
2 Porta de Madeira dupla (2,1 x 3) + (1,6 x 2) = 9,5 m cada porta
1 Porta de vidro com película (2,1 x 3) + (2,0 x 2) = 10,3 m
Calculando, então temos:
Vazãofrestas 1=> V = 3,0 m³/h x (6 x 7) = 126,0 m³/h
Vazãofrestas 2=> V = 13,0 m³/h x (1 x 7,4) = 96,2 m³/h
Vazãofrestas 3=> V = 13,0 m³/h x (2 x 9,5) = 247,0 m³/h
Vazãofrestas 4=> V = 6,5 m³/h x (1 x 10,3) = 66,95 m³/h
A figura 4, mostra o programa psychrometrics, no qual simula
psicrométrica e nela contem o valor de We(umidade absoluta na zona externa).
Figura
A figura 4, mostra o programa psychrometrics, no qual simula
e nela contem o valor de We(umidade absoluta na zona externa).
Figura 4 - Carta Psicrométrica valor de We
A figura 4, mostra o programa psychrometrics, no qual simula uma carta e nela contem o valor de We(umidade absoluta na zona externa).
A figura 5, mostra o programa psychrometrics, no qual simula uma carta psicrométrica e nela contem o valor de Ws(umidade absoluta na zona interna)
Figura
Da carta psicométrica (programa:
WE = 17,7g/kg e WS
Qsensível (infiltração frestas) =
Qlatente (infiltração frestas) =
Qsensível (infiltração frestas) =
Qlatente (infiltração frestas) =
Qsensível (infiltração frestas) Qlatente (infiltração frestas)
A figura 5, mostra o programa psychrometrics, no qual simula uma carta psicrométrica e nela contem o valor de Ws(umidade absoluta na zona interna)
Figura 5 - Carta Psicrométrica valor de Ws
Da carta psicométrica (programa: psychrometrics-diagram-viewer
S = 9,3 g/kg.
sensível (infiltração frestas) = 0,29 x Vazão x (Tfora – Tdentro)
) = 0,71 x Vazão x (Wfora – Wdentro)
sensível (infiltração frestas) = 0,29 x 536,15 x (31,6 – 24,0) = 1.181,67 kcal/h
latente (infiltração frestas) = 0,71 x 536,15 x (17,6 – 9,3) = 3.159,53 kcal/h
frestas) = 1.181,67 kcal/h frestas) = 3.159,53 kcal/h
A figura 5, mostra o programa psychrometrics, no qual simula uma carta psicrométrica e nela contem o valor de Ws(umidade absoluta na zona interna)
.
viewer), temos:
1.181,67 kcal/h 3.159,53 kcal/h
4.8 Abrir e fechar de porta
Foi considerado, que a porta de vidro abre e fecha constantemente para a entrada e saída dos fiéis, baseado na norma NBR 6401 foi adotado porta vai-e-vem com dimensão de 90 cm, estabelecimento restaurante é de 4m³/h por pessoa, (Anexo C), foi considerado o estabelecimento de restaurante pois a atividade é semelhante pois as pessoas que entram no templo só sai depois de o culto acabar:
Vazãoporta de vidro => V = 4 m³/h x pessoas = 4 x 309 = 1.236 m³/h
Qsensível (infiltração abrir e fechar/portas) = 0,29 x Vazãoporta de vidro x (Tfora – Tdentro)
Qlatente (infiltração abrir e fechar/portas) = 0,71 x Vazãoportas de vidro x (Wfora – Wdentro)
Qsensível (infiltração abrir e fechar/portas) = 0,29 x 1.236 x (31,6 – 24,0) = 2.724,14 kcal/h
Qlatente (infiltração abrir e fechar/portas) = 0,71 1.236 x (17,6 – 9,3) = 7.283,75 kcal/h
Qsensível (infiltração abrir e fechar/portas) = 2.724,14 kcal/h Qlatente (infiltração abrir e fechar/portas) = 7.283,75 kcal/h
4.9 Cálculo da vazão da máquina
Ao se considerar à (NBR 16401) e a carga térmica de calor sensível local, calculando então a vazão mínima necessária para a máquina:
Vazãomáquina = Qsensível, local / [0,29 x (Tdesejada – Tinsuflada)] = 43.088,70 / [0,29 x (24 – 14)] = 14.858,17 m³/h
Vazãomáquina = 14.858,17 m³/h
Convertendo de “m³/h” para “L/s”:
Vazãomáquina = 14.858,17 m³/h x [(1.000 L/ 1 m³) x (1 h/ 3.600 s)] = 4.127,27 L/s
4.10 Carga devido renovação
Para os efeitos desta parte da ABNT NBR 16401, fala sobre a qualidade do ar interior por meio de renovação por ar exterior e pela filtragem de todo ar insuflado. A renovação reduz a concentração no ambiente de poluentes gasosos, biológicos e químicos, que não são retidos nos filtros.
Considerando o ambiente como local de culto, a TABELA 5 (Anexo A) da referida norma indica o filtro F5 para o local.
A figura 6, mostra trecho da norma que descreve o significado da Vazão eficaz, também mostra a formula para encontra-la e explica o significado de cada sigla da formula.
Figura 6– Descrição de Vazão eficaz segundo a norma NBR 16401
A tabela da norma existe três níveis para vazão de ar exterior para ventilação, quanto maior o nível mais conservador e também maior o custo, por isso deve ser considerado o nível de acordo com o ambiente e acordado com o cliente.
Neste memorial se trata de uma igreja localizada em um bairro residencial, com isso foi acordado com o cliente utilizar o nível 2 (nível intermediário).
A densidade da cidade de Mossoró é de 1,225 kg/m3, segundo CRESESB (Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sérgio de S. Brito).
Foi considerado que, se tem 309 pessoas em 300 m², foi escolhido para os cálculos a Densidade de ocupação sendo D = 1,0.
A figura 7, mostra a Tabela 1 da NBR 16401, para que possa calcular a vazão eficaz minima de ar exterior para ventilação.
Figura 7– Formato da tabela de ventilação e sua legenda
Temos então:
Vef = (Pz x Fp) + (Az x Fa) = (309 x 3,5) + (300 x 0,4) = 772,5 + 90 = 1.201,5 L/s.
Para calcular a vazão de ar exterior usou-se a equação: Vz = Vef / Ez
Vz é a vazão de ar exterior a ser suprida na zona de ventilação;
Ez é a eficiência da distribuição de ar na zona.
Para realizar tal cálculo é necessário definir o valor de Ez na tabela 2 da norma
(Anexo A), como o ar frio será insuflado da parte superior, será considerado na
tabela como: Insuflação de ar frio pelo forro, logo: Ez = 1,0.
Vz = Vef → Vz = 1.201,5 L/s
Vz_ar = Vz x (ρar,padrão / ρar local) → [1201,5 x (1,2/1,225)] = 1.176,98 L/s Vt min = 4.127,27 L/s
Zae = Vz_ar / Vt min → (1.176,98 / 4.127,27) = 0,28
O valor de Ev é encontrado na tabela 3 da NBR 16401(Anexo A) da norma em função do valor de Zae, então temos, Ev = 0,8.
Vz_vent = Vz_ar / Ev → 1.176,98 / 0,8 = 1.471,22 L/s
A tabela 3, mostra o resultado dos caculos para a renovação de ar.
Tabela 3 – Cálculo de renovação
CALCULO DE RENOVAÇÃO
IDENTIFICAÇÃO DO RECINTO OU ZONA IDENTIFICAÇÃO DA ZONA ZONA ρ ar local (Densidade do ar local) ρ ar local ( kg/m³) 1,225 Ez (Eficiência de configuração distribuição de ar
na zona) EZ 1,000
Az (Área da zona) Az (m²) 300,000
Pz (Número de pessoas na zona) Pz 309,000
Pzs (Número de pessoas simultâneas na zona) Pzs 309,000
Fp (Fator de pessoas no nv. 2 da tabela) Fp2 (L/s)*m² 3,500
Fa (Fator de área no nv. 2 da tabela) Fa2 (L/s)*m² 0,400
D (Densidade de ocupação-simultaneidade) D 1,000
Vef (Vazão eficaz – nv. 2) Vef (L/s) 1.201,500
Vz (Vazão dividida pela eficiência – nv. 2) Vz (L/s) 1.201,500
Vz_ar (Vazão corrigida pela densidade do ar –
nv. 2) Vz_ar (L/s) 1.176,980
Vt min (Vazão da máquina) Vt min (L/s) 4.127,270
Vz_ar / Vt min Zae 0,285
EV em função de Zae (Eficiência de Ventilação) EV 0,800 Vz_Vent = Vz_ar / EV
(Vazão da zona corrigida pela eficiência de
Segue exemplo resumido do nível 3:
Vef nv3 =(309 x 3,8) + (300 x 0,5) = 1.324,20 L/s Vz_ar nv3 = 1.324,20 x (1,2/1,225) = 1.297,18 L/s
Zae nv3 = 1.297,18/ 4.127,27 = 0,314;
portanto EV=0,8 segundo tabela 3 da NBR (Anexo A).
Vz_vent nv3 = 1297,18/ 0,8 = 1.621,47 L/s
Como a vazão calculada em nenhum dos níveis atende, adotaremos a vazão de 7,5 L/s recomendada pela portaria 3523 do Ministério da Saúde. Dessa forma:
Vazãorenovação = 7,5 L/s x pessoas = 7,5 x 309 = 2.317,5
Vazãorenovação = 2.317,5 L/s
Converter de “L/s” para “m³/h”:
Vazãorenovação = 2.317,5 L/s x [(1 m³/ 1.000 L) x (3.600 s/ 1h)] = 8.343 m³/h
Vazãorenovação = 8.343 m³/h
Corrigindo pela normatização da densidade do ar:
Vazãorenovação normatizada = Vazãorenovação x (ρar,padrão / ρar local)
Vazãorenovação normatizada = 8.343 m³/h x (1,2 kg/m³/ 1,225 kg/m³)
Vazãorenovação normatizada = 8.172,73 m³/h
E sabendo que:
Vazãoinfiltração =Vazãofresta + Vazãoporta de vidro
Temos:
VazãoEfetiva de Renovação = Vazãoalém da infiltração
VazãoEfetiva de Renovação = Vazãorenovação normaizada – Vazãoinfiltração
VazãoEfetiva de Renovação = 8.172,73 m³/h – 1.772,15 m³/h = 6.400,58 m3/h
VazãoEfetiva de Renovação = 6.400,58 m3/h
Cálculo da tomada de renovação
Segundo a norma NBR 16401 a velocidade recomendada para tomada de ar do ambiente exterior é de 2,5 m/s. Assim, temos:
VazãoEfetiva de Renovação = 6.400,58 m3/h ou 1,778 m3/s
Áreatomada_renovação = VazãoEfetiva de Renovação / Velocidade = 1,778 m³/s / 2,5m/s = 0,628 m2
Áreatomada_renovação = 0,711 m² ou uma tomada com abertura de aresta de 84 cm.
Cálculo da carga Efetiva de Renovação
Logo, temos:
Qsensível (renovação) = 0,29 x Vazão x (Tfora – Tdentro)
Qlatente(renovação) = 0,71 x Vazão x (Wfora – Wdentro)
Qsensível (renovação) = 0,29 x 6.400,58 x (31,6 – 24) = 14.106,89 kcal/h
Qlatente(renovação) = 0,71 x 6.400,58 x (17,6 – 9,3) = 37.718,65 kcal/h
Qsensível (renovação) = 14.106,89 kcal/h Qlatente (renovação) = 37.718,65 kcal/h
A Tabela 4, mostra os resultados de todos os cáculos realizados ao longo do memorial de cálculo.
Tabela 4 – Resumo das cargas térmicas para o Templo Religioso
Carga Térmica devido:
Q sensível
(kcal/h) Q latente (kcal/h) (kcal/h)S + L S + L (TR) (BTU/h) S + L Iluminação 4.623,36 0,00 4.623,36 1,529 18.346,67 Pessoas 19.350,00 14.190,00 33.540,00 11,091 133.095,24 Pastor e Equipe de louvor 619,20 1.083,60 1.702,80 0,563 6.757,14 Equipamentos de som e vídeo 636,40 0,00 636,40 0,210 2.525,40 Insolação na Face NE 905,51 0,00 905,51 0,299 3.593,29 Condução na Face
SO(parede) 847,98 0,00 847,98 0,280 3.364,99 Condução na Face
SE(parede) 2.773,93 0,00 2.773,93 0,917 11.007,66 Condução na Face SE(janelas
e portas) 283,34 0,00 283,34 0,094 1.124,38 Condução na Face
NE(parede) 1.238,15 0,00 1.238,15 0,409 4.913,30 Condução na Face NE(porta
de vidro) 382,65 0,00 382,65 0,127 1.518,46 Condução na Face NO(parede) 2.700,20 0,00 2.700,20 0,893 10.715,06 Condução na Face NO(janelas e portas) 222,58 0,00 222,58 0,074 883,26 Condução no teto(pvc+telha) 8.505,40 0,00 8.505,40 2,813 33.751,59 Somatório Parcial 43.088,70 15.273,60 58.362,30 19,300 231.596,44 Renovação 14.106,89 37.718,65 51.825,54 17,138 205.656,90 Infiltração por frestas de
portas/janelas 1181,67 3159,53 4.341,21 1,436 17.227,01 Infiltração por abrir e fechar
portas 4.408,00 11.786,00 16.194,00 5,355 64.261,90 Total de carga térmica
p/coluna 62.785,27 67.937,78 130.723,05 43,229 518.742,26
Total de carga Geral (BTU/h) 518.742,26
4.11 Escolha da máquina
Analisado todos os fatores necessários para escolher a máquina com o melhor custo benefício, e que atenda aos valores de vazão mínima necessária e de carga térmica para o ambiente, especifico como necessário 06 (Máquinas) equipamentos modelo Split Modernit
de 2.295 m³/h e capacidade térmica de 8 (Máquina) equipamento modelo
média de 1.785 m³/h e capacidade térmica de 48
BTU/h de capacidade térmica de resfriamento e 15.555 m³/h de vazão média, atendendo a necessidade do ambiente
519.000 BTU/h e 14.860
Na figura 8, mostra um esboço de uma Lay Out do templo, most
posicionamento das máquinas, visando um resfriamento homogeneo assim como facilidade para dispor os drenos das máquinas.
Figura Escolha da máquina
Analisado todos os fatores necessários para escolher a máquina com o melhor custo benefício, e que atenda aos valores de vazão mínima necessária e de carga térmica para o ambiente, especifico como necessário 06 (Máquinas) Split Modernità 42LQ do fabricante Carrier, com vazão média e capacidade térmica de 80.000 BTU/h cada máquina,
(Máquina) equipamento modelo Split Space 42XLQ do fabricante Carrier, e capacidade térmica de 48.000 BTU/h. Totalizando
térmica de resfriamento e 15.555 m³/h de vazão média, atendendo a necessidade do ambiente (Templo), que é de aproximadamente
860 m³/h.
Na figura 8, mostra um esboço de uma Lay Out do templo, most
posicionamento das máquinas, visando um resfriamento homogeneo assim como facilidade para dispor os drenos das máquinas.
Figura 8 - Lay Out de posicionamento das máquinas
Analisado todos os fatores necessários para escolher a máquina com o melhor custo benefício, e que atenda aos valores de vazão mínima necessária e de carga térmica para o ambiente, especifico como necessário 06 (Máquinas) do fabricante Carrier, com vazão média cada máquina, e mais 1 do fabricante Carrier, com vazão Totalizando 528.000 térmica de resfriamento e 15.555 m³/h de vazão média, (Templo), que é de aproximadamente
Na figura 8, mostra um esboço de uma Lay Out do templo, mostrando o posicionamento das máquinas, visando um resfriamento homogeneo assim como
4.12 Análise dos Resultados
Como visto os resultados são todos baseados nas Normas, todas as escolhas feitas foram em conjunto com o cliente ou de acordo com a norma buscando o máximo de semelhanaça em suas atividades, e buscando seguir também como referência o material teórico adquirido ao pagar a disciplina de refrigeração.
Considerações iniciais: Neste requisito foram feitas as decisões corretas por estarem sempre amparadas nas normas, o fato de não existir a cidade de Mossoró na norma não afeta as considerações, pois as cidades têm clima semelhante e suas latitudes muito próximas. A escolha da condição de conforto térmico que rege a ISO 7730.
Iluminação: Utilizou-se de duas Normas a NBR 16401 e NBR 5401 e baseado no resultado mais critic, é que foi feito a escolha, com isso tem-se a certeza que a pior situação foi considerada.
Número de pessoas: A avaliação do número máximo de pessoas foi baseada na dimensão do local e considerada a legislação dos bombeiros (mas pensando no conforto e na segurança de todos, foi considerado um número de 300 fieis, adicionando a esse valor as pessoas que ficam no altar (pastor e equipe de louvor) mais 9 pessoas, baseado nisso obteve-se a condição mais crítica do ambiente em relação ao número de pessoas no ambiente.
Equipamentos: Considerado todos os equipamentos elétricos vistos na visita. A carga térmica dos mesmos foi calculada de acordo com a potência em Watts.
Abrir e fechar de portas: Foi considerado como porta aberta pelo fato de abrir e fechar a porta constantemente.
Insolação: Considerado a insolação em apenas uma parede, por ela ser é a única que existe vidro no qual a luz do sol iria passar.
Condução: Na visita foi possível pegar todas as informações necessárias para se calcular a condução do calor nas paredes, portas, janelas e no teto. Por ter todos os detalhes e utilizado uma tabela de coeficiente global de transmissão de calor de matérias utilizados no Brasil, foram inseridos na equação e com isso um resultado preciso da carga térmica de cada parede. Sabendo que apenas a face SO é
sombreada, é a única face que não precisou fazer a correção da variação da temperatura externa.
Infiltração por frestas: Na visita foi observado todos os locais onde possui infiltração de ar externo e avaliado os ajustes. Anotado as dimensões e os matérias por onde passa o ar externo. Para obter o calor latente o sensível precisou ir para carta psicrométrica e obter os valores de W externo e W interno, onde W é: grama de vapor por kg de ar seco. Esses valores foram obtidos com a auxílio do programa
psychrometrics-diagram-viewer.
Vazão mínima da máquina: Considerando (NBR 16401) e a carga térmica de calor sensível local, foi obtido o valor da vazão em m³/h e posteriormente convertido para a unidade L/s. Vazão essa muito importante, pois ao se escolher um equipamento para refrigerar um ambiente deve ser considerado tanto a vazão quanto BTU que o mesmo fornece.
Renovação de ar: De acordo com as normas se faz necessário a renovação de ar no ambiente para que o ar obtenha a qualidade necessária para as pessoas do ambiente, pois ar conduz partículas poluentes entre outras coisas que podem fazer mal, mesmo com a presença do filtro recomendado na máquina. A renovação reduz a concentração no ambiente de poluentes gasosos, biológicos e químicos, que não são retidos nos filtros. Todos os cálculos realizados para renovação de ar, foram baseados na norma NBR – 16401, tornando-se então muito confiáveis os resultados obtidos.
Resumo final dos valores obtidos em todo o memorial: Ao se observar a Tabela 4, vê-se que, está bem detalhado e exemplificado cada um dos valores obtidos pelos cálculos. Os valores estão bem convincentes primeiramente por estarem baseados na norma, e em segundo por estarem próximos de valores obtido em um modelo de memorial de um templo religioso.
Escolha da máquina: De acordo com o resultado obtido de aproximadamente 519.000 BTU/h e 14.860 m³/h. Foi avaliado no mercado modelos e tipos de máquinas que se enquadre, para escolher a máquina foi visto todos tipos de custos envolvidos, instalação, manutenção, garantia do fabricante, marca bem vista no mercador e etc.
Considerado que, equipamentos de grande porte e mais sofisticados exige qualificação de mão de obra, requisito esse que dificulta e encarece o serviço de instalação e manutenção dos mesmos, com isso escolhi por recomendar aparelho mais comum como Split de piso/teto opção frio, após alguns cálculos observei que seria mais barato comprar 6 aparelhos de 80.000 BTU/h, e mais 1 de 48.000 BTU/h após pesquisa no mercado foi encontrado apenas duas marcas ELGIN e CARRIER (referente ao de 80.000 BTU, todas as duas são excelentes marcas, remendaria qualquer uma delas), ao avaliar todos os parâmetros, recomendei a CARRIER pelo seu nome no mercado e também por ser a única com o selo procel para essa categoria, já o modelo de 48.000 BTU também recomendei o fabricante Carrier, pois comprando tantos equipamentos de um mesmo fabricante a uma grande possibilidade de um bom desconto, referindo-se a manutenção se torna melhor pois se trata de maquinas iguais.
Foi recomendado 06 (Máquinas) equipamentos modelo Split Modernità 42LQ do fabricante Carrier, com vazão média de 2.295 m³/h e capacidade térmica de 80.000 BTU/h cada máquina, e mais 1 (Máquina) equipamento modelo Split Space 42XLQ do fabricante Carrier, com vazão média de 1.785 m³/h e capacidade térmica de 48.000 BTU/h. Totalizando 528.000 BTU/h de capacidade térmica de resfriamento e 15.555 m³/h de vazão média, atendendo a necessidade do ambiente (Templo), que é de aproximadamente 519.000 BTU/h e 14.860 m³/h.
Descrição da máquina pelo fabricante: O Split Piso Teto Carrier é o mais potente e compacto da categoria. A instalação da unidade externa não exige tanto espaço. Ele é sustentável e possui fluído refrigerante R-410A atóxico, não inflamável e não agride a camada de ozônio. O split Carrier tem flechas de longo alcance que climatiza todo o ambiente de forma homogênea.
5 Conclusões
Este trabalho de conclusão de curso teve por objetivo, fazer um projeto de climatização, de um templo Religioso (Igreja Evangélica), o mesmo foi concluído com sucesso, trazendo assim para a Igreja o benefício de possuir um projeto de climatização do templo totalmente conforme as normas existentes, entre elas normas nacionais e internacionais. Pode-se então, afirmar que o referido projeto é de excelente qualidade técnica por considerar todas as exigências normativas.
Antes de se iniciar o memorial se fez necessário uma revisão bibliográfica sobre os princípios que envolvem a refrigeração e ar condicionado. Após a revisão se estudou exemplos dados durante a aulas, da disciplina de Refrigeração do Curso de Engenharia mecânica, e para complementar o conhecimento leu-se um TCC voltado à mesma área e assunto.
Esse projeto foi de grande importância, pois, além de realizar uma filantropia para a igreja também trouxe uma gama de conhecimento na área, para realizar tal projeto se faz necessário um grande conhecimento na área da refrigeração.
Avalio como um projeto bem definido por ter considerado todos os parâmetros até os mínimos detalhes.
Por fim, acredito que toda essa excelência no projeto, veio devido as bases de conhecimento teóricos e de práticas laboratoriais, criadas durante todo o curso de Engenharia Mecânica.
6 Referências
ABNT NBR 16401. Instalações de ar-condicionado – Sistemas centrais e
unitários. Primeira edição 04.08.2008.
ABNT NBR 6401. Instalações centrais de ar-condicionado para conforto –
Parâmetros básicos de Projeto. Dezembro de 1980.
ABNT NBR 5410. Instalações elétricas de baixa tensão. Segunda edição 30.09.2004.
ISO 7730. Ergonomic of the thermal environment – Analytical
determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria. De 2005.
MINISTÉRIO DA SAÚDE - PORTARIA Nº 3.523, DE 28 DE AGOSTO DE 1998.
APOLLO11.COM. Latitude e longitude das cidades brasileiras. Disponível em:
http://www.apolo11.com/latlon.php?uf=rn&cityid=3749. Acesso em: 14 maio 2018.
CARRIER AIR CONDITIONING COMPANY, “Manual de Aire Acondicionado”, Marcombo Boixareu Editores, 1983.
CARRIER HOME, (Tudo sobre produtos, manuais e software). Disponível em: http://www.carrierdobrasil.com.br/. Acesso em 14 maio 2018.
CARRIER HOME, (Modelo de equipamento escolhido). Disponível em: http://www.carrierdobrasil.com.br/produtos/lista/meu-negocio/9/piso-teto. Acesso em 14 maio 2018.
Daikin-psychrometrics: Aplicativo que simula a carta psicrométrica. Disponível em: http://no.intpre.daikineurope.com/.../psychrometrics-diagram-viewer/
Historia do Ar Condicionado – Slide criado pelo prof. Dr. Ângelo Roncalli.
Noções Básicas de Ar Condicionado – Slide criado pelo prof. Dr. Ângelo Roncalli.
Arquivos de Aulas da disciplina Refrigeração e Ar Condicionado – Slides criados pelo prof. Dr. Ângelo Roncalli.
PDF - Coeficiente Global de Transmissão de Calor, (Materiais de Construção Utilizados no Brasil) – Prof. Eng. Mecânico – Valter Rubens Gerner. De 2012.
TCC – Estudo comparativo entre carga térmica detalhada e simplificada para climatização ambiental. Por Leonardo Sousa Carvalho Eng. Mecânico pela Universidade Federal da Bahia.
7 Anexos
ANEXO E – Tabela de Coeficiente Global de Transmissão de Calor (U) (Materiais de Construção Utilizados no Brasil)
Coeficiente Global de Transmissão de Calor (U) (Materiais de Construção Utilizados no Brasil)
