Ar Condicionado ASHRAE 90.1 Construções Sustentáveis

(1)

23/06/2010 Oficina Sistema de Condicionamente de Ar de Alta Eficiência 2

Ar Condicionado – ASHRAE 90.1

Construções Sustentáveis

Oswaldo de Siqueira Bueno

Consultor em Sistemas de Transferência de Calor, Condicionamento de Ar e Refrigeração

(2)

Apresentação



Oswaldo de Siqueira Bueno



Engenheiro Mecânico – EPUSP 1973



Experiência

 Starco (Carrier), Coldex Frigor, Trane, York  Ford Brasil, Braspet (garrafas plásticas)



Consultor



Membro da ASHRAE – Chapter Brasil



Participante da ABRAVA

ABRAVA

 Associação Brasileira de Refrigeração, Ar Condicionado, Ventilação e Aquecimento

 É uma entidade de classe que atua na representação e defesa dos interesses dos segmentos de REFRIGERAÇÃO, AR

CONDICIONADO, VENTILAÇÃO, AQUECIMENTO E TRATAMENTO DE AR, fundada em 15 de novembro de 1962.

 Têm como missão contribuir para a melhoria dos resultados dos agentes envolvidos no setor, promovendo o desenvolvimento sustentável, econômico e social e a qualidade de vida.

(3)

Normas e Recomendações

 ASHRAE Standard 15 - 2004. Safety Standard for Refrigerating Systems;

 ASHRAE Standard 52.1-1992 -- Gravimetric and Dust-Spot Procedures for Testing Air-Cleaning Devices Used in General Ventilation for Removing Particulate Matter;

 ASHRAE Standard 55 - 2004. Thermal Environment Conditions for Human Occupancy

 ASHRAE Standard 62.1-2004 Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality

Normas e Recomendações

 ASHRAE Standard 90.1-2004 Energy Standard for Buildings Except Low-Rise Residential Buildings

 ASHRAE Standard 90.2-2007 -- Energy Efficient Design of Low-Rise Residential Buildings;

 ASHRAE Standard 100 - 2006. Energy Conservation in Existing Buildings;

 ASHRAE Standard 105 - 2006. Standard Method of Measuring and Expressing Building Energy Performance;

 ASHRAE Standard 111-1988 -- Practices for Measurement, Testing, Adjusting, and Balancing of Building Heating, Ventilation, Air-Conditioning, and Refrigeration Systems;

(4)

Normas e Recomendações

 ASHRAE Standard 140-2004 – Standard Method of Test for the Evaluation of Building Energy Analysis Computer Programs;

 ASHRAE Standard 147-2002 -- Reducing the

Release of Halogenated Refrigerants from

Refrigerating and Air-Conditioning Equipment and Systems;

 ASHRAE Standard 189 – 2010. Standard for the

Design of High-Performance Green Buildings

Tópicos de discussão

 Introdução Ar Condicionado

 Escolha da temperatura interna

 Condições externas e o Ciclo Economizador

 Consumo de Energia  Potência de transporte  _{Potência de transferência}  COP – de Sistemas  ASHRAE 90.1  _{Pre-requisitos Leed}  Comentários

(5)

Ar Condicionado



Funções de um sistema de condicionamento de ar:



Mantém e controla as seguintes variáveis de um

ambiente:

 Temperatura de bulbo seco, aquecimento e/ou

refrigeração

 Umidade absoluta, umidificação e/ou desumidificação  Renova o ar do ambiente pela mistura ar externo com o

ar de retorno e melhora a sua qualidade através da sua filtragem

 Movimenta e distribui o ar

Faixa de Conforto NBR 16.401-08



Verão



Condições

TBS

UR



Mínima

22,5 ºC

65%



Mínima

23,0 ºC

35%



Máxima

25,5 ºC

65%



Máxima

26,0 ºC

35%



Roupa típica 0,5 clo

(6)

Faixa de Conforto NBR 16.401-08



Inverno



Condições

TBS

UR



Mínima

21,0 ºC

60%



Mínima

21,5 ºC

30%



Máxima

23,5 ºC

65%



Máxima

24,0 ºC

35%



Roupa típica 0,9 clo



Atividade sedentária ou leve

Escolha da Temperatura



Fundamental para o valor da carga térmica e

para o consumo de energia

 Temp. Carga TR Total Consumo

Mínimo Máximo Tr*hr kW*h

 20ºC 0.40 1.14 19.6 24,5

 24ºC 0.09 0.83 12.1 15,1

 26ºC -0.06 0.67 8.0 10,0

(7)

Influência da Escolha da

Temperatura na Carga Térmica

-0,4 -0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 00:0002:0004:0006:0008:0010:0012:0014:0016:0018:0020:0022:00 20 ºC 24 ºC 28 ºC Quarto de 16 m2 em São Paulo - Verão

Carga Térmica por m2



Cuidado com o valor usado de 25 m2/Tr

Residências de 56 A 35 m2/TR Apartamentos de 42 A 32 m2/TR Hote - Dormitórios de 32 A 20 m2/TR Escritórios de 33 A 18 m2/TR Escolas de 22 A 14 m2/TR Lojas/Shoppings de 22 A 10 m2/TR Restaurantes de 13 A 07 m2/TR

(8)

Vazão de ar m3/hr*Tr

Vazão de ar

Fator de calor sensível

m3/hr*Tr

%

1000

0,9

700 0,75

500 0,6

1.350 m3/hr*Tr Vazão de ar do condensador

Coeficiente de Eficácia ou de

Performance – CE (COP)

 kW/Tr é a relação normalmente utilizada para avaliar a

―eficiência‖ de uma unidade acionada por energia elétrica

KW/TON = Demanda Elétrica (kW)/ Demanda de Refrigeração (Tr)

 CE (COP) é a relação para se avaliar o custo de se obter a

refrigeração desejada qualquer que seja a fonte de energia

CE (COP) = Demanda de refrigeração (kW) / Demanda da Fonte (kW)

 FE (COP) é a relação para se avaliar o custo de se obter o

aquecimento desejado qualquer que seja a fonte de energia

 FE (COP) = Demanada de aquecimento (kW) / Demanada da Fonte (kW)

 EER Energy Efficiency Ratio – usado nos Estados Unidos da Amárica BTU/Watt

(9)

Consumidores de Energia

 Equipamentos de transferência de calor  Níveis de temperatura da fonte e do sumidouro  Trocadores de calor:

 Aproximações de temperatura entre o ambiente e o refrigerante

saturado – área de troca, novos elementos geométricos

 Refrigerante empregado

 Refrigerantes naturais e artificiais

 _{COP – Coeficiente de Desempenho (Performance)}

 Equipamentos de transporte de calor

 _{Sistemas de vazão constante e temperatura variável}  Sistemas de vazão variável e temperatura constante  Potência de bombeamento

Consumidores de Energia

 Equipamento de transferência de calor

 Transferência de calor do menor nível de temperatura

(fonte)para o maior nível e temperatura (sumidouro)

 Equipamentos de troca de calor

 Troca de energia do ponto de maior temperatura (fonte -ambiente)para o de menor temperatura (sumidouro – trocador de calor)

 Equipamentos de transporte de calor

 _{Movimentação do ar do ambiente e ou do fluido de}

(10)

Equipamentos de Transferência de Calor



Ciclo de compressão a vapor

 Compressor  Dispositivo de expansão 

Ciclo de absorção

 Absorvedor do vapor  Bomba de solução  Gerador do vapor

Equipamentos de Transporte e de

Troca de Calor



Bombeamento de fluidos térmicos



ar, água, soluções e outros



Ventiladores de ar



Bombas de fluído



Trocadores de calor:



Ar/refrigerante



Ar /água



Água/refrigerante

(11)

Equipamentos de Transporte de Calor



Líquido – bomba de água/solução aquosa

 Água gelada (absorção)

 Água de condensação (rejeição)  Água de aquecimento (rejeição)



Gases – ventilador – movimentação de ar

 Ar frio de insuflação (absorção)  Ar de rejeição de calor (condensador)  Ar de aquecimento (rejeição)

Transporte de Calor



Potência de Circulação



Potência = (Q

m3/s

* p

Pa

)/



Onde:

 Q vazão do fluido em m3/s

 p diferencial de pressão em Pa (N/m2)  rendimento da transformação de energia

mecânica em movimentação do fluido

 Rendimento de bombas de água 75%  _{Rendimento dos ventiladores 50%}

(12)

Diferencial de Pressão



Perda de pressão do escoamento



P

Pa

= K

Pa/(m3_/s)^2

* (Q

_m3/s

)^

2



Onde:

 K Pa/(m3_/s)^2_{constante de proporcionalidade}

 Q vazão do fluido em m3/s

 p diferencial de pressão em Pa (N/m2)

Transporte de Calor



Potência de Circulação



P

kW

= (Q

m3/s

* p

Pa

)/



Perda de pressão do escoamento



P

Pa

= K

Pa/(m3_/s)^2

* (Q

_m3/s

)^

2



Variação da potência com a variação da

vazão do fluído elevado ao cubo

(13)

Transporte de Calor

 Absorção/Rejeição de Calor – Ar Úmido  Calor sensível q_skW= m kg/s*c_pukJ/kg*ºC* t ºC

 _{Calor latente q}_lkW= m kg/s* W kg vapor/kg ar seco* h_lvkJ/kg ºC

 _{Calor total q}_tkW= m kg/s* h kJ/kg

 Onde:

 m vazão em massa do fluido kg/s  c_pucalor específico do ar úmido kJ/kg  t variação da temperatura do fluido ºC  h variação de entalpia do fluido kJ/kg*ºC

 W variação da umidade absoluta kg vapor/kg ar seco  h_lvcalor latente de vaporização/condensação da água

Comparação entre Sistemas

VentiladorBomba Bomba Ventilador

Consumo de AC ref. 1000 Tr Ar Água Equipam.Água Equipam Total Relação

Janela 1250 1250 1,25

Minisplit 1250 1250 1,25

Self a ar 1350 1350 1,35

Self a água t 5,5ºC 1000 79 44 1123 1,12 Self a água t 8ºC 1002 54 44 1100 1,10 Self a água t 5,5ºC Sensível 1150 81 111 1342 1,34 Refrig. de água Scroll a ar t 5,5ºC 76 61 1250 1387 1,39 Refrig. de água Scroll t 5,5ºC 76 61 900 77 44 1158 1,16 Refrig. de água Scroll t 8ºC 61 42 902 53 44 1102 1,10 Refrig. de água Parafuso a ar 76 61 1200 1337 1,34 Refrig. de água Parafuso t 5,5ºC 76 61 700 73 44 955 0,95 Refrig. de água Parafuso t 8ºC 61 42 720 51 44 918 0,92 Refrig. de água Centrífugo t 5,5ºC 76 61 550 71 44 802 0,80 Refrig. de água Centrífugo t 8ºC 61 42 570 49 44 766 0,77

(14)

Condensação a Ar



O sistema de água gelada com

refrigeradores de água de condensação a

ar apresentam o maior consumo a plena

carga com 1,39 kW/tr



Mas o seu uso vem aumentando

consideravelmente



Na verdade o seu consumo varia com a

temperatura de bulbo seco do ar externo

Temperaturas BIN São Paulo

Hora % Acumulado Horário Comercial TBS ºC 1 a 6 7 a 12 13 a 18 19 a 24 sub-total h % sub-total % 5 a 7 0 1 0 0 1 0,01% 1 0,01% 1 0,02% 8 a 10 58 24 4 24 110 1,26% 111 1,27% 28 0,64% 11 a 13 430 194 38 205 867 9,90% 978 11,16% 232 5,30% 14 a 16 875 473 247 723 2318 26,46% 3296 37,63% 720 16,44% 17 a 19 597 567 431 661 2256 25,75% 5552 63,38% 998 22,79% 20 a 22 220 479 486 445 1630 18,61% 7182 81,99% 965 22,03% 23 a 25 10 281 508 110 909 10,38% 8091 92,36% 789 18,01% 26 a 28 0 144 299 22 465 5,31% 8556 97,67% 443 10,11% 29 a 31 0 27 164 0 191 2,18% 8747 99,85% 191 4,36% 32 a 34 0 0 13 0 13 0,15% 8760 100,00% 13 0,30% 8760 92,36% 4380 85,23%

Foi considerado também a opção de trabalhar somente em horário comercial, cujas temperaturas são superiores, mas é o horário de maior uso do sistema de ar condicionado

(15)

Condensação a Ar – Média Anual

Rio de Janeiro - Condensação a ar compressor de parafuso TBS ºC Faixa kW/kW kW/tr 11 a 13 0,05% 5,40 0,65 14 a 16 2,39% 5,10 0,69 17 a 19 12,88% 4,70 0,75 20 a 22 27,27% 4,40 0,80 23 a 25 33,30% 4,20 0,84 26 a 28 15,90% 3,90 0,90 29 a 31 6,19% 3,40 1,03 32 a 34 1,59% 3,00 1,17 35 a 37 0,41% 2,70 1,30 38 a 40 0,02% 2,50 1,41 Média anual 4,22 0,83 São Paulo - Condensação a ar e compressor de parafuso

TBS ºC Faixa kW/kW kW/tr 5 a 7 0% 5,40 0,65 8 a 10 1% 5,40 0,65 11 a 13 10% 5,40 0,65 14 a 16 26% 5,10 0,69 17 a 19 26% 4,70 0,75 20 a 22 19% 4,40 0,80 23 a 25 10% 4,20 0,84 26 a 28 5% 3,90 0,90 29 a 31 2% 3,40 1,03 32 a 34 0% 3,00 1,17 Média anual 4,70 0,75

O consumo anual é uma média ponderada pelo número de horas anuais de uma determinada temperatura externa e do COP da unidade nesta temperatura

Distribuição de Ar



A alteração do projeto poderá reduzir de forma

significativa a potência de bombeamento do ar



Um único condicionador de ar versus múltiplos

condicionadores de ar



A vazão de ar insuflada é mantida



O diferencial de pressão é alterado



Cuidado com a perda de qualidade do ar ou de

(16)

Fluxo de Água Gelada e de Ar

Variável

23/06/2010 Oficina Sistema de Condicionamente de Ar de Alta Eficiência 31 Chilled Water System Quantidade

Cooling capacity Total cooling capacity Power consumption Total power consumption Ratio consumption /cooling Units # operação Tr Tr kW kW kW/Tr Water Chillers 3 850 2550 570 1710 0,67 Water pump primary BAGP 3 -25 30 89 0,04 Water pump secundary BAGS 1 -22 76 76 0,03 Water pump secundary BAGS 1 -15 51 51 0,02 Actual cooling load CW 2488 1926 0,77 Water pump cooling tower BAC 3 31 92 0,04 Cooling Water Tower 3 37 112 0,04 Power consumption heat rejection 203 0,08 Sub-total Central Chilled Water 2488 2130 0,86 Sub-total Air Handling units 76 37,8 2877 811 0,33 Total Chilled Water System 2488 2940 1,18 Maximum electrical demand 2940

Fluxo de Refrigerante Variável

VRF Condensação a Ar

VRF System Quantity Cooling Capacity (Internal WB 19,5ºC) Power consumption (external DB 35ºC) Ratio consumption and cooling capacity # Tr kW kW/Tr Condensing Unit 42 tr 54 hp 66 44,1 50,2 1,14 Total Condensing units 2910 3313 1,14 Capacity reduction due to pressure drop 8 0

Actual performance 42 tr 54 hp 66 35,8 41 1,14 Actual Condensing units 2365 2693 1,14

Internal Units

3,2 kW – 0,9 tr 132 1,02 0,08 0,08 12,5 kW – 4 tr 792 3,98 0,32 0,08 Total performance evaporators 3289 265 0,08 Total VRF Internal WB 19,5ºC and

external DB 35ºC 2365 2958 1,25

(17)

Fluxo de Refrigerante Variável –

VRF – Condensação a Água

VRF System Cooling Power

Water Cooled Quantity capacity Consumption Ratio Internal WB 19 Condensing Water 30ºC # Tr kW kW/Tr Condensing Unit 20 HP - TC 56,5 kW - PI 12,3 kW 66 16,07 12,3 0,77

Condensing Unit 30 HP TC 84,7 kW PI 18,4 kW 66 24,09 18,4 0,76 Total Condensing units 2650,51 2026,2 0,76 Capacity reduction due to pressure drop 8% 8%

Actual Performance 66 14,78 11,32 0,77 66 22,16 16,93 0,76 Actual Condensing units 2438 1864 0,76 Condensing water pump 3 31

Cooling Tower 3 37 Heat rejection sub-system 3 204

External units 2438 2068 0,85 Internal Units

3,2 kW – 0,9 tr 132 1,02 0,08 0,08 12,5 kW – 4 tr 792 3,98 0,32 0,08 Total performance evaporators 3287 264 0,08 Total VRF Internal WB 19,5ºC and external DB 35ºC 2438 2332 0,96

Unit 20 HP - 14 kW 66 924 Unit 30 HP - 21 kW 66 1386 Heat rejection sub-system 3 204

Internal Units 264 Electrical demand 2.778

Comparação 1



VRF resfriado a água é o sistema mais

eficiente



Unidades externas sem as unidades

internas



VRF condensação a água – 0,85 kW/tr



Central de Água Gelada – 0,86 kW/tr

(18)

Comparação 2



VRF usa menor potência para as unidades

internas (F&C e Unidades de tratamento de ar)

 Água Gelada F&C – 0,33 kW/tr  VRF unidades internas – 0,08 kW/tr

 A diferença é resultado da menor pressão estática:

 nos filtros de ar (interna a unidade)

 Distribuição de ar dutos e difusores (externa a unidade)

Comparação 3



VRF condensação a água tem a menor

relação kW/tr a plena carga



VRF condensação a água – 0,96 kW/tr



Água Gelada – 1,18 kW/tr

(19)

ASHRAE - Sustentabilidade



ASHRAE Guia Verde define como

sustentabilidade:



―prover as necessidades do presente sem

reduzir a habilidade de atender as

necessidades do futuro‖

Associações Mundiais de

Construção Sustentável

 Building Research Establishment Environmental Assessment Method (BREEAM) – Inglesa

 Green Building Challenge Assesment Framework - Mundial

 Comprehensive Assesment System for Building Environmental Efficiency (Casbee) – Japonesa

 La Haute Qualite Environmentale (HQE) – Francesa

 Green Council Australia (GBCAUS) - Green Star (Green Star

Rating Tools) – Australiana

 United States Green Building Council (USGBC) – Americana  World Green Building Council (WORLDGBC) - Mundial

(20)



Associação Nacional de Arquitetura

Bio-ecológica – ANAB



Instituto para o Desenvolvimento da

Edificação Ecológica IDEHA



Conselho Brasileiro de Construção

Sustentável CBCS



Green Building Coucil do Brasil GBCB

Associações Brasileiras de

Construção Sustentável

(21)

Procel Edifica

 Elaborado pelo Laboratório de Eficiência Energética em Edificações, Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Catarina através do convênio ECV 007/2004 firmado com a Eletrobrás no âmbito do programa Procel EDIFICA. As discussões foram conduzidas na Secretaria Técnica e submetidas ao GT Edificações do MME que após aprovação enviou para o Comitê Gestor de índices e Níveis de Eficiência Energética – CGIEE (Decreto nº 4.059 de 19 de dezembro de 2001). É uma Regulamentação para Etiquetagem Voluntária de Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos.

Procel Edifica

 O Procel Edifica especifica requisitos técnicos, bem como os métodos para classificação de edificações comerciais e públicas quanto à eficiência energética.

 Este regulamento aplica-se para edifícios com área total útil mínima de 500m2 e/ou com tensão de abastecimento superior ou igual a 2,3kV (subgrupos A1, A2, A3, A3a eA4), incluindo edifícios

condicionados, parcialmente condicionados e naturalmente ventilados.

(22)

Procel Edifica



É de caráter voluntário, com implantação a

partir de 2007, e passará a ter caráter

obrigatório no prazo máximo de cinco anos a

partir da data de implantação

Procel Edifica

 A etiquetagem de eficiência energética para edificações deve atender aos requisitos relativos à eficiência e potência instalada do sistema de iluminação, à eficiência do sistema de

condicionamento do ar e ao desempenho da envoltória. Todos os requisitos têm níveis de eficiência que variam de A (mais eficiente) a E (menos eficiente).

 Os pesos estão distribuídos da seguinte forma:

 Sistema de Iluminação = 30%

 Sistema de Condicionamento de Ar = 40%  Envoltória = 30%

(23)

ASHRAE 90.1 Energy Standard for Buildings

Except Low-Rise Residential Buildings

 Propósito

 Escôpo

 Definições, Abreviações, e Acrônimos

 Administração e Requisitos de Conformidade

 Envoltória do Edifício

 Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado

 Aquecimento de Água de Serviço

 Energia Elétrica

 Iluminação

 Outros Equipamentos

 Método de Orçamento de Custo de Energia

Propósito



O propósito desta Norma é o de prover

requisitos mínimos para a eficiência

energética no projeto de edifícios, com

exceção de edifícios residenciais até 3

pavimentos.

(24)

Escopo



Esta Norma provê:



Requisitos mínimos de eficiência energética

para projeto e execução de:

 edifícios novos e seus sistemas

 _{partes novas dos edifícios e seus sistemas}

 sistemas e equipamentos novos em edifícios existentes

Escopo

 Critério para determinar a conformidade para com esses requisitos.

 As prescrições desta Norma se aplicam à:  Envoltória do edifício, contanto que os espaços

fechados sejam

 Aquecidos por um sistema de aquecimento cuja capacidade é maior

ou igual a 10 W/m2 ou

 Refrigerados por um sistema cuja capacidade sensível maior ou igual a 15 W/m2, e

(25)

Escopo



Os seguintes sistemas e equipamentos usados

conjuntamente com edifícios:

 _{De aquecimento, ventilação e ar-condicionado,}  De aquecimento de água de serviço,

 De distribuição de energia elétrica e dispositivos de

medição,

 _{De motores elétricos e transmissões por correias, e}  De iluminação.

Escopo

 As prescrições desta Norma não se aplicam a

 Casas uni-familiares, estruturas multi-familiares com 3 andares ou menos acima do nível do solo, e casas pré-fabricadas (móveis e modulares).

 Edifícios que não usam eletricidade, ou combustível fóssil, ou  Equipamentos e partes do sistema do edifício onde a energia é usada

principalmente para processos industriais, de fabricação e comerciais.

 Onde for indicado de forma específica nesta Norma, outros edifícios ou elementos de edifícios devem ser isentos.

 Esta Norma não deve ser usada para evitar ou não considerar quaisquer requisitos de segurança, saúde ou meio-ambiente.

(26)

ASRAE 90.1



Requisito LEED:



Norma 90.1 – 2007 (sem as emendas);



Os itens obrigatórios: Secções 5.4, 6.4, 7.4, 8.4,

9.4 e 10.4



Os recomendações nas seções 5.5, 6.5, 7.5 e 9.5

ou recomendações de performance (seção 11)

ASHRAE Standard 90.1-2004

5.0 – Envoltório do edifício 5.1 - Geral 5.2 – Requisitos de conformidade 5.4 – Provisões Obrigatórias 5.5 - Caminho prescrito 5.6 – Opção do envoltório do edifício Seção 11 – Método do orçamento do custo da energia 5.7 - Documentos 5.8 - Produtos

(27)

ASHRAE Standard 90.1-2004

5.0 – Envoltório do Edifício

5.1 – Geral

5.2 – Requisitos de conformidade

5.3 – Edifício Simplificado (não é usado)

ASHRAE Standard 90.1-2004

5.4 – Provisões Obrigatórias

5.4.1 – Isolamento: quando usado em 5.5 e 5.6 deverá estar de acordo com 5.8.1.1 a 5.8.1.9

5.4.2 – Desenho de Janelas e Portas: descrito em 5.8.2 5.4.3 – Infiltração de ar:

5.4.3.1 – Vedação da Envoltória do Edifício 5.4.3.2 – Infiltração por portas e janelas

5.4.3.3 – Portas para docas com proteção climática – para zonas climáticas de 4 a 8

(28)

Zona Climática - Brasil



Belém – 1



Brasília – 2



Fortaleza – 1



Porto Alegre – 2



Recife – 1



Rio de Janeiro – 1



Salvador – 1



São Paulo – 2

ASHRAE Standard 90.1-2004

5.5 – Recomendações de Opções do “Envelope” do Edifício

5.5.1 – Espaço Condicionado: para espaço com condicionamento de ar a envoltória externa do edifício residencial e não residencial deverá atender aos requerimentos das tabelas Requerimentos para a envoltória do edifício de zona climática 1a 8 tabelas 5.5-1 a 5.5-8 respectivamente

5.5.2 – Áreas não condicionadas: deverá atender aos requerimentos das tabelas Requerimentos para a envoltória do edifício de zona climática 1a 8 tabelas 5.5-1 a 5.5-8 respectivamente

(29)

ASHRAE Standard 90.1-2004

5.5 – Recomendações de Opções do

“Envelope” do Edifício

5.5.3 – Áreas Opacas (paredes e telhados) deverá ser conforme os seguintes métodos:

A – Mínimo valor de resistência do isolamento – ver apêndice A B – Máximo valor do coeficiente global de transmissão de calor –

ver Apêndice A

ASHRAE Standard 90.1-2004

5.5 – Recomendações de Opções do “Envelope” do Edifício

5.5.4 – Insolação:

5.5.4.1 – Geral: conformidade com os coeficientes de transmissão de calor U e o coeficiente de ganho de calor solar (SHGC) 5.5.4.2.1 - Área vertical menor que 50%, exceto piso térreo

limitado a uma altura de 6 m, com sombreamento de 0,5 e máximo de 75% de área envidraçada

5.5.4.2.2 - Horizontal menor que 5%

5.5.4.3 – Insolação: a insolação não poderá ter um coeficiente global de transferência de calor U superior ao apresentado nas tabelas 5.5-1 a 5.5-8

5.5.4.4 – Insolação coeficiente de ganho de calor solar não superior ao especificado em todas as direções nas tabelas 5.5-1 a 5.5-8.

(30)

ASHRAE Standard 90.1-2004

5.6 – Opção não Recomendada de Envoltório do edifício 5.7 – Documentos

5.8 – Informação de Produtos e Requerimentos de Instalação 5.8.1 – Isolamento:

5.8.1.1 – Identificação em cada peça

5.8.1.2 – Instalação conforme a recomendação do fabricante 5.8.1.3 – Limitação de preenchimento com isolamento solto 5.8.1.4 – Chicanas

5.8.1.5 – Contado assegurado no perímetro do isolamento

5.8.1.6 – Equipamentos embutidos não podem diminuir o isolamento 5.8.1.7 – Proteção do Isolamento

5.8.1.8 – Localização do isolamento do teto (roof) 5.8.1.9 – Extensão do isolamento

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5.8.2 – Janelas e portas

5.8.2.1 – Avaliação do desempenho da janela quanto ao isolamento e insolação por laboratório independente; 5.8.2.2 – Placa de identificação com dados de transmissão de

calor e de infiltração das superfícies transparentes 5.8.2.3 – Placa de identificação com dados de transmissão de

calor e de infiltração das portas

5.8.2.4 – O coeficiente global de transmissão de calor U deverá ser calculado conforme NFRC-100

5.8.2.5 – Fatores de ganho de calor solar (SHGF) em toda a área de insolação deverá ser calculado conforme NFRC-200 5.8.2.6 – Transmissibilidade a luz visível: deverá ser

determinado conforme NFRC-200

(31)

ASHRAE Standard 90.1-2004

6.0 – Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado 6.1 - Geral 6.2 – Requisitos de conformidade 6.3 – Aproximação Simplificada 6.4 – Provisões obrigatórias 6.5 – Caminho recomendado Seção 11 – Método do orçamento do custo da energia 6.7 - Documentos

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6.0 – Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado 6.1 – Geral

6.1.1 – Escopo

6.1.1.1 – Edifícios Novos – conforme item 6.2 (6.8 Eficiência mínima do equipamento)

6.1.1.2 – Adições a Edifícios Existentes – conforme 6.2 (6.8 Eficiência mínima do equipamento)

(32)

ASHRAE Standard 90.1-2004

6.0 – Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado 6.2 – Requisitos de Conformidade conforme os itens

6.1 Geral, 6.7 Desenhos Certificados, 6.8 Eficiência Mínima dos Equipamentos,

A - 6.3 Opção simplificada de aproximação B - 6.4 Provisões Obrigatórias e 6.5 Caminho

Recomendado

ASHRAE Standard 90.1-2004

6.0 – Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado 6.3 – Aproximação simplificada para sistemas de HVAC

conformidade aos requisitos de eficiência mínima – 6.3.1 – Escopo: Edifícios de menor porte 2 andares com até

2.300m2

6.3.2 – HVAC Critérios

A – o equipamento atende a uma única zona

B – Refrigeração equipamentos de refrigeração RAC ou PAC C – Ciclo economizador conforme a tabela 6.5.1

D – Aquecimento equipamentos de refrigeração RAC ou PAC E – Ar externo fornecido pelo equipamento inferior ou igual a 84 m3_/h

(33)

ASHRAE Standard 90.1-2004

6.4.1.1 – Placa de identificação com dados técnicos do desempenho, de operação e da eficiência dos equipamentos listados – devem atender as tabelas 6.8.1-A a 6.8.1-G 6.8.1-A – Condicionadores de ar e unidades condensadoras 6.8.1-B – Bombas de calor

6.8.1.C – Refrigeradores de água compactos 6.8.1-D – PAC, RAC e bombas de calor

6.8.1-E – Aquecedores (furnaces), aquecedores de duto e resistências elétricas;

6.8.1-F – Caldeiras

6.8.1-G – Equipamentos de rejeição de calor

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6.4.1.2 – Eficiências mínimas de equipamento – Condições não padrões 6.4.1.3 – Equipamento não listado – poderá ser usado

6.4.1.4 – Verificação da eficiência dos Equipamentos A- Deverá ser certificado US DOE

B – Se existir um programa de certificação o equipamento deverá fazer parte da lista

C – Se existir um programa de certificação e o equipamento não estiver listado, poderá ser ensaiado por empresa certificadora independente D – Se não existir um programa de certificação o fabricante deverá

fornecer os dados de desempenho

E – No caso de possuir componentes ou sub-conjuntos de diferentes fabricantes o projetista deverá especificar qual é o componente ou sub-conjunto a ser considerado

(34)

ASHRAE Standard 90.1-2004

6.4.2 – Cálculo da Carga Térmica deverá ser feito seguindo os procedimentos de manuais reconhecido como por exemplo o ASHRAE Fundamentals

6.4.3 – Controles

6.4.3.1 – Termostato de controle da zona térmica

6.4.3.2 – Restrição de reajuste do ponto de ajuste da temperatura 6.4.3.3 – Sistema de controle da ventilação

6.4.3.4 – Controle auxiliar de aquecimento – bomba de calor 6.4.3.5 – Pré aquecedor do umidificador

6.4.3.6 – Umidificadores e desumidificadores

6.4.3.7 – Proteção contra congelamento e fusão de neve ou de gelo 6.4.3.8 – Controle de ventilação para áreas de grande ocupação humana

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6.4.4. – Sistemas de HVAC Construção e Isolamento 6.4.4.1 – Isolamento térmico

6.4.4.2 – Vazamento em dutos e plenos

6.4.5 – Requerimentos de finalização conforme item 6.7.2

(35)

ASHRAE Standard 90.1-2004

6.5 – Caminho Recomendado

6.5.1 – Ciclo Economizador

6.5.2 – Limitações Simultâneas de Aquecimento e de Refrigeração 6.5.3 – Controle e Projeto de Sistemas do Lado do Ar

6.5.4 – Controle e Projeto de Sistemas do Lado da Água 6.5.5 – Equipamentos de Rejeição de Calor

6.5.6 – Recuperação de Energia 6.5.7 – Coifas de Exaustão

6.5.8 – Sistema de Aquecimento Radiante

6.5.9 – Limitações da Derivação de Gás Quente – Hot gas by pass

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6.6 – Caminho Recomendado Alternativo – Não é

usado

6.7 – Documentos 6.7.1 – Geral

6.7.2 – Requerimentos de finalização – desenhos, manuais e comissionamento

6.8 – Tabelas de Eficiência Mínima dos Equipamentos

(36)

ASHRAE Standard 90.1-2004

7.0 – Aquecimento da Água de Serviço 7.1 - Geral 7.2 – Definição dos Caminhos Recomendados 7.8 – Informação do Produto 7.4 – Provisões obrigatórias 7.5 – Caminho recomendado Seção 11 – Método do ―orçamento‖ do custo da energia 7.7 - Documentos

ASHRAE Standard 90.1-2004

7.0 – Aquecimento da Água de Serviço

7.1 – Geral

7.3 – Simplificado: Opção de Pequena Construção – não é usado

(37)

ASHRAE Standard 90.1-2004

7.4.1 – Cálculo da carga de aquecimento da água deverá ser feito conforme procedimento definido pelo fabricante ou por manuais

7.4.2 – Eficiência do Equipamento de aquecimento da água potável, piscinas ou tanques de armazenagem deverá ser conforme a tabela 7.8

7.4.3 – Isolamento da Tubulação da Água Quente de Serviço

ASHRAE Standard 90.1-2004

7.4 – Provisões Obrigatórias

7.4.4 - Controle da Água Quente de Serviço

7.4.5 – Piscinas

7.4.6 – Heat Trap – dispositivo que impede a

circulação da água quente por convecção

natural

(38)

ASHRAE Standard 90.1-2004

7.5.1 – Aquecimento do Ar e Aquecimento da Água 7.5.2 – Equipamento de Aquecimento da Água de

Serviço

7.6 – Caminho Alternativo recomendado – não é usado

7.7 – Documentos: deverão atender ou não normas e regulamentos locais

ASHRAE Standard 90.1-2004

8.0 – Potência 8.1 - Geral 8.2 – Definição dos Caminhos Recomendados 8.4 – Provisões obrigatórias 8.7 - Documentos

(39)

ASHRAE Standard 90.1-2004

8.0 – Potência

8.1 – Geral – aplica-se ao sistema de distribuição de energia elétrica

8.3 – Opção Simplificada para Edifícios Pequenos – não é usada

ASHRAE Standard 90.1-2004

8.0 – Potência

8.4.1 – Queda de Tensão

8.4.1.1 – Condutores de alimentação – queda máxima de tensão de 2%

8.4.1.2 – Condutores de ramais – queda máxima de tensão de 3%

8.5 – Caminho Recomendado – não é usado

8.6 – Caminho Alternativo Recomendado – não é usado 8.7 – Documentos: Desenhos e Manuais

(40)

ASHRAE Standard 90.1-2004

9.0 - Iluminação 9.1 - Geral 9.2 – Definição dos Caminhos Recomendados 9.4 – Provisões obrigatórias 9.5 – Método da Área do edifício 9.6 – Método do Espaço pelo Espaço

Seção 11 – Método do orçamento do custo da energia

ASHRAE Standard 90.1-2004

9.0 – Iluminação 9.1 – Geral 9.1.1 – Escopo

A – Espaços interiores do edifício B – Exterior do edifício

(41)

ASHRAE Standard 90.1-2004

9.0 – Iluminação

9.2.1 – Sistema de iluminação e equipamentos 9.2.2 – Requerimentos recomendados

9.2.2.1 – Método da área do edifício 9.2.2.2 – Método de cada espaço

9.2.2.3 – Potência da iluminação interna 9.3 – Não é usado

ASHRAE Standard 90.1-2004

9.4.1 – Controle de Iluminação 9.4.2 – Fiação em Tandem 9.4.3 – Sinais de Saída

9.4.4 – Iluminação Exterior do Térreo do Edifício 9.4.5 – Potência da iluminação exterior do edifício

(42)

ASHRAE Standard 90.1-2004

9.5 – Método da Área do Edifício – Caminho Recomendado

9.5.1 – Método de Cálculo da Potência de Iluminação Interior Máxima Permitida

9.6 – Caminho Recomendado Alternativo – Método do Espaço pelo Espaço

9.7 – Documentos – não usado

9.8 – Informação do Produto – não usado

ASHRAE Standard 90.1-2004

10.0 – Outros Equipamentos 10.1 - Geral

10.2 – Caminhos Recomendados 10.4 – Provisões

(43)

ASHRAE Standard 90.1-2004

10.0 – Outros equipamentos

10.1 – Geral

10.3 – Opção Simplificada para Edifícios de Pequeno Porte – não é usada

10.4.1 – Motores Elétricos de alto rendimento tabela 10.8

ASHRAE Standard 90.1-2004

10.5 – Caminho Recomendado Prescritivo – não é usado

10.6 – Caminho Alternativo Recomendado – não é usado

10.7 – Documentos – não é usado 10.8 – Informação de Produto

(44)

ASHRAE Standard 90.1-2004

11.0 – Método do Orçamento do Custo da Energia 11.1 – Geral

11.2 – Requerimentos Gerais de Simulação

11.2.1 – Programa de Simulação 11.2.2 – Dados Climáticos

11.2.3 – Cálculo do Custo Energético Calculado e o Orçado

Valores de Projeto ASHRAE

Fundamentals Handbook 2005 Chapter 17 Energy Resources

Descrição Unidades Brasil ASHRAE 2001 ASHRAE 2005 Iluminação Instalada W/m2 15 14 8,6

Calor sensível W/m2 130 63 47 Aquecimento W/m2 ?? 47 32 Pressão do sistema de ventilação Pa 1000 1000 1000

Vazão de ar insuflada M3/h*m2 28 18 18 Potência elétrica geral W/m2 50 48 32 Potência Térmica geral W/m2

M2/Tr 140 25 95 37 63 55 Pressão do sistema de água kPa 300 210 210 Refrigerador de água condensação

a água COP kW/kW kW/Tr 5,9 0,59 5,9 0,59 7,1 0,49 Equipamentos Auxiliares COP kW/kW

kW/Tr 20 0,18 25 0,14 25 0,14 Equipamentos Unitários condensação a água COP kW/kW KW/Tr 3,57 0,98 3,57 0,98 3,57 0,98

(45)

Indoor Environmental Quality

ASHRAE Standard 62.1-2004

4.0 – Qualidade do Ar Externo 4.1 – Qualidade do Ar Regional 4.2 – Qualidade do Ar Local 4.3 – Documentação 5.0 – Sistemas e Equipamentos 5.1 – Ventilação Natural 5.2 – Distribuição do ar de Ventilação 5.3 – Localização do Duto de Exaustão

Indoor Environmental Quality

ASHRAE Standard 62.1-2004

5.4 – Sistema de Controle da Ventilação 5.5 – Superfície em contato com o Fluxo de Ar 5.6 – Tomadas de Ar Exterior

5.7 – Captura Local de Contaminantes 5.8 – Ar de Combustão

5.9 – Remoção de Material Particulado 5.10 – Sistemas de Desumidificação

(46)

Indoor Environmental Quality

ASHRAE Standard 62.1-2004

5.11 – Bandejas de Drenagem

5.12 – Serpentinas com Tubos Aletados e Trocadores de Calor

5.13 – Equipamento de Umidificação e Jatos Pulverizados de Água

5.14 – Acesso para Inspeção, Limpeza e Manutenção 5.15 – Superfície externa e interna do Edifício

5.16 – Edifícios com Garagens em Anexo 5.17 – Classificação do Ar e re-circulação

Indoor Environmental Quality

ASHRAE Standard 62.1-2004

6.0 – Procedimentos

6.1 – Geral

6.2 – Procedimentos da Taxa de Ventilação

6.3 – Procedimentos da Qualidade Interna do Ar

6.4 – Procedimentos da Documentação de

(47)

RE-09 de 16/01/2003 – Anvisa

Padrões Referenciais

 3.4 - a Taxa de Renovação do Ar adequada de ambientes climatizados será, no mínimo, de 27 m3/hora/pessoa, exceto no caso específico de ambientes com alta rotatividade de pessoas. Nestes casos a Taxa de Renovação do Ar mínima será de 17 m3/hora/pessoa, não sendo admitido em qualquer situação que os ambientes possuam uma concentração de CO2, maior ou igual a estabelecida em IV-2.1, desta Orientação Técnica.

RE-09 de 16/01/2003 – Anvisa

Padrões Referenciais



3.5 - a utilização de filtros de classe G1 é

obrigatória na captação de ar exterior. O Grau

de Pureza do Ar nos ambientes climatizados

será obtido utilizando-se, no mínimo, filtros

de classe G-3 nos condicionadores de

sistemas centrais, minimizando o acúmulo de

sujidades nos dutos, assim como reduzindo os

níveis de material particulado no ar

(48)

NBR-16401



ABNT 16401/80 Instalações de

ar-condicionado — Sistemas centrais e

unitários Parte 3: Qualidade do ar

interior

NBR 16401-2008 Renovação de Ar

 A vazão eficaz de ar exterior Vef é considerada constituída pela soma de duas partes, avaliadas separadamente: a vazão

relacionada às pessoas (admitindo pessoas adaptadas ao recinto) e a vazão relacionada à área ocupada.

 É calculada pela equação: Vef= Pz* Fp+ Az* Fa onde

 V_ef é a vazão eficaz de ar exterior, expressa em litros por segundo

(L/s);

 Pz é o número máximo de pessoas na zona de ventilação;

 F_pé a vazão por pessoa, expressa em litros por segundo

(L/s*pessoa);

 Azé a área útil ocupada pelas pessoas, expressa em metros

quadrados (m ).

(49)

NBR 16401-2008 Renovação de Ar

 Tabela dos valores de vazão de ar por pessoa ou por área ocupada

 Nível 1 - Nível mínimo vazão de ar exterior para

ventilação.

 Nível 2 - Nível intermediário da vazão de ar exterior para

ventilação.

 Nível 3 - Vazões ar exterior para ventilação que

segundo estudos existem evidências de redução de reclamações e manifestações alérgicas

NBR 16.401-3 – Tabela 1 Vazão Eficaz

de Ar Exterior para Ventilação

Local Densidade de pessoas Nível 1 Fp Fa Nível 2 Fp Fa Nível 3 Fp Fa Exaustão mecânica Por 100 m2 L/s*pess oa L/s*m2 L/s*pess oa L/s*m2 L/s*pess oa L/s*m 2 L/s*m2 Supermercado de padrão médio 8 3,8 0,3 4,8 0,4 5,7 0,5 Mall de centros comerciais 40 3,8 0,3 4,8 0,4 5,7 0,5 Escritório de diretoria 6 2,5 0,3 3,1 0,4 3,8 0,5 Escritório com alta densidade 20 2,5 0,3 3,1 0,4 3,6 0,5 Call Center 60 3,8 0,6 4,8 0,8 5,7 0,9 Bancos área de público 41 3,8 0,3 4,8 0,4 5,7 0,5

(50)

NBR 16401- Parte 3 Qualidade

do Ar Filtragem

Tipos de filtros

Classe Eficiência

Gravimétrica média Eg%

Eficiência média para particulas de 0,4 microns metro Ef%

Grossos G1 50% < Eg% < 65% G2 65% < Eg% < 80% G3 80% < Eg% < 90% G4 90% < Eg% Finos F5 40% < Ef% < 60% F6 60% < Ef% < 80% F7 80% < Ef% < 90% F8 90% < Ef% < 95% F9 95% < Ef%

NBR 16401- Parte 3 Qualidade

do Ar Filtragem

Aplicação Típica Classe

Supermercado, mall de centros comerciais, agências bancárias e de correios, lojas comerciais e de serviços, Biblioteca, Museu áreas do público

G4

Escritórios, sala de reunião, CPD, sala de digitação, call center, consultórios, Aeroporto – saguão, salas de embarque

F5

Aeroporto Torre de Controle, Centrais de telefone, Sala de comutação G3 + F6

Biblioteca, museu – exposição e depósito de obras sensíveis G3 – F8

Hotéis 3 estrelas ou mais - apartamentos, lobby, salas de estar, salões de convenções F5

Hotéis - outros, motéis – apartamentos, Lanchonete, cafeteria G4

Teatro, cinema, auditório, locais de culto, sala de aula F5

Restaurante, bar, salão de coquetel, discoteca, danceteria, salão de festas, salão de jogos

F5

(51)

NBR 16401- Parte 3 Qualidade

do Ar Tomada de Ar Exterior

Distância mínima de possíveis fontes de poluição Metros

Entrada de garagens estacionamentos ou ―drive-in‖ 5,0

Docas de carga e descarga estacionamento de ônibus 7,5

Estradas, ruas com pouco movimento 1,5

Estradas, ruas com tráfego pesado 7,5

Telhados, lajes, jardins ou outra superfície horizontal 1,5

Depósitos de lixo e área de colocação de caçambas 5,0

Locais reservados a fumantes (fumódromos) 4,0

Torres de resfriamento 10,0

Eficiência de Filtragem MERV

ASHRAE 52.2 ASHRAE 52.1 Particle size range Test MERV 3 to 10 µm 1 to 3 µm .3 to 1 µm Arrestance Dust spot

Particle size range, µm Applications 1 <20% - - <65% <20% 2 <20% - - 65-70% <20% 3 <20% - - 70-75% <20% 4 <20% - - >75% <20% >10 residential light pollen, dust mites 5 20-35% - - 80-85% <20% 6 35-50% - - >90% <20% 7 50-70% - - >90% 20-25% 8 >70% - - >95% 25-30% 3.0-10 industrial, dust, molds, spores 9 >85% <50% - >95% 40-45% 10 >85% 50-65% - >95% 50-55% 11 >85% 65-80% - >98% 60-65% 12 >90% >80% - >98% 70-75% 1.0-3.0 industrial, Legionella, dust 13 >90% >90% <75% >98% 80-90% 14 >90% >90% 75-85% >98% 90-95% 15 >90% >90% 85-95% >98% ~95% 16 >95% >95% >95% >98% >95% 0.3-1.0 hospitals, smoke removal, bacteria

(52)