Introdução aos Edifícios Verdes

Transcrição

Ar Condicionado – ASHRAE 90.1
Construções Sustentáveis
Oswaldo de Siqueira Bueno
Consultor em Sistemas de Transferência de Calor,
Condicionamento de Ar e Refrigeração
23/06/2010
Introdução aos Edifícios Verdes Introduction to Green Buildings
Oficina Sistema de Condicionamente de Ar de Alta
Eficiência
2
1
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
23/06/2010
Oficina Sistema de Condicionamente de Ar de Alta Eficiência
3
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.
400 empresas filiadas
23/06/2010
4
2
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
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5





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;
23/06/2010
6
3



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
23/06/2010
7
Tópicos de discussão

Introdução Ar Condicionado



Consumo de Energia




Potência de transporte
Potência de transferência
COP – de Sistemas
ASHRAE 90.1


Escolha da temperatura interna
Condições externas e o Ciclo Economizador
Pre-requisitos Leed
Comentários
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8
4
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
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9
Faixa de Conforto NBR 16.401-08








Verão
Condições
TBS
Mínima
22,5 ºC
Mínima
23,0 ºC
Máxima
25,5 ºC
Máxima
26,0 ºC
Roupa típica 0,5 clo
Atividade sedentária ou leve
23/06/2010
UR
65%
35%
65%
35%
10
5
Faixa de Conforto NBR 16.401-08








Inverno
Condições
TBS
Mínima
21,0 ºC
Mínima
21,5 ºC
Máxima
23,5 ºC
Máxima
24,0 ºC
Roupa típica 0,9 clo
Atividade sedentária ou leve
23/06/2010
UR
60%
30%
65%
35%
11
Escolha da Temperatura

Fundamental para o valor da carga térmica e
para o consumo de energia

Temp.

20ºC
24ºC
26ºC
28ºC



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Carga TR
Mínimo
Máximo
0.40
1.14
0.09
0.83
-0.06
0.67
-0.22
0.51
Total Consumo
Tr*hr kW*h
19.6
24,5
12.1
15,1
8.0
10,0
4.4
5,5
12
6
Influência da Escolha da
Temperatura na Carga Térmica
1,4
1,2
1
0,8
20 ºC
24 ºC
28 ºC
0,6
0,4
0,2
:0
0
:0
0
22
:0
0
20
:0
0
18
:0
0
16
:0
0
14
:0
0
12
:0
0
10
:0
0
08
:0
0
06
04
02
00
:0
0
-0,2
:0
0
0
-0,4
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Quarto de 16 m2 em
São Paulo - Verão
13
Carga Térmica por m2

Cuidado com o valor usado de 25 m2/Tr
Residências
 Apartamentos
 Hote - Dormitórios
 Escritórios
 Escolas
 Lojas/Shoppings
 Restaurantes


de 56 A 35 m2/TR
de 42 A 32 m2/TR
de 32 A 20 m2/TR
de 33 A 18 m2/TR
de 22 A 14 m2/TR
de 22 A 10 m2/TR
de 13 A 07 m2/TR
Fonte: ASHRAE Pocket Guide
23/06/2010
14
7
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
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15
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
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16
8
Consumidores de Energia

Equipamentos de transferência de calor


Níveis de temperatura da fonte e do sumidouro
Trocadores de calor:


Refrigerante empregado



Aproximações de temperatura entre o ambiente e o refrigerante
saturado – área de troca, novos elementos geométricos
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
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17
Consumidores de Energia

Equipamento de transferência de calor


Equipamentos de troca de calor


Transferência de calor do menor nível de temperatura
(fonte) para o maior nível e temperatura (sumidouro)
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
transporte do calor (água, solução, refrigerante)
23/06/2010
18
9
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
23/06/2010
19
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
23/06/2010
20
10
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)
23/06/2010
21
Transporte de Calor

Potência de Circulação


Potência = (Q m3/s* p
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


23/06/2010
Pa)/
Rendimento de bombas de água 75%
Rendimento dos ventiladores 50%
22
11
Diferencial de Pressão

Perda de pressão do escoamento


P Pa = K Pa/(m3/s)^2* (Q m3/s)^2
Onde:



23/06/2010
K Pa/(m3/s)^2 constante de proporcionalidade
Q vazão do fluido em m3/s
p diferencial de pressão em Pa (N/m2)
23
Transporte de Calor

Potência de Circulação


P kW = (Q m3/s* p
Perda de pressão do escoamento



Pa)/
P Pa = K Pa/(m3/s)^2* (Q m3/s)^2
Variação da potência com a variação da
vazão do fluído elevado ao cubo
P2 kW = P1 kW * (Q2 m3/s / Q1 m3/s)^3
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24
12
Transporte de Calor

Absorção/Rejeição de Calor – Ar Úmido




Calor sensível qs kW= m kg/s*cpu kJ/kg*ºC* t ºC
Calor latente ql kW= m kg/s* W kg vapor/kg ar seco* hlv kJ/kg ºC
Calor total qt kW= m kg/s * h kJ/kg
Onde:






23/06/2010
m vazão em massa do fluido kg/s
cpu calor 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
hlv calor latente de vaporização/condensação da água
25
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
23/06/2010
26
13
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
23/06/2010
27
Temperaturas BIN São Paulo
TBS ºC
5a7
8 a 10
11 a 13
14 a 16
17 a 19
20 a 22
23 a 25
26 a 28
29 a 31
32 a 34
Hora
7 a 12
1a6
0
58
430
875
597
220
10
0
0
0
%
13 a 18
1
24
194
473
567
479
281
144
27
0
0
4
38
247
431
486
508
299
164
13
19 a 24
0
24
205
723
661
445
110
22
0
0
sub-total
1
110
867
2318
2256
1630
909
465
191
13
8760
Acumulado
Horário Comercial
h
%
sub-total %
0,01%
1
0,01%
1
0,02%
1,26%
111
1,27%
28
0,64%
9,90%
978 11,16%
232
5,30%
26,46%
3296 37,63%
720 16,44%
25,75%
5552 63,38%
998 22,79%
18,61%
7182 81,99%
965 22,03%
10,38%
8091 92,36%
789 18,01%
5,31%
8556 97,67%
443 10,11%
2,18%
8747 99,85%
191
4,36%
0,15%
8760 100,00%
13
0,30%
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
23/06/2010
28
14
Condensação a Ar – Média Anual
São Paulo - Condensação a ar e compressor de parafuso
TBS ºC
Faixa
kW/kW
kW/tr
5a7
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
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
O consumo anual é uma média ponderada pelo número de horas anuais de uma determinada
temperatura externa e do COP da unidade nesta temperatura
23/06/2010
29
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
acesso para manutenção
23/06/2010
30
15
Fluxo de Água Gelada e de Ar
Variável
Chilled Water System
Ratio
Cooling Total cooling Power
Total power consumption
Quantidade capacity
capacity consumption 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
203
0,08
2488
2130
0,86
2877
811
0,33
2488
2940
1,18
Power consumption heat rejection
Sub-total Central Chilled Water
Sub-total Air Handling units
76
37,8
Total Chilled Water System
Maximum electrical demand
23/06/2010
2940
31
Fluxo de Refrigerante Variável
VRF Condensação a Ar
Cooling Capacity
Power
Ratio consumption
(Internal WB
consumption
and cooling
19,5ºC)
(external DB 35ºC)
capacity
VRF System
Quantity
#
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
Actual Condensing units
35,8
41
1,14
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
3289
265
0,08
2365
2958
1,25
Total performance evaporators
Total VRF Internal WB 19,5ºC and
external DB 35ºC
Electrical Demand
23/06/2010
3578
32
16
Fluxo de Refrigerante Variável –
VRF – Condensação a Água
VRF System
Water Cooled
Internal WB 19 Condensing Water 30ºC
Condensing Unit 20 HP - TC 56,5 kW - PI 12,3 kW
Condensing Unit 30 HP TC 84,7 kW PI 18,4 kW
Total Condensing units
Capacity reduction due to pressure drop
Actual Performance
Actual Condensing units
Condensing water pump
Cooling Tower
Heat rejection sub-system
External units
Internal Units
3,2 kW – 0,9 tr
12,5 kW – 4 tr
Total performance evaporators
Total VRF Internal WB 19,5ºC and external DB 35ºC
Unit 20 HP - 14 kW
Unit 30 HP - 21 kW
Heat rejection sub-system
Internal Units
Electrical demand
23/06/2010
Quantity
#
66
66
66
66
Cooling
capacity
Tr
16,07
24,09
2650,51
8%
14,78
22,16
2438
3
3
3
2438
132
792
66
66
3
1,02
3,98
3287
2438
Power
Consumption
kW
12,3
18,4
2026,2
8%
11,32
16,93
1864
31
37
204
2068
Ratio
kW/Tr
0,77
0,76
0,76
0,08
0,32
264
2332
924
1386
204
264
2.778
0,77
0,76
0,76
0,85
0,08
0,08
0,08
0,96
33
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
VRF condensação a ar – 1,14 kW/tr
23/06/2010
34
17
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:


23/06/2010
nos filtros de ar (interna a unidade)
Distribuição de ar dutos e difusores (externa a unidade)
35
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
VRF condensação a ar – 1,25 kW/tr
23/06/2010
36
18
ASHRAE - Sustentabilidade


ASHRAE Guia Verde define como
sustentabilidade:
―prover as necessidades do presente sem
reduzir a habilidade de atender as
necessidades do futuro‖
23/06/2010
37
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
23/06/2010
38
19
Associações Brasileiras de
Construção Sustentável




Associação Nacional de Arquitetura Bioecológica – ANAB
Instituto para o Desenvolvimento da
Edificação Ecológica IDEHA
Conselho Brasileiro de Construção
Sustentável CBCS
Green Building Coucil do Brasil GBCB
23/06/2010
23/06/2010
39
40
20
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.
23/06/2010
41
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.
23/06/2010
42
21
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
23/06/2010
43
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%
23/06/2010
44
22
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
23/06/2010
45
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.
23/06/2010
46
23
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
23/06/2010
47
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
23/06/2010
48
24
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.
23/06/2010
49
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.
23/06/2010
50
25
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)
23/06/2010
51
ASHRAE Standard 90.1-2004
5.0 – Envoltório
do edifício
Seção 11 – Método
do orçamento do
custo da energia
5.1 - Geral
5.2 – Requisitos de
conformidade
5.4 – Provisões Obrigatórias
5.6 – Opção do
envoltório do edifício
5.5 - Caminho prescrito
5.7 - Documentos
5.8 - Produtos
23/06/2010
52
26
5.0 – Envoltório do Edifício
5.1 – Geral
5.2 – Requisitos de conformidade
5.3 – Edifício Simplificado (não é usado)
23/06/2010
53
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
5.4.3.4 – Vestíbulos: exceto para zonas climáticas 1 e 2
23/06/2010
54
27
Zona Climática - Brasil








Belém – 1
Brasília – 2
Fortaleza – 1
Porto Alegre – 2
Recife – 1
Rio de Janeiro – 1
Salvador – 1
São Paulo – 2
23/06/2010
55
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
23/06/2010
56
28
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
23/06/2010
57
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.
23/06/2010
58
29
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
23/06/2010
59
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
NFRC – National Fenestration Rating Council
23/06/2010
60
30
6.0 – Aquecimento, Ventilação
e Ar Condicionado
6.2 – Requisitos de
conformidade
6.4 – Provisões obrigatórias
Seção 11 – Método
do orçamento do
custo da energia
6.1 - Geral
6.5 – Caminho
recomendado
6.3 – Aproximação
Simplificada
6.7 - Documentos
23/06/2010
61
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)
6.1.1.3 – Alterações de HVAC em edifícios existentes
23/06/2010
62
31
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
23/06/2010
63
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
F, G, H, I, J, K L, M, N, O.
23/06/2010
64
32
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
23/06/2010
65
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 subconjunto a ser considerado
23/06/2010
66
33
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
23/06/2010
67
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
23/06/2010
68
34
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
23/06/2010
69
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
23/06/2010
70
35
7.0 – Aquecimento da Água de
Serviço
Seção 11 – Método do
―orçamento‖ do custo da
energia
7.7 - Documentos
23/06/2010
7.1 - Geral
7.2 – Definição dos
Caminhos Recomendados
7.5 – Caminho
recomendado
7.8 – Informação do Produto
71
7.0 – Aquecimento da Água de Serviço
7.1 – Geral
7.3 – Simplificado: Opção de Pequena Construção –
não é usado
23/06/2010
72
36
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
23/06/2010
73
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
23/06/2010
74
37
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
23/06/2010
75
8.0 – Potência
8.1 - Geral
8.7 - Documentos
23/06/2010
76
38
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
23/06/2010
77
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
8.8 – Informação do Produto – não é usado
23/06/2010
78
39
9.1 - Geral
9.0 - Iluminação
9.5 – Método da
Área do edifício
23/06/2010
9.6 – Método do
Espaço pelo Espaço
Seção 11 – Método do
orçamento do custo da
energia
79
9.0 – Iluminação
9.1 – Geral
9.1.1 – Escopo
A – Espaços interiores do edifício
B – Exterior do edifício
C – Piso externo do edifício
23/06/2010
80
40
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
23/06/2010
81
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
23/06/2010
82
41
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
23/06/2010
83
10.0 – Outros Equipamentos
10.1 - Geral
10.4 – Provisões
obrigatórias
10.2 – Caminhos
Recomendados
23/06/2010
84
42
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
23/06/2010
85
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
23/06/2010
86
43
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
23/06/2010
87
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
kPa
140
25
300
95
37
210
63
55
210
COP kW/kW
kW/Tr
COP kW/kW
kW/Tr
COP kW/kW
KW/Tr
5,9
0,59
20
0,18
3,57
0,98
5,9
0,59
25
0,14
3,57
0,98
7,1
0,49
25
0,14
3,57
0,98
Pressão do sistema de água
Refrigerador de água condensação
a água
Equipamentos Auxiliares
Equipamentos Unitários
condensação a água
23/06/2010
88
44
Indoor Environmental Quality
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
23/06/2010
89
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
23/06/2010
90
45
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
23/06/2010
91
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
Projeto
23/06/2010
92
46
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.
23/06/2010
93
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
insuflado2.
23/06/2010
94
47
NBR-16401

ABNT 16401/80 Instalações de arcondicionado — Sistemas centrais e
unitários Parte 3: Qualidade do ar
interior
23/06/2010
95
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





Vef 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;
Fp é a vazão por pessoa, expressa em litros por segundo
(L/s*pessoa);
Az é a área útil ocupada pelas pessoas, expressa em metros
quadrados (m ).
Fa é a vazão por área útil ocupada (L/s* m );
23/06/2010
96
48
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
23/06/2010
97
NBR 16.401-3 – Tabela 1 Vazão Eficaz
de Ar Exterior para Ventilação
Densidade
de pessoas
Nível 1
Fp
Nível 3
Fp
Fa
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
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
Local
23/06/2010
Nível 2
Fp
Fa
Fa
Exaustão
mecânica
L/s*m2
98
49
NBR 16401- Parte 3 Qualidade
do Ar Filtragem
Tipos de
filtros
Classe
Eficiência
Gravimétrica
média Eg%
Grossos
G1
50% < Eg% < 65%
G2
65% < Eg% < 80%
G3
80% < Eg% < 90%
G4
90% < Eg%
Finos
23/06/2010
Eficiência média para
particulas de 0,4
microns metro Ef%
F5
40% < Ef% < 60%
F6
60% < Ef% < 80%
F7
80% < Ef% < 90%
F8
90% < Ef% < 95%
F9
95% < Ef%
99
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
Ginásio (áreas do público), fitness center, boliche, jogos eletrônicos
G4
23/06/2010
100
50
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
23/06/2010
101
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
1
<20%
<65%
2
<20%
65-70%
3
<20%
70-75%
4
<20%
>75%
5
20-35%
80-85%
6
35-50%
>90%
7
50-70%
>90%
8
>70%
>95%
9
>85%
<50%
>95%
10
>85%
50-65%
>95%
11
>85%
65-80%
>98%
12
>90%
>80%
>98%
13
>90%
>90%
<75%
>98%
14
>90%
>90%
75-85%
>98%
15
>90%
>90%
85-95%
>98%
16
>95%
>95%
>95%
>98%
23/06/2010
Dust spot
<20%
<20%
<20%
<20%
<20%
<20%
20-25%
25-30%
40-45%
50-55%
60-65%
70-75%
80-90%
90-95%
~95%
>95%
Particle
size
range, µm
Applications
>10
residential
light
pollen,
dust mites
3.0-10
industrial,
dust,
molds,
spores
1.0-3.0
industrial,
Legionella,
dust
0.3-1.0
hospitals,
smoke
removal,
bacteria
102
51
Perguntas?
Agradeço a Atenção
23/06/2010
103
52

Introdução aos Edifícios Verdes

Transcrição

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