Princípio de dimensionamento dos arejadores estáticos
Os arejadores estáticos permitem evacuar os gases, os fumos ou as calorias de um sistema fechado. A EOLIOS acompanha os industriais no seu dimensionamento por simulação CFD e por cálculo.
Dimensionar
- Seleção do equipamento consoante o uso
- Entradas de ar consoante as condições do local
- Cálculo do caudal do arejador
Verificar
- Estudo de cenários críticos
- Medição dos caudais no local
- Distribuição & eficácia do arrefecimento
Otimizar
- Estudo dos níveis de poluição
- Otimização da localização
- Sistemas de tratamento de ar associados
Definir a quantidade de ar necessária ao funcionamento da oficina
A primeira etapa consiste em determinar as necessidades de ventilação da oficina: o volume de ar novo necessário para substituir o ar viciado e manter uma qualidade do ar aceitável. Esse volume depende da dimensão da oficina, do número de ocupantes, dos tipos de poluentes e da regulamentação local. É igualmente necessário definir a taxa de renovação do ar, ou seja, o número de vezes por hora que o ar deve ser renovado.
Facilitar a subida dos fluxos de ar naturais
É importante tirar partido do fluxo de ar natural. As diferenças de temperatura entre o ar interior e o exterior são um motor essencial da ventilação natural: para facilitar a subida dos fluxos, recomenda-se criar variações térmicas marcadas. Os arejadores devem ser colocados de forma a aproveitar as correntes de ar naturais, ventos dominantes ou diferença de pressão devida aos desvios de temperatura.
Evitar as zonas de poluição
As zonas de poluição, onde os poluentes são gerados ou se acumulam, devem ser identificadas: é necessário colocar os arejadores nas proximidades para captar e evacuar eficazmente os contaminantes. Os arejadores devem também ser posicionados nas zonas mais altas da oficina, para deixar escapar o ar quente e os contaminantes.
Melhorar a uniformidade da ventilação
É preciso garantir uma ventilação uniforme em toda a oficina: os arejadores são distribuídos de modo a cobrir todo o espaço de trabalho, em particular as zonas mortas onde o ar não circula eficazmente.
Evitar os obstáculos e as instalações
Os obstáculos e as instalações (máquinas, estantes, equipamentos) podem perturbar a circulação do ar e reduzir a eficácia dos arejadores: devem ser tidos em conta na escolha da localização.
Cumprir a regulamentação de incêndio
O arejador estático é um dispositivo passivo que pode favorecer a evacuação dos fumos: o seu funcionamento assenta na diferença de pressão entre o interior e o exterior do edifício, aproveitada para evacuar fumos tóxicos e gases de combustão durante um incêndio. Algumas regulamentações impõem exigências específicas de dimensão e de localização consoante a atividade, e o seu cumprimento é essencial à prevenção dos incêndios e à proteção das pessoas.
Escolher o tamanho e o tipo dos arejadores estáticos
Escolher a localização
A localização é um fator determinante de uma ventilação eficaz: a escolha deve ter em conta vários parâmetros (geometria, fontes de calor, ventos dominantes, obstáculos) para garantir uma circulação ótima do ar.
Definir o tamanho ótimo
O tamanho é um critério importante: é preciso escolher arejadores cujo caudal de ar seja suficiente para responder às necessidades, garantindo ao mesmo tempo que a velocidade máxima do ar à saída se mantém dentro da gama de funcionamento ótimo do dispositivo.
Determinar o número de arejadores
O número de arejadores decorre do caudal total a extrair dividido pelo caudal unitário do arejador escolhido, e da exigência de cobertura uniforme do volume: multiplicam-se e distribuem-se os dispositivos até suprimir as zonas mortas, respeitando as velocidades de saída admissíveis.
Ter em conta os sistemas mecânicos existentes
Antes de dimensionar, é preciso compreender os sistemas de insuflação ou de extração mecânicos já presentes (ventiladores, extratores). O dimensionamento dos arejadores deve adaptar-se aos seus caudais para obter um equilíbrio ótimo entre fluxos mecânicos e naturais. Uma análise aprofundada permite uma colaboração harmoniosa entre arejadores estáticos e sistemas mecânicos; a experiência de um especialista em mecânica dos fluidos é indispensável.
Dimensionar em função das entradas de ar
É essencial ter em conta o dimensionamento das entradas de ar: são elas que asseguram o fornecimento de ar fresco, em complemento dos arejadores que evacuam o ar viciado. Entradas e saídas devem estar numa ligação aeráulica coerente.
Considerar a acústica e a facilidade de manutenção
Outros fatores contam: arejadores mais silenciosos para não perturbar a vizinhança, eficientes do ponto de vista energético para reduzir os custos, a questão das aves e pragas consoante a atividade e, por fim, dispositivos fáceis de instalar e de manter.
Como dimensionar com precisão arejadores estáticos?
Que princípios físicos estudar?
O dimensionamento é uma etapa crucial de um sistema de ventilação natural eficaz. É preciso ter em conta vários fatores: o plano de pressão neutra, os coeficientes de pressão e a distribuição das pressões estáticas de superfície.
Estudo CFD dos coeficientes de pressão
O vento exerce uma força sobre os arejadores, com um impacto significativo no seu funcionamento. Quando a cobertura está exposta ao vento:
- cria-se uma sobrepressão na face exposta ao vento;
- cria-se uma depressão na vertente oposta;
- a depressão aspira o ar interior; estabelece-se no volume uma sobrepressão proporcional à força do vento, criando a circulação natural;
- as zonas em sobrepressão favorecem as entradas de ar, as zonas em depressão as saídas de ar;
- as depressões nas saídas são o motor da ventilação: a depressão na cobertura deve ser suficientemente forte para converter todos os vãos baixos em entradas de ar.
O que é a tiragem térmica?
A tiragem térmica assenta na diferença de densidade entre ar quente e ar frio: aquecido por uma fonte (fornalha, caldeira), o ar torna-se menos denso e sobe naturalmente. Influencia diretamente a eficácia dos arejadores e calcula-se em função da diferença de temperatura interior/exterior, da altura da chaminé de evacuação e da configuração do arejador. O vento pode alterar os fluxos térmicos e criar turbulências: esta interação deve ser tida em conta.
Análise e princípio do plano de pressão neutra
O que é o plano de pressão neutra?
O plano de pressão neutra é crucial para dimensionar os vãos sujeitos à tiragem térmica: é um plano horizontal imaginário onde a pressão interna iguala a pressão atmosférica externa. Ao seu nível, os orifícios de entrada de ar são pouco eficazes; acima, a pressão interna é superior, zona ideal para as saídas de ar; abaixo, cria-se uma zona de depressão, localização preferencial para as entradas de ar.
Pontos-chave a reter
- Ao nível do plano neutro, os orifícios de entrada e de extração são pouco eficazes;
- Acima, a pressão interna ultrapassa a externa: as saídas de ar devem situar-se aí (tendo em conta os efeitos do vento, que podem anular pontualmente a tiragem);
- Abaixo, a depressão torna a localização ideal para as entradas de ar.
Durante a conceção: a altura do plano neutro deve ser predeterminada, a diferença de pressão disponível distribuída entre entradas e saídas, e a posição precisa do plano, assim como a disposição das bocas, verificada por um método iterativo.
