Conceção da ventilação natural em contexto industrial
Nas instalações com fortes fontes de calor, como vidrarias e siderurgias, a ventilação natural utiliza os ganhos de calor do próprio processo para criar uma força motriz suficiente.
Conceber
- Dimensionamento dos arejadores estáticos
- Conceção de poços de ventilação
- Otimização energética
Sanear
- Extração dos poluentes
- Evacuação dos nevoeiros de água
- Evacuação das massas de ar quente
Melhorar
- Conforto térmico
- Qualidade do ar
- Sistemas de filtragem
Princípio da ventilação natural
A ventilação de uma fábrica que alberga fornos a temperaturas extremamente elevadas, necessárias à produção do vidro, é um problema técnico maior. Mesmo os fornos melhor isolados libertam grandes quantidades de calor, originando ganhos de calor muito elevados no ar interior. A ventilação natural explora esses ganhos como motor da circulação de ar.
Risco de uma má gestão da ventilação
A cada edifício, nomeadamente às vidrarias, é atribuída uma temperatura crítica que, se for excedida, pode danificar a estrutura, em particular a cobertura, onde os ganhos de calor são mais elevados, provocando deformações ou mesmo incêndios se gordura se depositou ao longo do tempo. Por outro lado, o conforto térmico dos operadores deve ser mantido em limiares ótimos nos postos de trabalho, ou aceitáveis nas zonas de intervenção temporária (acima dos fornos, por exemplo): o ar deve ser libertado para a atmosfera para assegurar o funcionamento contínuo da instalação.
Dimensionamento dos arejadores estáticos
O correto dimensionamento dos arejadores estáticos é essencial para a eficácia da ventilação natural: estes dispositivos gerem o ar entrante e sainte e asseguram uma circulação ótima. Um dimensionamento incorreto provoca sobreaquecimento, humidade excessiva ou má qualidade do ar. Conforme a configuração do edifício, o seu uso e o clima local, é crucial escolher arejadores adaptados em dimensão e posicionamento, sendo que um bom dimensionamento maximiza também as economias de energia.
Estudos realizados em torno dos sistemas de ventilação natural
Caracterização dos caudais de ar
O cálculo por CFD modela com precisão o caudal de ar novo, as velocidades de ar nas portas e nos arejadores estáticos (tipo Robertson), bem como o caudal de ar extraído. É dada uma atenção particular às velocidades de ar nas portas e arejadores: um mau dimensionamento ou um posicionamento inadequado gera desconforto térmico ou uma má ventilação, e aumenta o risco de entrada de ar não controlada que cria zonas de sobreaquecimento ou de humidade.
Estudo térmico da evacuação das calorias
Os estudos térmicos quantificam o impacto dos processos a alta temperatura (fornos, caldeiras, motores) na circulação do ar. Uma análise simula a distribuição do calor no edifício, identifica as zonas de sobreaquecimento e otimiza o dimensionamento dos arejadores e aberturas para maximizar a evacuação térmica garantindo ao mesmo tempo qualidade do ar e conforto.
Traçagem e extração dos poluentes
A traçagem e a evacuação dos poluentes por CFD otimizam a ventilação natural: a simulação modela o comportamento das partículas finas, COV e gases tóxicos conforme as fontes e os parâmetros ambientais, visualiza a sua trajetória, identifica as zonas de concentração elevada e determina as melhores estratégias de evacuação para o exterior.
Influência das condições meteorológicas
A temperatura exterior, a velocidade do vento e a humidade têm um impacto direto na ventilação natural: os dias quentes aumentam a tiragem térmica e a evacuação do ar viciado; os dias frescos ou ventosos melhoram o fornecimento de ar fresco mas podem criar correntes de ar desconfortáveis. O dimensionamento das aberturas e canais tem em conta as variações climáticas locais, prevendo a CFD o impacto das condições exteriores.
Ventilação natural automatizada
A ventilação natural automatizada associa os princípios naturais a sensores (temperatura, humidade, qualidade do ar) que regulam em tempo real a abertura dos arejadores e janelas. Adapta-se às variações meteorológicas e evita o sobredimensionamento, reduzindo nomeadamente as velocidades de ar excessivas ao nível dos operadores.
Melhoria das condições de trabalho dos operadores
Otimização do conforto térmico e aeráulico
Ao explorar a tiragem térmica e a ventilação por convecção, a ventilação natural favorece a circulação do ar quente para o exterior e o fornecimento de ar fresco, reduzindo as diferenças de temperatura sem ar condicionado consumidor de energia, daí resultando economias de energia. Um dimensionamento preciso das aberturas, arejadores e grelhas assegura um escoamento adaptado a cada zona, prevenindo sobreaquecimento e frio excessivo.
Melhoria da qualidade do ar
A ventilação natural assegura uma renovação de ar constante: ao explorar a tiragem térmica e a convecção, reduz a concentração de poluentes (partículas finas, COV, CO₂) mantendo ao mesmo tempo uma temperatura confortável. Um posicionamento adequado das aberturas evacua o ar viciado e introduz ar fresco sem sistema consumidor de energia, prevenindo humidade excessiva e bolores.
Cumprimento das normas e da regulamentação
Otimização energética & descarbonização
A otimização energética e a descarbonização são desafios maiores: ao explorar a tiragem térmica e a convecção, a ventilação natural assegura uma renovação de ar eficaz sem sistemas mecânicos fortemente emissores de CO₂. Um dimensionamento preciso dos arejadores e aberturas mantém o conforto ao longo do ano minimizando ao mesmo tempo a pegada de carbono do edifício.
Cumprimento dos valores limite de exposição profissional (VLE)
O cumprimento dos VLE é essencial nos ambientes onde estão presentes poluentes ou gases. Ao garantir uma renovação de ar ótima, a ventilação natural mantém a concentração dos poluentes abaixo dos limiares autorizados. Os estudos VLE identificam também os EPI necessários nas zonas mais poluídas, o que faz da ventilação natural uma vantagem para a saúde dos ocupantes.
