DESENVOLVIMENTO DE PROCEDIMENTOS DE MANUTENÇÃO NO ÂMBITO DO REGULAMENTO DOS SISTEMAS ENERGÉTICOS DE CLIMATIZAÇÃO EM EDIFÍCIOS

Transcrição

1 Instituto Politécnico de Coimbra Instituto Superior de Engenharia DESENVOLVIMENTO DE PROCEDIMENTOS DE MANUTENÇÃO NO ÂMBITO DO REGULAMENTO DOS SISTEMAS ENERGÉTICOS DE CLIMATIZAÇÃO EM EDIFÍCIOS Ricardo Alexandre Rodrigues Caldeira Relatório de Estágio para obtenção do Grau de Mestre em Instalações e Equipamentos em Edifícios COIMBRA 2009

2

3 Instituto Politécnico de Coimbra Instituto Superior de Engenharia DESENVOLVIMENTO DE PROCEDIMENTOS DE MANUTENÇÃO NO ÂMBITO DO REGULAMENTO DOS SISTEMAS ENERGÉTICOS DE CLIMATIZAÇÃO EM EDIFÍCIOS Orientadores: Carlos Alcobia Eq. Prof. Adjunto, ISEC Inácio Fonseca Eq. Prof. Adjunto, ISEC Alfredo Cruz Director de Instalações, RPR, Lda Ricardo Alexandre Rodrigues Caldeira Relatório de Estágio para obtenção do Grau de Mestre em Instalações e Equipamentos em Edifícios COIMBRA 2009

4

5 Naturalmente, dedico este trabalho às duas meninas que tornaram possível dois anos de estudo com noites fora de casa e fins-de-semana a trabalhar. Para a Adelaide e Madalena. i

6

7 Agradecimentos Reservei para esta página algumas palavras de agradecimento para as pessoas que contribuíram para a concretização deste trabalho. Agradeço aos Professores Carlos Alcobia e Inácio Fonseca pelo acompanhamento, sugestões, orientação e pela constante presença ao longo do ano lectivo. Aos Engenheiros Rui Prata Ribeiro e Alfredo Cruz pela flexibilidade proporcionada nestes dois anos de estudo, pela constante imposição da busca da excelência profissional e, principalmente, pela amizade. Aos meus pais, aos meus sogros e à minha irmã. Outros agradecimentos, Ana Pedro, Rui Prata Ribeiro Lda. Antero Abrunhosa, Professor Doutor, Instituto de Ciência Nucleares Aplicadas à Saúde da Universidade de Coimbra. Carlos Leal, Engenheiro Electrotécnico, Rui Prata Ribeiro Lda. Ehsan Asadi, Master of Science, Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Coimbra. Manuel Gameiro, Professor Doutor, Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Coimbra. Manuela Carvalho, Advogada, Rui Prata Ribeiro Lda. Pedro Dias, Engenheiro Mecânico, Rui Prata Ribeiro Lda. Muito obrigado. iii

8

9 Resumo No âmbito dos compromissos assumidos pela União Europeia no que diz respeito à redução da emissão de gases com efeito de estufa, foi adoptada a Directiva 2002/91/CE relativa ao desempenho energético nos edifícios. Esta directiva pretende estabelecer a aplicação de requisitos mínimos de eficiência energética considerando as exigências em matéria de ambiente interior. Tendo em conta a dimensão e complexidade que as actuais instalações de climatização assumem, e através da obrigatoriedade definida no Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios relativa à existência de um Plano de Manutenção Preventiva, apresenta-se, neste trabalho, o desenvolvimento de uma ferramenta documental e de suporte técnico que optimize e facilite as condições de operação e manutenção adequadas tendo em vista o cumprimento das concentrações limite de poluentes químicos e dos consumos energéticos nos edifícios. Como caso de estudo, descreve-se o edifício do Instituto de Ciências Nucleares Aplicadas à Saúde da Universidade de Coimbra através da monitorização de parâmetros dos equipamentos em funcionamento, da classificação de salas limpas, da caracterização do edifício em termos da qualidade do ar e eficiência energética, bem como o desenvolvimento de ferramentas conceptuais de manutenção. É exposta uma análise feita a softwares de gestão da manutenção com vista à sua adaptabilidade para as funções pretendidas, ou seja, relativamente à manutenção de edifícios. Este relatório pretende ser a base para a elaboração de Planos de Manutenção Preventiva que actuarão ao nível da gestão da manutenção dando um real conhecimento de todas as tarefas de manutenção a efectuar, bem como o registo das alterações, acções desenvolvidas e parâmetros a medir. Palavras chave: Eficiência energética Programas de gestão da manutenção Qualidade do ar interior RSECE Salas limpas Manutenção v

10

11 Abstract Under the commitments of the European Union with regards to the reduction of the emission of greenhouse gases, the Directive 2002/91/CE on energy performance in buildings was adopted. This Directive aims to establish the scope of application of minimum energy efficiency parameters considering the requirements for indoor environment. Given the size and complexity of the existing air conditioning installations, and the requirements set in the Regulation of Energy Systems of Air Conditioning in Buildings about the existence of a Maintenance Plan of Prevention, this work will focus on the development of maintenance tools for technical support in view to optimize and facilitate the operating conditions and the implementation of maintenance measures in order to meet the threshold parameters on chemical pollutants concentration and energy consumption inside buildings. As a case study, it is made a description of the Nuclear Sciences and Health Institute building at the University of Coimbra, by means of establishing monitoring parameters applicable to the equipment being operated, the classification of clean rooms, the characterization of the building concerning air quality and energy efficiency as well as of the development of conceptual tools for maintenance. It is further presented an analysis of the management software of maintenance with a view to their adaptability to the intended functions, that is, building maintenance. This report is aimed as a basis for the development of maintenance plans of prevention that will act on the management level and presents a trustworthy overview of all the maintenance tasks to be performed as well as the registration of changes, actions taken and measure parameters. Keywords: Clean Rooms Computer Maintenance Management System Energy efficiency Indoor air quality Maintenance Management RSECE vii

12 viii

13 Índice Agradecimentos Resumo Abstract Índice Lista de Figuras Lista de Tabelas Nomenclatura iii v vii ix xi xiii xiii 1 Introdução Objectivos Enquadramento Revisão Bibliográfica Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios Norma Internacional ISO :1999(E) Caracterização do Caso de Estudo Instalações Técnicas 16 2 Qualidade do Ar Interior Qualidade do Ar Interior de acordo com o Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios Equipamentos de medida Poluentes Químicos Renovações de Ar Velocidade do Ar Temperatura Ambiente e Humidade Relativa Qualidade do Ar Interior em Salas Limpas Contagem de Partículas Tratamento de Dados 35 3 Eficiência Energética Caracterização de Consumos Energia Eléctrica Gás Natural 43 ix

14 3.1.3 Consumos Globais Indicador de Eficiência Energética Medição de Consumos Racionalização de Custos e de Consumos 52 4 Manutenção Ferramentas de Gestão Modelo de Identificação de Objecto de Manutenção Modelo de Tarefas de Manutenção Preventiva Sistemática Modelo de Registo de Tarefas de Manutenção Modelo de Registo de Histórico Acções Periódicas para Caldeiras e Equipamentos de Ar Condicionado Condições de Higiene em Sistemas de Ventilação Programas de Gestão de Manutenção Programas Analisados Programas de Licença Gratuita Programas de Licença Comercial Programa Seleccionado 76 5 Conclusões 79 Referências 83 x

15 Lista de Figuras Figura 1. Vista geral do edifício 13 Figura 2. Ciclotrão e equipamentos de síntese química 14 Figura 3. Tomógrafo 14 Figura 4. Vistas gerais do piso técnico 15 Figura 5. Evolução da temperatura e humidade relativa nos dias das medições 21 Figura 6. Aparelhos de medição na zona ocupacional 22 Figura 7. Aparelho de medida de partículas suspensas no ar 23 Figura 8. Aparelho de medida de COV's, CO e 0₃ 23 Figura 9. Aparelho de medida de concentrações de formaldeído 24 Figura 10. Aparelho de medida de dióxido de carbono 25 Figura 11. Equipamento de medição da velocidade do ar 25 Figura 12. Evolução da concentração de CO2 num gabinete 27 Figura 13. Evolução da concentração de CO2 na recepção 28 Figura 14. Evolução do decaimento de CO2 num gabinete 29 Figura 15. Recta do decaimento da concentração de CO2 num gabinete 30 Figura 16. Anemómetro 31 Figura 17. Aparelho de medida colocado a 1,2 metros de altura 33 Figura 18. Localização das amostras efectuadas 34 Figura 19. Evolução dos consumos de energia eléctrica 41 Figura 20. Diagrama de carga teórico médio diário 42 Figura 21. Repartição dos custos da energia eléctrica 43 Figura 22. Evolução mensal do consumo de gás natural 44 Figura 23. Repartição dos custos de gás natural 45 Figura 24. Evolução mensal do consumo energético do edifício 46 Figura 25. Aparelho analisador de energia eléctrica 50 Figura 26. Diagrama de carga elaborado a partir das medições efectuadas 50 Figura 27. Evolução das temperaturas nos dias das medições de consumos 52 Figura 28. Página principal do modelo de identificação de equipamento 56 Figura 29. Página de verso do modelo de identificação de equipamento 58 Figura 30. Modelo de acções a executar na manutenção de um equipamento 60 Figura 31. Página principal do modelo de registo de tarefas 61 Figura 32. Página de verso do modelo de registo de tarefas executadas 62 Figura 33. Modelo de registo de histórico 64 xi

16 Figura 34. Tabuleiro de condensados com acumulação de sujidade (Valente, 2008) 67 Figura 35. Sistema de filtragem degradado (Valente, 2008) 67 Figura 36. Comparação entre conduta com sujidade e conduta limpa (Pinto, Cano, & Cramer, 2007) 69 Figura 37. Método de limpeza de condutas através de escovagem mecânica (Holopainen, Asikainen, Pasanen, & Seppanen, 2002) 70 Figura 38. Janela de ordem de trabalho do programa C. W. Free 73 Figura 39. Mensagem recebida com alerta de ordem de trabalho activa 73 Figura 40. Janela de entrada do InnWinWin 75 Figura 41. Exemplo de ficha de manutenção planeada do programa InnWinWin 75 xii

17 Lista de Tabelas Tabela 1. Concentrações máximas de referência de poluentes no ar interior 5 Tabela 2. Caudais mínimos de ar novo 8 Tabela 3. Condições a verificar para obtenção da classe energética (Adene, 2008) 9 Tabela 4. Concentração máxima de partículas (ISO , 1999) 11 Tabela 5. Concentração máxima de partículas segundo EUGMP 11 Tabela 6. Caracterização do caso de estudo 15 Tabela 7. Caracterização dos equipamentos de produção 17 Tabela 8. Identificação dos espaços a analisar 20 Tabela 9. Concentrações dos poluentes químicos com o mesmo critério de conformidade 26 Tabela 10. Valores das concentrações de dióxido de carbono 29 Tabela 11. Número de renovações de ar por hora 30 Tabela 12. Valores da circulação de ar nos espaços analisados 32 Tabela 13. Valores de temperatura e humidade relativa 32 Tabela 14. Número de pontos de medição 34 Tabela 15. Média das amostras na sala E Tabela 16. Média global das médias 36 Tabela 17. Desvio padrão das médias 36 Tabela 18. Nível de confiança superior a 95% para média global das médias 37 Tabela 19. Classificação da sala E019 nas condições de repouso e operação 37 Tabela 20. Classificação das restantes salas na condição de repouso 37 Tabela 21. Classificação da sala de produção segundo EUGMP 38 Tabela 22. Classificação das restantes salas segundo EUGMP 38 Tabela 23. Caracterização do tarifário contratualizado (Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos, 2008) 40 Tabela 24. Comparação entre número de horas dos ciclos diário e semanal 40 Tabela 25. Sintetização dos consumos mensais recolhidos no contador do edifício 41 Tabela 26. Consumos mensais recolhidos no contador do edifício 44 Tabela 27. Consumos totais 45 Tabela 28. Custo específico energético 46 Tabela 29. Cálculo do IEE 48 Tabela 30. Classe energética 49 Tabela 31. Consumos registados num dia de funcionamento 51 xiii

18 Tabela 32. Resumo das acções de melhoria energética identificadas 53 Tabela 33. Classificação dos filtros segundo associação Eurovent e as normas EN 779:2002 e EN 1822: Tabela 34. Programas de manutenção seleccionados 71 Tabela 35. Tabela resumo dos programas analisados 76 xiv

19 Nomenclatura Abreviaturas ADENE "Agência para a Energia" AVAC "Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado" CMMS "Computer Maintenance Management System" CO "Monóxido de Carbono" CO2 "Dióxido de Carbono" COP "Coefficiente of Performance" COV "Compostos Orgânicos Voláteis" ERP "Enterprise Resource Planning" EUGMP "European Union Guide to Good Manufacturing Practice" FMP "Ficha de manutenção planeada" GEE "Gases com efeito estufa" HCHO "Formaldeído" HEPA "High efficiency particulate air" MTTR "Tempo médio de reparação" O₃ "Ozono" OT "Ordem de trabalho" PET "Tomografia por Emissão de Positrões" PM10 "Partículas de suspensão no ar com diâmetro 10 µm" PMP "Plano de Manutenção Preventiva" PRE "Plano de racionalização energética" QAI "Qualidade do ar interior" RCCTE "Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios" R.P.H. "Renovações por hora" RSECE "Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios" SCE "Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior" TIM "Técnico de Instalação e Manutenção" TQAI "Técnico da Qualidade do Ar Interior" TRFpi "Técnico Responsável pelo Funcionamento de pequenas instalações" TRF "Técnico Responsável pelo Funcionamento" xv

20 Letras e símbolos kgep m/s kilograma equivalente de petróleo metros por segundo m² metro quadrado m³ metro cúbico ppm fracção molar em partes por milhão UFC unidades formadoras de colónias µm micrómetro xvi

21 Capítulo 1 Introdução 1 Introdução No âmbito dos compromissos assumidos pela União Europeia relativos ao Protocolo de Quioto, e no que diz respeito à redução da emissão de gases com efeito de estufa (GEE), foi adoptada, a 16 de Dezembro de 2002, a Directiva 2002/91/CE relativa ao desempenho energético nos edifícios. Esta directiva pretende, entre outros objectivos, tendo em conta as exigências em matéria de ambiente interior, estabelecer a aplicação de requisitos mínimos para o desempenho energético dos edifícios e a inspecção regular aos sistemas de aquecimento e de ar condicionado (Parlamento Europeu e do Conselho, 2002). A sua transposição para território nacional implicou a criação do Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior (SCE), regulado pelos Decretos-Lei 78/2006 (Decreto-Lei nº 78, 2006), 79/2006 (Decreto-Lei nº 79, 2006) e 80/2006 (Decreto-Lei nº 80, 2006). Este sistema entrou em vigor no dia 1 de Janeiro de 2009, após um período de transição de cerca de dois anos e meio. Não restam dúvidas de que qualquer parque de equipamentos está sujeito a um processo de deterioração com o decorrer do seu funcionamento (Pinto C., 2002; Cabral, Gestão da Manutenção de Equipamentos Instalações e Edifícios, 2009) com consequências visíveis ao nível de consumos, custos de reparação, entre outros. A existência de um Plano de Manutenção Preventiva, cuja conformidade com o regulamentado deve ser comprovada pelo SCE, pretende garantir o bom desempenho dos sistemas, sendo condição necessária à emissão do certificado energético e da qualidade do ar interior por perito qualificado, conforme definido no ponto 4 do artigo 19º do RSECE. 1.1 Objectivos Tendo em conta a dimensão e complexidade que as actuais instalações de climatização assumem, e através da obrigatoriedade definida no RSECE relativa à existência em cada edifício de um Plano de Manutenção Preventiva (PMP), é objectivo deste trabalho desenvolver uma ferramenta documental e de suporte técnico que optimize e permita condições de operação e manutenção dos edifícios. Este documento actuará ao nível da gestão da manutenção constituindo a base para todas as tarefas a realizar e para o registo das alterações, acções desenvolvidas e parâmetros medidos. Ricardo Caldeira 1

22 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE Este plano será desenvolvido pela análise de um caso de estudo e será documentado através da monitorização de parâmetros em equipamentos em funcionamento, da caracterização do edifício em termos de qualidade do ar e eficiência energética, do desenvolvimento de ferramentas conceptuais de identificação de equipamentos, de registo de histórico de intervenções, e de operações de manutenção. Será exposta uma análise feita a softwares de gestão da manutenção com vista à sua adaptabilidade para as funções pretendidas, no caso concreto à gestão da manutenção em edifícios. 1.2 Enquadramento Este relatório desenvolve-se ao longo de cinco capítulos, três dos quais de índole técnica que pretendem sintetizar as acções e os cuidados necessários para a manutenção da instalação nas condições perfeitas de operacionalidade, mantendo as exigências em matéria de qualidade do ar interior e eficiência energética preconizadas na actual legislação. No capítulo um é feita uma introdução ao tema de estudo com a necessária apresentação da regulamentação base e da identificação do caso de estudo. No capítulo dois apresenta-se uma análise aos parâmetros de qualidade do ar interior através da caracterização do edifício no que diz respeito aos poluentes químicos, velocidade e renovações de ar em espaços de ocupação tipo. São também classificadas as salas limpas através da concentração de partículas suspensas no ar. O capítulo três pretende efectuar a caracterização energética do edifício através do estudo dos consumos da energia incluindo eventuais medidas de racionalização identificadas durante o período abrangido por este trabalho. No capítulo quatro são apresentadas as principais acções a considerar na manutenção de sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado assim como uma análise comparativa de softwares especializados na gestão da manutenção. Por último, no capítulo cinco são resumidas as principais conclusões do presente trabalho. 1.3 Revisão Bibliográfica O trabalho desenvolvido rege-se pelos parâmetros de obrigatoriedade e recomendação estabelecidos no RSECE (Decreto-Lei nº 79, 2006) e na norma internacional ISO :1999(E) (ISO , 1999). O caso de estudo eleito é abrangido pelo RSECE em virtude de se tratar de um edifício com uma área superior a 1000 m². A utilização da norma ISO justifica-se pelo facto de uma zona do edifício ser classificada em termos farmacêuticos como "zona Ricardo Caldeira 2

23 Capítulo 1 Introdução limpa". Esta zona apresenta uma dificuldade acrescida no que diz respeito à regulamentação, uma vez que deverá ter em conta regras farmacêuticas e radiológicas. Por se tratar de uma norma específica, os parâmetros a considerar para a qualidade do ar, nomeadamente a concentração e diâmetro de partículas em suspensão no ar, sobrepõem-se aos indicados no RSECE Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios O Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios, publicado pelo Decreto-lei nº 79/2006 de 4 de Abril impõe quatro principais objectivos: 1) Definir as condições de conforto térmico e de higiene que devem ser admitidas nos diferentes espaços dos edifícios; 2) Melhorar a eficiência energética global dos edifícios, impondo consumos máximos para cada instalação nova, existente ou reabilitada de acordo com o fim a que se destina; 3) Impor regras de eficiência energética aos sistemas de climatização que permitam melhorar as suas prestações energéticas e garantir os meios para a manutenção de uma boa qualidade do ar interior; 4) Inspeccionar com regularidade as práticas de manutenção de climatização como condição de eficiência energética e da qualidade do ar interior; Uma das formas encontradas para a concretização destes objectivos é a indicada no artigo 19º que impõe que as instalações "..devem possuir um plano de manutenção preventiva (PMP) que estabeleça claramente as tarefas de manutenção previstas, tendo em consideração a boa prática da profissão, as instruções dos fabricantes e a regulamentação existente para cada tipo de equipamento da instalação, o qual deve ser elaborado e mantido permanentemente actualizado sob a responsabilidade de técnicos com as qualificações e competências definidas.." O Plano de Manutenção consta de uma compilação técnica da documentação das características dos equipamentos, dos testes e ensaios realizados no decorrer da obra, das instruções para rotinas de manutenção, de medições da qualidade do ar interior e de consumos energéticos e do registo das alterações efectuadas. Deverá ser um documento dinâmico que evoluirá de acordo com as alterações que vão sendo produzidas ao longo do tempo, derivadas, essencialmente, de actualizações, acções de melhoria ou medições. No Plano de Manutenção Preventiva devem constar (Decreto-Lei nº 79, 2006): a) Identificação completa do edifício, sua localização, proprietário, locatário e técnico responsável; Ricardo Caldeira 3

24 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE b) Descrição e caracterização do edifício com indicação do tipo de actividade nele desenvolvida, do número médio de utilizadores (permanentes e ocasionais), da área climatizada e da potência térmica total; c) Descrição detalhada dos procedimentos de manutenção preventiva dos sistemas energéticos e da optimização da QAI; d) Periodicidade das operações de manutenção preventiva e de limpeza. Neste ponto incluem-se as inspecções obrigatórias a caldeiras e equipamentos de ar condicionado assim como acções de limpeza de condutas e grelhas; e) Qualificação profissional do técnico responsável de funcionamento bem como dos técnicos de instalação; f) Registo de operações de manutenção realizadas com os respectivos resultados e eventuais comentários pertinentes; g) Registo das análises periódicas da QAI; h) Definição das grandezas a medir para registo de um histórico de funcionamento; i) Registo de todas as alterações nas instalações de climatização; A gestão de toda esta informação é da responsabilidade do Técnico Responsável de Funcionamento (TRF). Ao assumir-se, como é natural, que a dimensão das instalações é proporcional à sua complexidade, poderá apresentar um de dois níveis de qualificação. Os níveis diferenciam-se sendo a potência térmica instalada inferior ou superior a 100 kw, sendo designados de Técnico Responsável pelo Funcionamento de pequenas instalações (TRFpi) e Técnico Responsável pelo Funcionamento (TRF), respectivamente. Através do mesmo tipo de procedimento classificam-se também os técnicos de instalação e manutenção de sistemas de climatização (Departamento Engenharia Mecânica, 2008a). Estes técnicos serão os responsáveis pela execução das tarefas previstas, assim: a) Para potências térmicas até 100 kw qualificam-se os técnicos de manutenção como TIM2. No caso da qualidade do ar interior classificam-se como TQAIpi. b) Para potências superiores a 100 kw qualificam-se os técnicos de manutenção como TIM3, abrangendo já a qualidade do ar interior. Tal como já foi referido, além do objectivo de garantir um funcionamento optimizado das instalações e seus equipamentos, é também objectivo principal deste regulamento o controlo regular das duas categorias de poluentes que se consideram no interior dos edifícios, nomeadamente os físico-químicos e os microbiológicos. Para tal, são definidas as concentrações máximas de referência que devem ser objecto de verificação (NT-SCE- 02, 2009). Na tabela 1 listam-se os poluentes considerados e as concentrações máximas admitidas. Ricardo Caldeira 4

25 Capítulo 1 Introdução Tabela 1. Concentrações máximas de referência de poluentes no ar interior Tipo Parâmetros Concentração máxima de referência Físico-Químicos Partículas de suspensão no ar diâmetro 10 µm (PM10) [mg/m³] [ppm] 0,15 - Dióxido de carbono (CO2) Monóxido de carbono (CO) 12,5 10,7 Ozono (O₃) 0,2 0,10 Compostos orgânicos voláteis totais (COV) 0,6 0,26 (isobutileno) 0,16 (tolueno) Formaldeído (HCHO) 0,1 0,08 Radão 400 [ Bq/m³] Microbiológicos Bactérias Fungos Legionella 500 [UFC/m³] 500 [UFC/m³] 100 [UFC/L água] Nota: Valores em ppm referem-se à temperatura de 20 ºC e à pressão de 1 atm Os agentes químicos consistem em todos os que não são gerados através de fontes biológicas, nomeadamente (Yontz, 2003): a) Partículas de suspensão no ar de diâmetro não superior a 10 µm São pequenas partículas sólidas ou liquidas que existem no ar. São derivadas essencialmente da actividade humana pela combustão de veículos, caldeiras ou de processos industriais, no entanto, formam-se também a partir de poeiras transportadas pelo vento, água do mar vaporizada, pólen, plantas e insectos. Entram no corpo através da inalação e o aumento das suas concentrações atmosféricas provoca uma redução na visibilidade e na deterioração da envolvente dos edifícios. As partículas com diâmetro entre 4 µm e 10 µm designam-se como partículas torácicas uma vez que se podem alojar nos brônquios e nos pulmões sendo responsáveis pelo aparecimento de sintomas de tosse, irritação da pele, asma e até doenças cardiopulmonares. b) Dióxido de carbono O CO2 é um gás mais denso que o ar e um dos responsáveis pela manutenção da temperatura terrestre, no entanto, o seu excesso no ar atmosférico impede a saída de calor para o exterior da atmosfera terrestre, provocando um aquecimento do planeta. Os animais ao inalarem oxigénio da atmosfera devolvem-no sob a forma de dióxido de carbono, sendo gerado no interior dos edifícios principalmente através do metabolismo humano. Em espaços de serviços as pessoas exalam dióxido de Ricardo Caldeira 5

26 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE carbono a uma taxa de 0,3 l/min. Estudos revelam que, em média, 20 % dos ocupantes sentem desconforto com concentrações superiores em 700 ppm ao nível de dióxido de carbono exterior (Brown, 1997). c) Monóxido de carbono Gás inflamável, mais denso que o ar, inodoro e muito perigoso devido à sua grande toxicidade. É produzido pela queima em condições de pouco oxigénio (combustão incompleta) ou pela alta temperatura de carvão ou outros materiais ricos em carbono, como os derivados de petróleo. A exposição a doses relativamente altas pode provocar problemas de visão, redução da capacidade de trabalho e redução da destreza manual, entre outros. Em concentrações elevadas pode provocar a morte. d) Ozono O ozono é um gás extremamente irritante e muito perigoso para a saúde quando presente em excesso. Pode causar irritação do sistema respiratório, provocando tosse, inflamação na garganta e sensação de desconforto no peito. Pode diminuir a capacidade respiratória fazendo com que a respiração se torne mais rápida e mais profunda do que o normal. A sua principal fonte consiste no ar exterior em zonas de elevada concentração que acaba por ser insuflado para o interior através dos sistemas de climatização do edifício. No entanto, fontes interiores como fotocopiadoras, impressoras a laser e computadores não podem ser desprezadas. Nos meses de Verão com elevada radiação directa, temperaturas elevadas, céu limpo e vento fraco é favorecida a formação do Ozono. e) Compostos orgânicos voláteis Os compostos orgânicos consistem em todos os compostos químicos que contêm átomos de carbono e de hidrogénio. Identificam-se centenas de químicos naturais e sintéticos que podem ser englobados na denominação de COV. Refere-se, por exemplo, que os materiais de construção utilizados nos edifícios emitem a grande maioria destes contaminantes, sendo o próprio edifício o seu principal gerador. Chama-se a atenção, também, para os produtos que são utilizados na limpeza e conservação dos elementos do edifício, as tintas, vernizes, entre outros. Não está ainda totalmente claro quais os efeitos deste poluente na saúde dos ocupantes, no entanto, estudos realizados (Laboratório Referência do Ambiente, 2009) na Europa e Estados Unidos indicam que podem surgir odores, irritação, efeitos cancerígenos e desconforto. Este último devido às alterações da humidade relativa e temperatura, de que estes compostos são directamente responsáveis. f) Formaldeído É um gás incolor e as suas fontes são também os materiais presentes nos edifícios. Está dentro do grupo dos COV's e as suas concentrações podem variar ao longo do dia e da estação do ano. Estão presentes habitualmente em zonas de armazenamento de papel, uma vez que este produto é utilizado no seu fabrico. Os sintomas da presença de concentrações elevadas são a garganta seca ou dorida, dores de cabeça ou fadiga. Ricardo Caldeira 6

27 Capítulo 1 Introdução g) Radão O radão é um gás quimicamente inerte e é produzido pelo decaimento natural do urânio que se encontra no solo, na água e no ar. É classificado pela Agência de Protecção Ambiental dos Estados Unidos da América como um carcinogéneo de Grupo A sendo responsável pela segunda causa de morte por cancro de pulmão neste país. O radão produzido no solo entra nos edifícios através de fissuras nas fundações e outras aberturas e acumula-se em áreas mal ventiladas. Durante o Inverno, quando as janelas estão fechadas, existe um gradiente de temperatura entre o interior e o exterior causando um efeito de escoamento térmico. O ar quente da casa sobe e cria uma sucção que arrasta o radão acumulado no nível inferior em direcção ao interior do edifício. A medição da concentração deste gás apenas é obrigatória nos distritos de Braga, Vila Real, Porto, Guarda, Viseu e Castelo Branco. Relativamente aos poluentes químicos destacam-se como principais, e os únicos abrangidos pelo regulamento, os seguintes: as bactérias, os fungos e a legionella pneumophila. Os efeitos mais frequentes são as reacções alérgicas, reacções tóxicas e irritações, particularmente importantes em pessoas com sistemas imunitários fragilizados. As bactérias tanto utilizam os compostos orgânicos como inorgânicos para se multiplicarem, enquanto os fungos necessitam de fontes externas de carbono para produzir o seu alimento à base de hidratos de carbono. As principais fontes que favorecem a existência de fungos e bactérias no ar interior são níveis de humidade elevados, ventilação reduzida, existência de contaminantes interiores aumentando a disponibilidade de nutrientes e temperaturas adequadas ao seu desenvolvimento. A legionella é responsável pela conhecida doença do legionário, identificada no ano de 1976 após um surto de pneumonia num hotel de Filadélfia. Incluída no grupo das bactérias destaca-se por ser um importante factor de risco para os ocupantes dos edifícios. São condições favoráveis ao seu desenvolvimento: a estagnação da água, a corrosão, as temperaturas do ar compreendidas entre os 20 e os 43 ºC, bem como o valor de ph entre 2,0 a 8,5. Vive dos biofilmes existentes na água e coloniza-se em sistemas de água quente e águas resultantes da condensação dos sistemas de refrigeração (APIEF, Centro de Formação Profissional Indústria Térmica, Energia e Ambiente, 2007). Também a velocidade do ar é identificada como um parâmetro de medição no âmbito do presente regulamento. Além de ter efeitos directos no conforto térmico, o movimento de circulação do ar é necessário para a diluição e exaustão dos poluentes interiores. Das duas formas possíveis de ventilação, natural ou forçada, o RSECE impõe como limite para a segunda uma velocidade máxima de 0,2 m/s para os espaços interiores. Ricardo Caldeira 7

28 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE De igual modo, são impostas taxas de ventilação para cada tipo de espaço, definidas como a quantidade de ar que é fornecida a partir do exterior. Os caudais de ar novo referem-se a valores efectivamente introduzidos nos espaços ocupados e são responsáveis por fornecer uma circulação de ar adequada, assim como uma dispersão contínua dos poluentes. Na tabela 2 indicam-se, para os espaços existentes no caso de estudo, os caudais mínimos de ar novo impostos no RSECE no seu anexo VI. Tabela 2. Caudais mínimos de ar novo Tipo Serviços Parâmetros Caudais mínimos de ar novo [m³/(h.ocupante)] [m³/(h.m²)] Gabinetes 35 5 Consultórios médicos 35 - Salas de recepção Escolas Laboratórios 35 - Hospitais Áreas de terapia 30 - Outro dos objectivos essenciais deste regulamento é o de potenciar a eficiência energética global dos edifícios limitando consumos para todas as instalações de acordo com o fim a que se destinam, bem como definir regras de eficiência para os sistemas de climatização que permitam melhorar as suas prestações energéticas. Pretende-se com estas medidas a redução da dependência externa de combustíveis fósseis da União Europeia assim como a redução da emissão de gases com efeito de estufa. A garantia para a concretização destes objectivos é feita através de auditorias energéticas de periodicidade, imposta pelo artigo 34º, de seis anos, com a primeira a ser realizada no final do terceiro ano de actividade. No caso de grandes edifícios de serviços a auditoria contemplará o estudo detalhado com a desagregação dos consumos em aquecimento, arrefecimento e outras utilizações. A partir dos consumos é determinado um indicador de eficiência energética (IEE) que traduz o consumo global nominal anual, calculado de acordo com os padrões de utilização nominais. O IEE relaciona o consumo em energia primária com a área útil do edifício, podendo também ser relacionado com a actividade desenvolvida, no caso de empreendimentos turísticos, edifícios de ensino superior e estabelecimentos de saúde e pronto a comer. Ricardo Caldeira 8

29 Capítulo 1 Introdução O edifício é considerado conforme sempre que o IEE seja inferior ou igual ao limite máximo imposto para a respectiva tipologia, sendo que em casos de consumos nominais superiores aos de referência está o proprietário obrigado à apresentação para aprovação pela entidade licenciadora de um plano de racionalização energética (PRE). O PRE é uma medida que pretende reduzir o consumo específico para os valores limite num prazo correspondente a metade do período da auditoria. Caso isso não se verifique, fica, o dono do edifício, obrigado ao pagamento de uma coima anual. A caracterização do edifício em termos energéticos é identificada através de uma classe energética obtida a partir do IEE nominal ou real, este último no caso de edifícios existentes. O edifício é classificado através da comparação com um imóvel de referência, sendo este aquele que cumprindo com as características mínimas estabelecidas pelos RCCTE e RSECE se situa no limite inferior da classe B. A tabela 3 resume as condições a verificar em função da respectiva classe energética. Tabela 3. Condições a verificar para obtenção da classe energética (Adene, 2008) Classe energética A+ B B C D E F G Condição a verificar IEE nom. IEE ref. novos - 0,75 x S IEE ref. novos - 0,75 x S < IEE nom. IEE ref. novos - 0,50 x S IEE ref. novos - 0,50 x S < IEE nom. IEE ref. novos - 0,25 x S IEE ref. novos < IEE nom. IEE ref. Novos + 0,50 x S IEE ref. novos + 0,50 x S < IEE nom. IEE ref. novos + 1,00 x S IEE ref. novos + 1,00 x S < IEE nom. IEE ref. novos + 1,50 x S IEE ref. novos + 1,50 x S < IEE nom. IEE ref. novos + 2,00 x S IEE ref. novos + 2,00 x S < IEE nom. De forma a ser possível executar as medidas de manutenção, de eficiência energética e de qualidade do ar interior em todas as instalações abrangidas pelo presente regulamento, devem ser previstos todos os equipamentos e acessórios necessários à monitorização de parâmetros que possibilitem recolher dados para um conhecimento real do estado da instalação e que permitam um estudo das potencialidades de melhoria na condução dos sistemas, nomeadamente: a) Consumo eléctrico de todos os motores com potência superior a 5,5 kw; b) Estado de colmatagem dos filtros de ar e de água; c) Estado (aberto/fechado) dos registos corta-fogo; d) Gases de combustão de caldeiras com potência superior a 100 kw; Ricardo Caldeira 9

30 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE e) Temperatura do ar exterior; f) Temperatura média do ar interior, ou de cada zona controlada a temperatura distinta; g) Temperatura da água de ida e de retorno em circuitos primários; h) Temperatura de insuflação das unidades de tratamento de ar; i) QAI por grande zona a climatizar. Sempre que existirem espaços especiais com índices de ocupação elevados ou condições de funcionamento específicas, estes devem considerar sistemas de QAI próprios; Norma Internacional ISO :1999(E) As zonas consideradas áreas limpas são, em termos de qualidade do ar interior, mais exigentes e também regularmente submetidas a testes de controlo. Esta norma classifica as salas e zonas limpas mediante a aplicação de um método standard de determinação da concentração de partículas em suspensão. Entende-se como zona limpa um espaço onde a concentração de partículas está controlada, um espaço cujo projecto e construção previram a minimização de entrada de partículas, sua geração e retenção e onde outros parâmetros relevantes, como a temperatura, humidade e pressão, são controlados conforme necessário (ISO , 1999). Estas salas são regularmente utilizadas na indústria da microeléctronica, alimentar, farmacêutica e médica. A primeira parte da norma define protocolos padrão para a determinação e definição dos níveis de limpeza baseados na concentração de partículas existentes no espaço. Tal como no RSECE, as partículas serão contabilizadas através do seu diâmetro, sendo a gama de abrangência entre 0,1 µm a 5 µm. São classificadas como partículas ultrafinas no caso de diâmetros inferiores a 0,1 µm e de macropartícula para diâmetros superiores a 5 µm. As partículas com uma relação comprimento largura de 10 ou superior são classificadas como fibra. Na citada norma, são definidos três estados de ocupação do espaço: a) "As built" instalação completa e limpa com todos os equipamentos instalados e a funcionar mas sem material de produção ou operadores presentes; b) "At rest" - instalação completa e limpa com todos os equipamentos instalados, incluindo equipamentos de produção, e a funcionar mas sem operadores presentes; c) "Operational" instalação a funcionar normalmente com os operadores previstos a trabalhar. A classificação das salas no estado "as built" apenas acontece uma vez na conclusão da construção, sendo, a partir daí, classificadas nos estados "at rest" e "operational". A classificação do espaço será expressa como ISO Class N, com indicação do estado em que foram efectuadas as medições, que representa o máximo de concentração Ricardo Caldeira 10

31 Capítulo 1 Introdução permitido para determinados tamanhos de partículas, contabilizadas consoante o seu número por volume de ar. O número de pontos de medição por cada espaço é calculado através da raiz quadrada da sua área. Na tabela 4 indicam-se os níveis de concentração de partículas em suspensão para cada nível de classificação. Tabela 4. Concentração máxima de partículas (ISO , 1999) Classificação ISO Concentração máxima de partículas por cada m³ de ar 0,1 µm 0,2 µm 0,3 µm 0,5 µm 1 µm 5 µm ISO Classe ISO Classe ISO Classe ISO Classe ISO Classe ISO Classe ISO Classe ISO Classe ISO Classe O tratamento estatístico das medições, conforme especificado, deverá garantir um nível de confiança superior a 95%. Em termos médicos, ao nível europeu, as salas também podem ser classificadas de acordo com regras reguladoras da União Europeia, "European Union Guide to Good Manufacturing Practice Medicinal Products for Human and Veterinary Use" (EUGMP), definidas pela Comissão Europeia. Na tabela 5 são indicados os valores para as concentrações segundo as EUGMP. Tabela 5. Concentração máxima de partículas segundo EUGMP Grau Concentração máxima de partículas por m³ 0,5 µm "at rest" 5,0 µm "Operational" 0,5 µm 5 µm A B C D Indefinido Indefinido Ricardo Caldeira 11

32 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE É possível relacionar as duas regulamentações e após o tratamento dos valores medidos classificar a sala por classe e grau. Prevê-se, na norma em estudo, a definição dos parâmetros que deverão ser incluídos num relatório de classificação de salas limpas. Indica a norma que os resultados dos testes efectuados em cada sala ou em cada zona serão sintetizados num documento que ateste a classificação obtida. Este relatório interpretará também os resultados nos casos em que a classificação pretendida não for satisfeita. Os dados a incluir, sem prejuízo de outros que se considerem relevantes, passam pela referência aos seguintes: a) Identificação da entidade que elaborou os ensaios com indicação do nome, do endereço e da data em que foi realizado o teste; b) Número da parte da norma e ano de edição que rege a classificação; c) Identificação física das zonas ensaiadas incluindo referência a zonas contíguas, se tal se revelar necessário; d) Especificação da localização e número de pontos de recolha de medição; e) Classificação obtida de acordo com os estados de ocupação e diâmetro das partículas considerado; f) Descrição com detalhe do método utilizado; g) Identificação do aparelho de medição usado e respectivo certificado de calibração; h) Inclusão de todas as medições efectuadas; i) Caso seja efectuada a quantificação das partículas de diâmetro inferior a 0,1 µm (ultrafinas) e diâmetro superior a 5 µm (macropartículas), a informação referente a esta quantificação deverá ser incluída no relatório de classificação; 1.4 Caracterização do Caso de Estudo O caso de estudo considerado foi o edifício destinado a albergar o Instituto de Ciências Nucleares Aplicadas à Saúde da Universidade de Coimbra (ICNAS) integrado no Pólo das Ciências da Saúde da Universidade de Coimbra. Ricardo Caldeira 12

33 Capítulo 1 Introdução Figura 1. Vista geral do edifício Este novo Instituto tem como objectivos a investigação médica nos campos da tomografia por emissão de positrões (PET) e da medicina nuclear convencional. Para o efeito possui diversos equipamentos específicos, sendo de destacar os seguintes: acelerador circular de partículas (ciclotrão), sistema de tomografia multimodal PET/CT (tomógrafo), sistema de ressonância magnética de intensidade 3 Tesla e câmaras gama. Sendo um edifício onde são produzidos compostos com teor radioactivo, caracteriza-se pela sua elevada especificidade na garantia dos níveis de protecção necessários. Com início de funcionamento em Janeiro de 2009, o edifício integra-se na categoria dos grandes edifícios de serviços existentes em virtude de possuir uma área de pavimento superior a 1000 m² e do seu licenciamento ter sido efectuado no ano de Em termos construtivos, o edifício divide-se em seis pisos, três dos quais abaixo do nível do solo (-3, -2 e -1), sendo a sua constituição a seguinte: a) O piso -3 é um piso exclusivamente técnico. Os espaços são destinados aos grupos de bombagem das redes de esgotos pluviais e domésticos e ao grupo hidropressor da rede de incêndios e respectivos reservatórios. Engloba também um espaço destinado aos tanques de decaimento dos fluidos radioactivos, que aí perdem a radioactividade antes de serem libertados para o esgoto público. b) O piso -2 engloba espaços afectos à unidade de produção de radiotraçadores pertencente ao PET, como sejam a sala do ciclotrão, as salas de radiofarmácia (salas limpas), sala de controlo de qualidade, salas de apoio ao ciclotrão e a sala das fontes de alimentação do ciclotrão. Engloba também uma zona destinada ao sistema de ressonância magnética constituída, no essencial, por uma sala de espera, sala de controlo, sala do magneto (máquina da ressonância magnética) e espaços de apoio. Ricardo Caldeira 13

34 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE Figura 2. Ciclotrão e equipamentos de síntese química c) O piso -1, para além das áreas comuns de circulação, acesso aos elevadores e escadas e de instalações sanitárias, engloba, ainda, duas salas afectas à medicina nuclear convencional, sendo que as restantes áreas pertencem ao PET como sejam a sala do tomógrafo, respectivas salas de apoio, cabines de doentes injectados e sala de contagem/laboratório de sangue. Figura 3. Tomógrafo d) Da mesma forma, o piso zero engloba áreas comuns, como a recepção, a sala de espera, a sala de espera de doentes injectados, os gabinetes de triagem, as instalações sanitárias, a zona de animais, uma sala de preparação e administração de doses afecta ao PET, e áreas pertencentes à medicina nuclear convencional, nomeadamente, as salas das câmaras gama e demais salas de apoio. e) O piso um integra áreas administrativas comuns como gabinetes, salas de direcção, salas de reuniões, entre outras. Neste piso está também situada a sala destinada aos servidores informáticos. f) O piso técnico situa-se na cobertura do edifício. Este piso é parcialmente coberto e destina-se a albergar as áreas das instalações técnicas, nomeadamente equipamentos de produção e distribuição de calor e frio para climatização. Ricardo Caldeira 14

35 Capítulo 1 Introdução Figura 4. Vistas gerais do piso técnico De forma a facilitar um melhor entendimento desta descrição, apresentam-se em anexo, as plantas com identificação dos espaços. Na tabela 6 estão reunidas as características principais que permitem identificar o edifício. Pretende-se com esta tabela sintetizar os dados de identificação que devem constar no Plano de Manutenção e que são obrigatórios no RSECE. Tabela 6. Caracterização do caso de estudo Pólo das Ciências da Saúde da Universidade de Morada: Coimbra Coimbra Reitoria da Universidade de Coimbra Rua Pinheiro Chagas nº 96, 2º Andar Proprietário: Coimbra Telefone: Fax: Instituto de Ciências Nucleares Aplicadas à Saúde da Universidade de Coimbra Pólo das Ciências da Saúde da Universidade de Ocupado por: Coimbra Telefone: Fax: Licenciamento: 2004 Actividade: Investigação Médica Ricardo Alexandre Caldeira Técnico responsável: Telefone: Correio electrónico: ricardo.caldeira@rpr.pt Ricardo Caldeira 15

36 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE Número de utilizadores 30 permanentes: Número de utilizadores 30 por dia ocasionais: Área total [m²]: Área climatizada [m²]: Potência térmica total 657 [kw]: Instalações Técnicas O edifício é alimentado electricamente através de um posto de transformação de 800 kva de potência pertencente à rede privada de média tensão do Pólo das Ciências da Saúde, tendo uma potência em horas de ponta de cerca de 68 kw no mês de maior consumo. No edifício foi instalado um contador totalizador de tripla tarifa com ciclo diário para contabilização mensal da energia eléctrica e controlo de custos por parte da Universidade de Coimbra. Em termos da produção de aquecimento e ar condicionado o edifício possui uma caldeira a gás natural com uma potência de aquecimento de 314 kw, e três "chiller s" com uma potência térmica total nominal de 333 kw. Um destes "chiller s" destina-se exclusivamente ao arrefecimento da máquina de ressonância magnética, outro ao arrefecimento do ciclotrão e a climatização interior, sendo o terceiro destinado apenas à climatização de espaços ocupacionais do edifício. No edifício existe ainda uma bomba de calor de 9 kw para climatização ambiente das zonas da ressonância magnética. Na tabela 7 caracterizam-se estes equipamentos. Ricardo Caldeira 16

37 Capítulo 1 Introdução Tabela 7. Caracterização dos equipamentos de produção Potência Potência Designação Quant. Referência Marca Circuito térmica nominal [kw] eléctrica [kw] Caldeira Caldeira de fundição atmosférica 1 G Roca Aquecimento 314 na Grupos produtores de água refrigerada Climatização e Chiller Nº1 1 NRA 650 L Aermec ciclotrão Chiller Nº2 1 NRA 700 L Aermec Climatização Máquina Chiller Nº3 1 EAC 672 SM 2 HY Lennox ressonância magnética Espaços Chiller Nº4 1 EAR 091 S K HY Lennox ressonância 9 4 magnética na - não aplicável TOTAL A distribuição hidráulica nos circuitos primários, secundários e de recuperação da instalação é assegurada por grupos circuladores, com variação de velocidade em três dos circuitos de distribuição de frio e três dos circuitos de distribuição de quente. Para a distribuição de ar, existem quatro unidades de tratamento de ar (UTA s), com variação de velocidade nos ventiladores para controlo de pressões nos espaços que servem, e quatro unidades de tratamento de ar novo (UTAN s). Com excepção da UTA 3, todas as unidades possuem recuperação de energia através da instalação de baterias que permitem o aproveitamento de calor do ar extraído. A climatização no interior do edifício é feita com recurso a convectores de parede, convectores de pavimento, baterias de reaquecimento de água quente, ventiloconvectores e unidades de tratamento de baixo perfil, estes dois últimos com possibilidade de climatizar através de solicitações de frio ou quente. Em espaços com necessidade de controlo de temperatura e humidade constante, foram usadas unidades de climatização de precisão. Relativamente ao abastecimento de gás, o mesmo é assegurado pela rede de gás natural que se destina exclusivamente à alimentação da caldeira de aquecimento de água instalada na central técnica da cobertura. Ricardo Caldeira 17

38

39 Capítulo 2 Qualidade do Ar Interior 2 Qualidade do Ar Interior A avaliação da qualidade do ar interior em edifícios tem sido uma preocupação crescente ao longo dos últimos anos. Estima-se que entre 80% e 90% (Brown, 1997) do tempo das pessoas seja passado no interior de edifícios com predominância de sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado fechados e sem recurso a ventilação natural. A degradação da qualidade do ambiente interior está directamente ligada ao aumento do absentismo e ao aparecimento de sintomas como a tosse, a irritação dos olhos e as dores de cabeça no caso de edifícios sem requisitos especiais. Em meios hospitalares, os cuidados têm de ser redobrados de forma a evitar o aumento de infecções em pessoas debilitadas e a transmissão dessas mesmas infecções aos ocupantes, nomeadamente a todo o pessoal ligado à acção médica e até mesmo aos próprios utentes e acompanhantes. O mais importante princípio para a boa qualidade do ar é evitar a geração de poluentes no interior do edifício, destacando-se duas componentes: a) Eliminar a poluição produzida pelos ocupantes; b) Eliminar a poluição produzida pelo próprio edifício; Os níveis de qualidade do ar estão ligados à limpeza dos sistemas de AVAC sendo que os edifícios com qualidade do ar em níveis regulamentares também têm uma melhor eficiência energética (Seppanen, 2006). 2.1 Qualidade do Ar Interior de acordo com o Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios No presente subcapítulo é feita a caracterização do edifício em análise neste trabalho em termos do ambiente interior, com a aferição das concentrações dos poluentes de acordo com o Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios. São apresentados os valores medidos relativos às concentrações dos poluentes químicos bem como os valores da velocidade do ar em espaços tipo do edifício. São igualmente confrontadas as renovações de ar por hora teóricas previstas em projecto com as renovações de ar existentes após o acerto da instalação e com as renovações de ar, na zona ocupada, calculadas através das concentrações do dióxido de carbono. Para a caracterização da qualidade do ar interior foram seguidas as definições previstas na nota técnica NT-SCE-02 (NT-SCE-02, 2009) no que diz respeito à Ricardo Caldeira 19

40 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE metodologia a considerar para as auditorias no âmbito do RSECE e as considerações e conceitos base do Guia Técnico da Qualidade do Ar em Espaços Interiores (Laboratório Referência do Ambiente, 2009). Na análise efectuada tiveram-se em conta os diferentes tipos de sistemas de ventilação existentes no edifício, assim como o tipo de utilização dos diversos espaços confinados que o constituem. No decorrer de uma visita preliminar, foram medidas as concentrações instantâneas de dióxido de carbono em diversos espaços de forma a constatar as condições reais do edifício em funcionamento. Os níveis de CO2 são um bom indicador do desempenho dos sistemas de ventilação do edifício, sendo que a existência de concentrações elevadas poderá indicar insuficiência de ventilação. Cada espaço seleccionado representa uma zona do edifício com níveis similares de actividade, semelhantes cargas térmicas e fontes de poluentes. A tabela 8 identifica os espaços em estudo. Designação Número Piso Tabela 8. Identificação dos espaços a analisar Unidade de Ventilação Área [m²] Pé direito [m] Volume [m³] Radiofarmácia E016-2 UTA 1 17,6 2,6 45,8 Sala de comando E174-2 UVR 8,0 3,0 24,1 Processamento de exames E040 0 UTAN 2 11,1 2,6 28,9 Gama Câmara nº 2 E045 0 UTAN 4 29,7 2,6 77,3 Sala espera injectados E077 0 UTAN 2 18,5 2,6 48,0 Recepção E081 0 UTAN 1 57,3 3,0 171,9 Gabinete nº 9 E065 1 na 16,0 2,4 38,3 na - não aplicável, apenas ventilação natural Apesar de servida pelo mesmo sistema de ventilação que a sala de processamento de exames (UTAN 2), a sala de espera de injectados foi escolhida para análise pelo elevado número de ocupantes diário. O número de pontos de medição a considerar, de acordo com a nota técnica NT- SCE-02 (NT-SCE-02, 2009), é dado pela equação (2.1), =0,15 (2.1) em que é o número de pontos de medida na zona i, e a área do espaço. De acordo com as áreas de cada sala, e após cálculo através da expressão anterior, verificase que em cada espaço deve ser feita uma amostra. No sentido de aferir possíveis alterações nas concentrações dos poluentes no interior do edifício decorrentes de diferentes temperaturas exteriores e humidade relativa, foram efectuadas duas campanhas de medições, com um intervalo de cerca de três meses. Na Ricardo Caldeira 20

41 Capítulo 2 Qualidade do Ar Interior figura 6 é possível observar a evolução da temperatura e humidade relativa exteriores nos dias em que foram realizadas as medições. HR 8 Maio [%] HR 21 Julho [%] 80 Temp. Ext. 8 Maio [ºC] Temp. Ext. 21 Julho [ºC] [%] [ºC] :00 10:30 11:30 12:30 13:30 14:30 15:30 16:30 17:30 15 Tempo [hh:mm] Figura 5. Evolução da temperatura e humidade relativa nos dias das medições Tal como definido no ponto 10 do artigo 29º do RSECE, as medições das concentrações dos poluentes no interior dos edifícios devem ser feitas quando os níveis de poluentes no exterior correspondam a metade dos valores limite permitidos para o interior. Como tal, através de medições dos níveis dos poluentes no exterior, foi confirmado que as concentrações no exterior estavam abaixo dos limites legais Equipamentos de medida Para a aferição das concentrações dos poluentes químicos no interior e consequente caracterização do edifício em termos de qualidade do ar, foram utilizados equipamentos de medida para avaliação dos níveis das partículas suspensas no ar, do monóxido de carbono, do ozono, dos compostos orgânicos voláteis totais, do formaldeído e do dióxido de carbono. As medições foram feitas na zona ocupada do espaço, definida na norma europeia EN13779 (EN 13779:2007, 2007) como a área desde 0,05 m acima do pavimento até 1,8 m de altura distanciada 0,5 m da parede e 1 m das portas e janelas. Os equipamentos foram colocados numa zona representativa das actividades ocupacionais e de forma a evitar perturbações provocadas pelos utilizadores do edifício. Os locais seleccionados encontravam-se fora de zonas de influência de insuflação de ar novo, de Ricardo Caldeira 21

42 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE zonas de retorno de ar e de zonas de estagnação de ar. A figura 6 representa os aparelhos de medição colocados na zona ocupacional. Figura 6. Aparelhos de medição na zona ocupacional Foram utilizados equipamentos portáteis providos de memória interna para armazenamento de dados e com alimentação eléctrica através de baterias recarregáveis. A exportação dos dados para o computador é feita, através de uma ligação a uma porta série, para software's próprios, sendo os dados depois traduzidos para o formato de folha de cálculo. No caso das partículas PM10, foi utilizado um equipamento designado "Handheld 3016 IAQ" da marca Lighthouse Worldwide Solutions. Este equipamento permite a medição de seis tamanhos de partículas (desde 0,3 µm a 10 µm), a humidade relativa e a temperatura. Apresenta gamas de medição de 15 a 90% no caso da humidade relativa e de 0 a 50 ºC no caso da temperatura. O menu é percorrido através de um ecrã táctil, sendo possível, no caso das partículas, seleccionar a apresentação dos resultados em duas unidades diferentes: em µg/m³ ou em partículas/m³. Para a determinação da concentração é utilizado, através de um diodo laser, o método da dispersão óptica, que consiste na sucção do ar para uma célula óptica onde a presença de partículas resulta na dispersão de luz. A quantidade de luz dispersa traduz o número de partículas. Como parâmetros de medição foram definidos cinco ciclos com quinze segundos de duração espaçados de um minuto e meio entre eles. A figura 7 mostra o equipamento de medição em operação. Ricardo Caldeira 22

43 Capítulo 2 Qualidade do Ar Interior Figura 7. Aparelho de medida de partículas suspensas no ar Para a aferição das concentrações de monóxido de carbono, ozono e compostos orgânicos voláteis e medição dos parâmetros de conforto térmico ambiente como a humidade relativa e a temperatura, foi utilizado um equipamento da empresa Gray Wolf Sensing Solutions denominado de "Indoor Air IQ-610 Quality Probe". Além destes poluentes, este equipamento está também preparado para efectuar medições de dióxido de carbono. Utiliza como método de medição vários sensores electroquímicos, um para cada poluente, que geram um sinal eléctrico proporcional à concentração a medir. É indicado para registar concentrações de COV's entre 0,02 a 20 ppm, de O₃ entre 0 e 1 ppm, de CO2 entre 0 e ppm, de CO entre 0 e 500 ppm, bem como humidades relativas compreendidas entre 0 e 100% e temperaturas entre -10 e 70ºC. Conforme se vê na figura 8, este equipamento utiliza um PDA, modelo ipaq da marca Hewlett Packard, para efectuar a aquisição e armazenamento de dados. Figura 8. Aparelho de medida de COV's, CO e 0₃ Ricardo Caldeira 23

44 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE Na utilização deste equipamento foi considerado um período de análise de dez minutos com uma taxa de amostragem de um minuto. O equipamento para medição da concentração de formaldeído utilizado foi o modelo "FP-30" da marca RKI Instruments, que funciona através da sucção de ar para uma cápsula ganhando coloração com o aumento da concentração. Através de um sensor electroquímico, o nível de coloração da cápsula indica a concentração por cada metro cúbico de ar. Permite uma gama de medição entre 0 e 1 ppm com um tempo de amostra de quinze minutos e uma gama de 0 a 0,04 ppm para amostras de trinta minutos. Para a medição deste poluente foi considerado, no presente trabalho, um tempo de amostra de trinta minutos. A figura 9 mostra o equipamento de medição a efectuar a recolha de dados e as respectivas cápsulas de medição. Figura 9. Aparelho de medida de concentrações de formaldeído No que respeita ao CO2, e numa primeira fase, foram efectuadas medições de modo instantâneo de forma a constatar as condições reais do edifício em funcionamento, sendo posteriormente efectuadas as medições finais ao longo do dia durante diversos dias de utilização do edifício. Para tal, foi utilizado um equipamento designado "Indoor Air Quality Monitor PS31" de marca Sensotron, conforme é possível ver na figura 10. Este aparelho possibilita também a medida da temperatura ambiente e da humidade relativa e possui gamas de medição de 0 a ppm no caso do CO2, de 0 a 100% no caso da humidade relativa e de 10 a 45ºC no caso da temperatura. Trata-se de um analisador por infravermelhos que contêm duas células, uma onde circula a amostra de ar e outra de referência, e um detector. As medições efectuadas tiveram períodos de aquisição de um minuto. Ricardo Caldeira 24

45 Capítulo 2 Qualidade do Ar Interior Figura 10. Aparelho de medida de dióxido de carbono O movimento de circulação de ar foi aferido de forma instantânea, após estabilização das condições ambientais no interior de cada divisão analisada, através de um equipamento modelo 445 da marca Testo com uma sonda de esfera aquecida, omnidireccional, de diâmetro de 3 mm e extensão telescópica. A figura 11 mostra o equipamento utilizado. Figura 11. Equipamento de medição da velocidade do ar Tratando-se de um anemómetro térmico, dá uma leitura directa através do arrefecimento do sensor, que é proporcional à velocidade do ar. Permite uma gama de medição entre 0 e 20 m/s Poluentes Químicos A conformidade legal dos parâmetros medidos para os poluentes físico-químicos, com excepção do dióxido de carbono, é dada pela expressão (2.2), Ricardo Caldeira 25

46 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE [ ] [ ] (2.2) em que [ ] é o valor máximo obtido nas medições efectuadas e [ ] a concentração máxima de referência para cada poluente. Este critério deve ser verificado para todos os pontos de medição em cada um dos poluentes. A tabela 9 resume as concentrações obtidas para os poluentes com o mesmo critério de conformidade nos diversos espaços em estudo. Tabela 9. Concentrações dos poluentes químicos com o mesmo critério de conformidade PM10 [mg/m³] CO [mg/m³] O₃ [mg/m³] COV [mg/m³] HCHO [ppm] Radiofarmácia Sala Comando Proc. Exames Gama câmara Espera injectados Recepção Gabinete 1ª Medição 0,02 0,11 0,05 0,03 0,05 0,10 0,07 2ª Medição 0,01 0,14 0,03 0,03 0,05 0,02 0,06 Valor Limite 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 1ª Medição 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2ª Medição 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Valor Limite 12,50 12,50 12,50 12,50 12,50 12,50 12,50 1ª Medição 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2ª Medição 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Valor Limite 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 1ª Medição 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2ª Medição 0,02 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00 0,02 Valor Limite 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 1ª Medição < 0,010 < 0,010 < 0,010 < 0,010 < 0,010 < 0,010 < 0,015 2ª Medição < 0,010 < 0,010 < 0,010 < 0,010 < 0,010 < 0,010 < 0,010 Valor Limite 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 Da análise da tabela, é possível verificar que todos os espaços apresentam concentrações que revelam uma qualidade ambiente de bom nível, com valores significativamente abaixo dos limites máximos legais. No caso das partículas PM10, as salas que apresentam níveis mais elevados, sem no entanto excederem o valor limite estipulado, são a sala de comando e a recepção. No caso da sala de comando este valor justifica-se devido ao facto de a ventilação deste espaço ser efectuada através de uma unidade de ventilação de recuperação individual para esta zona e independente do sistema de ventilação centralizado do edifício. No caso da recepção o número de utentes nos dias de medição era substancialmente superior aquando da primeira recolha, resultando daí uma maior produção de partículas suspensas no ar. Ricardo Caldeira 26

47 Capítulo 2 Qualidade do Ar Interior Todos os valores respeitantes ao monóxido de carbono foram nulos em virtude da não existência de nenhum processo de combustão nas salas em análise e do facto de a caldeira estar instalada na cobertura num espaço aberto para o exterior. Em virtude da análise de espaços de trabalho essencialmente laboratoriais e de se tratar de um edifício sem grande concentração de fontes de ozono, como são as fotocopiadoras e impressoras, os valores registados para este poluente foram nulos. Relativamente aos compostos orgânicos voláteis totais, as concentrações apresentam valores residuais ou nulos em todos os espaços analisados. Tratando-se de um edifício de requisitos de limpeza exigentes, foram utilizadas na construção tintas laváveis à base de água em grande parte dos espaços do edifício, o que justifica estes valores. A eventual utilização de produtos de limpeza com concentrações elevadas de compostos orgânicos também não é expressiva. No caso do formaldeído, verifica-se também que as concentrações existentes nas salas analisadas apresentam valores residuais relativamente à concentração máxima permitida. No que respeita ao dióxido de carbono, representa-se nas figuras 12 e 13, a evolução dos seus níveis em dois dos espaços tipo considerados. A figura 12 representa a evolução da concentração em dois dias num gabinete com ventilação natural e ocupado por uma pessoa CO2 [ppm] :50 10:50 12:50 14:50 16:50 18:50 20:40 22:40 0:40 2:40 4:40 6:40 8:30 10:30 12:30 14:30 16:30 18:30 20:30 22:30 0:20 1:30 3:30 5:30 7:30 Figura 12. Evolução da concentração de CO2 num gabinete Tempo [hh:mm] Da análise do gráfico, é possível verificar claramente as horas de ocupação do espaço, iniciando-se a subida da concentração por volta das nove da manhã e o seu decaimento pelas dezassete e trinta. Apesar de não possuir ventilação forçada, verificase que, apenas com a abertura da porta para entrar e sair e com a eventual abertura da Ricardo Caldeira 27

48 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE janela existente, os níveis de dióxido de carbono mantêm-se significativamente abaixo dos limites máximos legais. A figura 13 representa a evolução da concentração de CO2 durante dois dias na recepção do edifício. Este espaço caracteriza-se por um número de ocupantes variável. Durante o período das medições aqui apresentadas, a ocupação média foi de cerca de doze pessoas CO2 [ppm] :00 8:40 10:10 11:40 13:10 14:40 16:10 17:40 19:10 20:40 22:10 23:40 1:10 2:40 4:10 5:40 7:10 8:40 10:10 11:40 13:10 14:40 16:00 17:30 19:00 20:30 21:50 23:20 Tempo [hh:mm] Figura 13. Evolução da concentração de CO2 na recepção No caso da recepção, a análise da evolução da concentração de CO2 traduz que, apesar de um número de ocupantes maior, os níveis medidos mantêm-se abaixo dos registados no gabinete. Este facto ocorre em virtude de este espaço ser servido por ventilação forçada. Para o cálculo das concentrações deste poluente nos espaços analisados é considerado o critério de conformidade expresso em (2.3), ([ ] [ ]. + [ ] 984 [ ] (2.3) em que [ ] representa a média temporal das medições realizadas em cada ponto de amostragem, [CO ] E a concentração exterior,., o número de ocupantes máximo do espaço e o número de ocupantes na altura em que foram efectuadas as medições. A determinação da concentração de CO2 foi efectuada para um dia útil de trabalho (das oito às dezoito horas). A tabela 10 resume as concentrações de CO2 nos espaços analisados. Ricardo Caldeira 28

49 Capítulo 2 Qualidade do Ar Interior Tabela 10. Valores das concentrações de dióxido de carbono Designação Concentração [ppm] Radiofarmácia na Sala de comando 407 Processamento de exames 481 Gama câmara nº Sala espera injectados 458 Recepção 462 Gabinete nº na - não aplicável, sala por ocupar à data das medições Os valores das concentrações de CO2 encontram-se substancialmente abaixo do limite máximo legal, verificando-se apenas uma ligeira subida em relação à média das concentrações medidas no caso do gabinete analisado. Da análise destes resultados é possível concluir que o sistema de ventilação responde com o número de pessoas para que foi dimensionado, impedindo concentrações elevadas de CO Renovações de Ar Através do decaimento da concentração de dióxido de carbono foram obtidas as taxas renovação de ar na zona ocupada dos espaços analisados. O número de renovações de ar calculado através da concentração de fontes poluentes é dado pela declive da recta do decaimento da concentração do poluente desde o fim da ocupação até este atingir valores residuais estáveis, mantendo o sistema de ventilação em funcionamento. A figura 14 representa o abaixamento dos níveis de CO2 desde o fim da ocupação até se atingirem valores mínimos estáveis Início do decaimento 650 CO2 [ppm] :00 18:00 20:00 22:00 23:50 1:00 3:00 5:00 7:00 Figura 14. Evolução do decaimento de CO2 num gabinete Tempo [hh:mm]

50 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE De forma a ser considerada apenas a concentração do poluente produzida no interior, foi deduzida a concentração presente no exterior do edifício. A figura 15 representa a recta do decaimento da concentração de CO2 produzida no gabinete Ln (CO2-CO2ext.) Y= - 0,2 x Tempo [horas] Figura 15. Recta do decaimento da concentração de CO2 num gabinete A partir do declive da recta verifica-se que a taxa de renovação de ar por hora no espaço ocupado, definido pela norma EN13779 (EN 13779:2007, 2007) no gabinete em análise foi de 0,2. A tabela 11 apresenta a comparação do número de renovações por hora entre as previstas em projecto, as obtidas através das medições efectuadas nas grelhas de insuflação, as impostas pelo RSECE através dos caudais que deverão ser garantidos e as obtidas por cálculo através da concentração do dióxido de carbono nos espaços analisados. Designação Tabela 11. Número de renovações de ar por hora Volume [m³] R.p.h. previstas em projecto R.p.h. medidas na grelha R.p.h. impostas pelo RSECE R.p.h. obtidas através da concentração de CO2 Sala de comando 24 6,2 6,3 1,7 1,4 Processamento de exames 29 5,2 5,0 1,9 0,6 Gama câmara nº ,3 11,1 0,8 1,4 Sala espera injectados 48 5,2 6,0 5,0 0,8 Recepção 172 2,9 3,4 5,0 0,3 Gabinete nº ,0 0,0 0,9 0,2 nota - gabinete apenas ventilação natural As renovações de ar por hora, na zona ocupada do espaço, obtidas por cálculo através das concentrações do CO2 encontram-se, no geral, abaixo do imposto pelo

51 Capítulo 2 Qualidade do Ar Interior RSECE e do medido nas grelhas de ventilação. Este facto poderá dever-se, no essencial, a situações de curto-circuito de ar entre grelhas de insuflação e grelhas de extracção. No entanto, tal como se verificou da análise das concentrações de CO2, esta situação não impede que o edifício apresente uma boa qualidade do ar interior não tendo sido observadas situações merecedoras de atenção especial ou com necessidade de um estudo mais prolongado. Num estudo mais aprofundado, seria interessante analisar a forma como são calculados os caudais mínimos de ar novo em fase de projecto e aferir a necessidade da adopção de novas metodologias para o efeito Velocidade do Ar Um dos parâmetros identificados como de conforto térmico relativo à qualidade do ar é a velocidade de circulação do ar. O excesso de ventilação causa sensações de arrefecimento não desejado, como tal, o RSECE impõe uma velocidade máxima de 0,2 m/s, medidos nas zonas ocupacionais. As medições foram executadas de forma instantânea, após estabilização das condições ambientais no interior de cada divisão analisada, com recurso a um anemómetro de sonda omnidireccional, conforme figura 16. Figura 16. Anemómetro O critério de conformidade para a aceitação dos valores para as velocidades do ar é definido pela expressão (2.4), 0,2 [ / ] (2.4) em que representa a velocidade do ar no instante medido. Ricardo Caldeira 31

52 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE Tabela 12. Valores da circulação de ar nos espaços analisados Designação Velocidade do ar [m/s] Radiofarmácia 0,27 Sala de comando 0,16 Processamento de exames 0,06 Gama Câmara nº 2 0,15 Sala espera injectados 0,07 Recepção 0,19 Gabinete nº 9 na na - não aplicável, apenas ventilação natural Devido a obrigações legais no que diz respeito à protecção radiológica necessária para as salas da radiofarmácia, verifica-se uma velocidade superior à definida pelo critério de conformidade. O Decreto-lei 180/2002 (Decreto-Lei nº 180, 2002) obriga as instalações radiológicas a um número de renovações de ar muito superior ao definido no RSECE. Apesar de superior a 0,2 m/s, a velocidade medida neste espaço considera-se aceite uma vez que referido decreto sobrepõe-se ao indicado no RSECE Temperatura Ambiente e Humidade Relativa Para a caracterização dos parâmetros de conforto térmico ambiente, além da medição da velocidade do ar, foram também registadas as temperaturas e humidades relativas interiores. Para registo, foram considerados os valores médios das medições realizadas em conjunto com os poluentes químicos. A tabela 13 resume estes indicadores para os espaços em análise. Designação Tabela 13. Valores de temperatura e humidade relativa Temperatura [ºC] 8 de Maio 21 de Julho Humidade Relativa [%] Temperatura [ºC] Humidade Relativa [%] Radiofarmácia 21,5 53,7 23,2 70,4 Sala de comando 20,2 59,5 25,5 64,6 Processamento de exames 24,6 48,4 26,1 61,1 Gama Câmara nº 2 22,0 53,0 25,1 62,0 Sala espera injectados 24,7 48,1 26,9 58,8 Recepção 26,3 45,6 26,5 49,1 Gabinete nº 9 24,4 53,1 25,0 69,8 De acordo com o previsto no artigo 14º do Regulamento de Comportamento Térmico dos Edifícios (Decreto-Lei nº 80, 2006), definem-se como condições interiores de referência uma temperatura de ar de 20ºC para a estação de aquecimento e uma temperatura de ar de 25ºC e 50% de humidade relativa para a estação de arrefecimento. Os valores medidos indicam que as temperaturas têm valores ligeiramente superiores às Ricardo Caldeira 32

53 Capítulo 2 Qualidade do Ar Interior de referência, o que indicia possíveis situações de desconforto térmico para os ocupantes. Relativamente à humidade relativa, e não havendo em nenhum destes espaços controlo de humidade, verifica-se um ligeiro aumento na segunda campanha de medições, essencialmente fruto do aumento de temperatura. Só eventuais situações de humidade relativa abaixo dos 30 e superiores a 70% é que deverão ser alvo de análise e estudo. 2.2 Qualidade do Ar Interior em Salas Limpas A qualidade do ar interior em salas limpas é aferida pela concentração de partículas presentes no espaço com diâmetros entre os 0,1 µm e 5 µm. Tal como referido no capítulo anterior, a classificação destas zonas é definida pela Norma ISO :1999. No caso de estudo foram classificadas as salas do edifício destinadas à Radiofarmácia nas condições de repouso e de operação. A sala de produção (E019) foi analisada em ambas as condições por ser a única em funcionamento e as salas de investigação (E015), antecâmara (E016), controlo de qualidade (E017) e dispensa (E018) apenas em repouso. A classificação da sala é determinada pela comparação dos valores obtidos de forma experimental com os indicados na referida norma, conforme tabela 4. A sala é classificada, numa das classes previstas, quando os valores obtidos para partículas com diâmetros entre os 0,3 µm e os 5 µm forem inferiores aos estipulados pela norma Contagem de Partículas A contagem de partículas é feita com recurso a um equipamento de medida que utiliza uma fonte de luz de um diodo laser para aferir a quantidade de partículas por metro cúbico. O aparelho de medição foi colocado a 1,2 m de altura, tal como se pode observar na figura 17. Figura 17. Aparelho de medida colocado a 1,2 metros de altura O número de pontos de medição em cada espaço é dado pela expressão (2.5), Ricardo Caldeira 33

54 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE = (2.5) em que é o número de pontos de medição e A, a área do espaço. A tabela 18 mostra o número de pontos de medição calculado para cada sala. Tabela 14. Número de pontos de medição Designação Número Área [m²] Número de pontos de medição Investigação E015 16,61 4 Antecâmara E016 6,58 3 Controlo de qualidade E017 12,42 4 Sala de dispensa E018 9,2 3 Produção E A sonda foi colocada de forma a evitar as zonas de influência da insuflação de ar novo, as zonas de ar de retorno, bem como as zonas de estagnação do ar. Na figura 18 representa-se a localização das amostras efectuadas em cada sala, através da numeração de cor vermelha, e a localização das tomadas de ar de insuflação e extracção. Figura 18. Localização das amostras efectuadas Para cada localização foram feitas três leituras com uma duração de um minuto cada. De forma a garantir a estabilização da sala, e depois do operador sair, foi programado um tempo de atraso inicial para começo da medição de um minuto. Antes de serem efectuadas as medições foram verificadas as condições de funcionamento garantindo que os espaços estão limpos e que as diferenças de pressão entre as salas estão uniformes. Destaca-se a verificação da limpeza dos filtros dos Ricardo Caldeira 34

55 Capítulo 2 Qualidade do Ar Interior sistemas de ventilação afectos ao local e a sua adequada manutenção. A existência de rasgos nos filtros de alta eficiência do tipo Hepa (high efficiency particulate air) e deficiências na ligação entre o aro de fixação e o filtro provocam uma diminuição considerável na retenção de partículas Tratamento de Dados O tratamento estatístico dos dados é exemplificado pela classificação da sala de produção (sala E019) em repouso e em funcionamento. De acordo com a referida norma, a classificação das salas limpas é feita através de um cálculo matemático com um nível de confiança superior a 95%. Todos os valores apresentados devem ser arredondados à unidade. O processo inicia-se com o cálculo da média das amostras em cada ponto, conforme a expressão (2.6), =,,, (2.6) em que é a média da quantidade de partículas na localização i,, é a concentração da medição individual na localização i e n, o número de medições efectuadas num ponto de medição. A tabela 15 apresenta o cálculo da média nas quatro localizações da sala de produção para ambos os estados em estudo. Tabela 15. Média das amostras na sala E019 Tamanho Repouso [partículas/m³] Funcionamento [partículas/m³] ,3 µm ,5 µm µm µm O passo seguinte é o cálculo da média global das médias das quatro localizações em cada sala. Este cálculo é obtido através da expressão (2.7), = (,,, (2.7) Ricardo Caldeira 35

56 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE com como a média global das médias,, como a média individual na localização m e m, o número de pontos de medição num espaço. Os valores calculados apresentamse na tabela 16. Tabela 16. Média global das médias Tamanho Repouso [partículas/m³] Funcionamento [partículas/m³] 0,3 µm ,5 µm µm µm Através da equação (2.8) é determinado o desvio padrão, =,, ( (2.8) em que s é o desvio padrão das médias. A tabela 17 apresenta os valores do desvio padrão para as amostras da sala de produção. Tamanho Repouso [partículas/m³] Tabela 17. Desvio padrão das médias Funcionamento [partículas/m³] 0,3 µm ,5 µm µm µm Por último, é calculado o nível de confiança superior a 95% para a média global, através da expressão % = +, ( ) (2.9) sendo UCL o nível de confiança superior e, o nível de confiança a 95% para o grau de liberdade m-1. Este cálculo só é efectuado para situações em que o número de localizações está entre uma e dez. Neste caso concreto de quatro pontos de medição, o valor da distribuição para um nível de confiança superior a 95% é, = 2,4. Ricardo Caldeira 36

57 Capítulo 2 Qualidade do Ar Interior Tabela 18. Nível de confiança superior a 95% para média global das médias Tamanho Repouso [partículas/m³] Funcionamento [partículas/m³] 0,3 µm ,5 µm µm µm Os valores da tabela 18 são os valores finais a considerar para a classificação das salas. Por comparação com a tabela 4 obtém-se, para a sala de produção na condição de repouso a classificação de ISO classe 7 e na condição de operação a classificação de ISO classe 8, conforme tabela 19. Tabela 19. Classificação da sala E019 nas condições de repouso e operação Estado Classificação Concentração máxima de partículas por cada m³ de ar 0,1 µm 0,2 µm 0,3 µm 0,5 µm 1 µm 5 µm Repouso ISO Classe Operação ISO Classe Da análise da tabela anterior, verifica-se que existe uma queda de um nível na classificação para a condição de funcionamento fruto de uma maior produção de partículas no interior da sala. Com esta análise experimental, confirma-se o já abordado na introdução deste capítulo relativamente à existência de fontes de contaminação externas e de fontes de contaminação internas. Na condição de repouso as fontes de contaminação são essencialmente externas, enquanto que, na condição de funcionamento existe produção de partículas no interior da sala em virtude da presença de pessoas em operação e devido ao próprio processo produtivo. Através do método de cálculo atrás exposto, classificaram-se, na condição de repouso as restantes salas, conforme se ilustra na tabela 20. Tabela 20. Classificação das restantes salas na condição de repouso Designação Classe 0,3 µm 0,5 µm 1 µm 5 µm Investigação ISO Antecâmara ISO Controlo de qualidade ISO Sala de dispensa ISO Mediante os valores obtidos é possível também classificar as salas em estudo pelas normas reguladoras da União Europeia, Good Manufacturing Practice (EUGMP). À semelhança do efectuado para a norma ISO, a classificação segundo estas regras reguladoras é feita através do confronto dos valores obtidos de forma analítica com os Ricardo Caldeira 37

58 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE previstos na tabela 5. A tabela 21 apresenta a classificação da sala de produção (sala E019) segundo as EUGMP. Tabela 21. Classificação da sala de produção segundo EUGMP Concentração máxima de partículas por m³ Estado Grau Repouso Operação 0,5 µm 5,0 µm 0,5 µm 5 µm Operação C Repouso C Verifica-se que a sala é classificada como de grau C em ambas as condições de funcionamento, repouso e operação. Na tabela 22, são classificadas as restantes salas limpas da zona da radiofarmácia na condição de repouso. Tabela 22. Classificação das restantes salas segundo EUGMP Designação Grau 0,5 µm 5 µm Investigação C Antecâmara D Controlo de qualidade C Sala de dispensa D Tal como descrito na norma, por acordo entre o cliente e o fornecedor, a classificação pode ser obtida apenas para determinados diâmetros de partículas em específico. Da análise dos resultados obtidos, por comparação com o previsto nas EUGMP, conclui-se que a elevação da classificação para grau B só será possível com o incremento da exigência em termos de filtragem, nomeadamente com a colocação de filtros HEPA terminais junto às grelhas de insuflação de ar e com o agravamento da classe dos filtros da unidade de tratamento de ar que serve o espaço. De acordo com o licenciado pelos responsáveis do edifício, verifica-se que a classificação obtida é adequada e a esperada para a actividade a desenvolver nestas salas. Ricardo Caldeira 38

59 Capítulo 3 Eficiência Energética 3 Eficiência Energética No presente capítulo é feita a caracterização em termos de consumos energéticos dos primeiros sete meses de funcionamento do edifício (de Janeiro a Julho de 2009) e consequente cálculo do indicador de eficiência energética. Serão igualmente analisadas oportunidades de racionalização de consumos que possam conduzir a uma redução dos custos mantendo os níveis de conforto dentro dos parâmentros definidos pela actual legislação. Para tal, é apresentada uma auditoria funcional que se define pela determinação da energia necessária e utilizada, bem como identificadas diversas acções de melhoria e racionalização de custos e de consumos. A auditoria efectuada compreendeu, essencialmente, duas fases que se identificam como a fase da auditoria sintética e a fase da auditoria genérica. A primeira das fases passou pelo levantamento energético do edifício através da recolha dos consumos de energia eléctrica e combustível gasoso, o seu estudo de forma cronológica e identificação dos custos associados. A segunda fase, passou por uma vistoria à instalação com a verificação dos hábitos de funcionamento e medição das grandezas energéticas dos equipamentos que apresentam maiores consumos. 3.1 Caracterização de Consumos Energia Eléctrica Para a caracterização da energia eléctrica consumida, foram recolhidas mensalmente todas as componentes associadas ao fornecimento deste tipo de energia no contador totalizador do edifício. A instalação eléctrica do edifício é facturada em média tensão através de um regime de tripla tarifa em médias utilizações com tarifário em ciclo diário. A tabela 23 caracteriza o regime contratualizado na energia eléctrica. Ricardo Caldeira 39

60 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE Tabela 23. Caracterização do tarifário contratualizado (Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos, 2008) Termo tarifário fixo [ /dia] 1,4054 Potência horas de ponta [ /kw.dia] 0,2571 Potência contratada [ /kw.dia] 0,0344 Horas de ponta [ /kwh] 0,1095 Período I (1º trimestre) Horas cheias [ /kwh] 0,0821 Horas de vazio [ /kwh] 0,0510 Horas de ponta [ /kwh] 0,1155 Período II (2º trimestre) Horas cheias [ /kwh] 0,0825 Horas de vazio [ /kwh] 0,0539 Horas de ponta [ /kwh] 0,1155 Período III (3º trimestre) Horas cheias [ /kwh] 0,0825 Horas de vazio [ /kwh] 0,0539 Horas de ponta [ /kwh] 0,1095 Período IV (4º trimestre) Horas cheias [ /kwh] 0,0821 Horas de vazio [ /kwh] 0,0510 Através da análise dos ciclos horários possíveis, ciclo diário e ciclo semanal, concluise que o mais favorável é o ciclo semanal. Verifica-se que durante o horário de funcionamento do edifício, o número de horas de ponta é inferior relativamente ao ciclo diário. Com um funcionamento nos dias úteis da semana das 8 às 18 horas, revela-se vantajoso em termos económicos a comparação neste horário do custo da energia, uma vez que durante a noite e no fim-de-semana as cargas são menores. A tabela 24 resume o número de horas de cada ciclo tomando como base o horário de inverno. Tabela 24. Comparação entre número de horas dos ciclos diário e semanal Toda a semana Um dia útil no horário de funcionamento Ciclo Ciclo diário Ciclo semanal Ciclo diário semanal Ponta [nº de horas] Cheias [nº de horas] Vazio [nº de horas] 70 79,5 0 0 A recolha das contagens foi efectuada mensalmente através de leitura directa no contador totalizador do edifício ou com recurso ao seu histórico. A tabela 25 sintetiza os consumos de energia eléctrica registados nos primeiros sete meses do corrente ano. Ricardo Caldeira 40

61 Capítulo 3 Eficiência Energética Tabela 25. Sintetização dos consumos mensais recolhidos no contador do edifício Potência em horas de ponta [kw] Leitura vazio anterior [kwh] Leitura vazio actual [kwh] Consumo vazio [kwh] Leitura ponta anterior [kwh] Leitura ponta actual [kwh] Consumo ponta [kwh] Leitura cheias anterior [kwh] Leitura cheias actual [kwh] Consumo cheias [kwh] Total acumulado consumo [kwh] Consumo [kwh] Leitura energia reactiva consumida fora do vazio [kvarh] Total Total Total Total O edifício apresenta, no período de referência deste estudo, um consumo total de kwh repartidos em kwh, kwh e kwh, referentes ao consumo da energia activa em horas de ponta, horas de cheias e horas de vazio respectivamente. Da análise da tabela 25 é possível também verificar a evolução do valor da potência em horas de ponta ao longo dos meses em estudo. A figura 19 representa em termos gráficos a evolução mensal dos consumos de electricidade de forma desagregada Consumo horas de ponta Consumo horas de vazio Consumo horas de cheias Consumo [kwh] Jan. 09 Fev. 09 Mar. 09 Abr. 09 Mai. 09 Jun. 09 Jul. 09 Data [mm:aa] Figura 19. Evolução dos consumos de energia eléctrica A potência contratada é definida no ponto 4 do artigo 130º do Regulamento de Relações Comerciais do Sector Eléctrico (Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos, 2008) como sendo a máxima potência tomada registada nos doze meses anteriores, incluindo o mês a que a factura respeita. A potência tomada, segundo o artigo 129º do Ricardo Caldeira 41

62 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE mesmo regulamento, é o maior valor da potência activa média registada em qualquer período ininterrupto de quinze minutos, durante o intervalo de tempo a que a factura respeita. A potência activa média é dada pela expressão (3.1), P = E Nú (3.1) em que Energia é a energia activa fornecida em qualquer hora e Número de horas, o número de horas da energia activa considerada durante um mês. O valor mais alto da potência activa foi de 68 kw e registou-se durante o período de horas de cheias no mês de Fevereiro, no entanto, para facturação, o valor da potência contratada a considerar terá de ser de 400 kw. Esta imposição é definida pelo ponto 3 do artigo 130º do regulamento de relações comerciais, que indica que a potência contratada em média tensão em kw não pode ser inferior a 50% da potência instalada em kva, salvo acordo em contrário com o operador. Tal como visto no capítulo 1, o edifício é alimentado por um transformador de 800 kva. Na figura 20, apresenta-se o diagrama de carga médio diário da instalação :00 3:00 5:00 7:00 9:00 10:00 11:30 Potência [kw] 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 Hora [hh:mm] Figura 20. Diagrama de carga teórico médio diário Ressalva-se que este diagrama é obtido através de cálculo teórico considerando o consumo médio dos últimos seis meses e que o consumo fora do horário de funcionamento do edifício é igual em todos os escalões. Quer isto dizer que a potência considerada para as horas de ponta e de cheias fora do horário de funcionamento é igual à potência nas horas de vazio. A análise deste digrama de carga sugere um estudo mais detalhado com a identificação da quantidade de energia de cada função, através de uma Ricardo Caldeira 42

63 Capítulo 3 Eficiência Energética eventual auditoria de processo, de forma a procurar soluções que permitam o desvio de cargas para um escalão mais favorável. A potência média diária é de 63,5 kw apresentando a instalação um factor de carga de 0,81. O factor de carga da instalação deverá ser o mais próximo da unidade e define-se como a relação entre a potência média diária e a potência máxima. O custo global da energia eléctrica, antes do imposto sobre o valor acrescentado, foi de , a que equivale um preço médio do kilowatt por hora de 0,092. A figura 21 reparte, em termos percentuais, os custos das várias componentes da factura energética associada à electricidade. 19% 1% 10% 7% 19% Termo fixo Potência horas de ponta Potência contratada Energia horas de ponta Energia horas de cheias Energia horas de vazio 44% Figura 21. Repartição dos custos da energia eléctrica Identificam-se como penalizadores em percentagens significativas o consumo de energia activa em horas de ponta e o consumo de energia activa em horas de cheias, pelo que deverá ser estudada a sua redução. A redução do consumo de energia activa em horas de ponta é também vantajosa uma vez que está directamente relacionada com a redução da potência em horas de ponta. Verifica-se também que não é facturada energia reactiva uma vez que o seu consumo não excede 40% do consumo de energia activa no mesmo período Gás Natural Para a caracterização de consumos de combustíveis sólidos foi utilizado o mesmo procedimento de recolha de consumos mensais. A tabela 26 resume os consumos durante os primeiros sete meses do presente ano.

64 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE Tabela 26. Consumos mensais recolhidos no contador do edifício Mês Data da leitura ICNAS - Contador Geral do Edifício Actaris G25 nº /2005 Leitura Leitura Total Consumo anterior actual acumulado [m³] [m³] [m³] [m³] Consumo [kwh] Total acumulado [kwh] Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Total Total O edifício apresenta um consumo total de m³ traduzindo-se em kwh de energia primária consumida. A correspondência do consumo para kwh foi obtida a partir da expressão 3.2 disponibilizada na factura do fornecedor de gás natural. Fc = PCS F (3.2) em que Fc é o factor de conversão, PCS o poder calorífico superior médio do gás natural e F, o factor de correcção da pressão. O factor de correcção de pressão é calculado pelo quociente entre a pressão de fornecimento e a pressão de referência. No caso em análise, o factor de conversão, resulta no valor de 12,78. Na figura 22 é possível verificar a evolução mensal dos consumos registados até ao momento Consumo [kwh] Jan. Fev Mar. Abr. Mai. Jun. Jul. Data [mês] Figura 22. Evolução mensal do consumo de gás natural Ricardo Caldeira 44

65 Capítulo 3 Eficiência Energética O custo total em gás natural, antes do imposto sobre o valor acrescentado, foi de 4 838, a que equivale um preço médio do kilowatt por hora de 0,043. A figura 23 reparte, em termos percentuais, os custos relativos ao termo fixo e ao consumo. 23% Termo fixo Consumo 77% Figura 23. Repartição dos custos de gás natural Consumos Globais No período de referência deste trabalho o edifício consumiu um total de kwh a que correspondem kgep. Em termos percentuais a energia eléctrica representa uma contribuição de 90,7%, sendo que o gás natural é responsável pelos restantes 9,3%. Tal como definido no anexo IX do RSECE, os factores de conversão que deverão ser considerados para determinação da energia equivalente em energia primária consumida no edifício são 0,290 kgep/kwh para a energia eléctrica e 0,086 kgep/kwh para o gás natural. A tabela 27 resume os consumos de ambas as energias, a quantidade de CO2 equivalente emitido, bem como a sua contribuição no consumo total. Tabela 27. Consumos totais Consumo Consumo Contribuição [kwh] [kgep] [%] Electricidade ,7 Gás natural ,3 Total Emissões de CO2 [ton CO2 eq.] Os resultados apresentados evidenciam que os consumos são maioritariamente de energia eléctrica com uma tendência de evolução durante estes sete meses em virtude do aumento das valências proporcionadas pelo edifício e do pico de consumo de Verão. Em ciclo contrário ocorre o consumo de gás, uma vez que no segundo trimestre do ano diminuíram consideravelmente as necessidades de aquecimento.

66 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE A figura 24 mostra a evolução do consumo mensal da electricidade e do gás natural. Consumo Gás Consumo Electricidade Consumo [kgep] Jan. 09 Fev. 09 Mar. 09 Abr. 09 Mai. 09 Jun. 09 Jul. 09 Data [mm:aa] Figura 24. Evolução mensal do consumo energético do edifício A factura energética total foi de representados em 86 % de energia eléctrica e 14 % relativos ao fornecimento de gás combustível, conforme tabela 28. O custo específico energético do edifício foi de 12,72 /m². Tabela 28. Custo específico energético Custo [ ] Contribuição [%] Electricidade Gás natural Total [ ] Área [m²] Custo específico [ /m²] , Indicador de Eficiência Energética O consumo global nominal anual de energia de um edifício de serviços é interpretado pelo indicador de eficiência energética (IEE). O IEE relaciona o consumo em energia primária com a área útil do edifício e é calculado a partir dos consumos nominais de energia durante o ano anterior. É também possível relacionar o consumo com a actividade desenvolvida no edifício, como prevê o anexo XII do RSECE para empreendimentos turísticos, edifícios de ensino superior, estabelecimentos de saúde e pronto a comer. Não havendo no edifício qualquer contribuição de energias renováveis, todo o consumo é considerado para o cálculo do IEE, no entanto, caso no futuro se venha a verificar a existência de produção de energia a partir de fontes renováveis, a sua contribuição será descontada nos consumos energéticos totais do edifício. Ricardo Caldeira 46

67 Capítulo 3 Eficiência Energética O consumo máximo global permitido para cada tipo de edifício é definido no anexo X para os edifícios de serviços existentes e no anexo XI para os edifícios novos. Caso o consumo nominal específico ultrapasse o consumo máximo de referência, o edifício é considerado não conforme de acordo com do Sistema de Certificação Energética e o proprietário deve submeter um plano de racionalização energética à aprovação da entidade licenciadora no prazo de três meses a partir da data de conclusão da auditoria. O IEE é obtido através da expressão (3.3), IEE =IEE I + IEE V + Q A (3.3) sendo o, o indicador de eficiência energética de aquecimento, o o indicador de eficiência energética de arrefecimento, o Q, o consumo de energia não ligado aos processos de aquecimento e arrefecimento e A, a área útil de pavimento. Os indicadores de eficiência de aquecimento e arrefecimento, obtêm-se através das expressões (3.4) e (3.5), IEE I =F CI Q A (3.4) IEE V =F CV Q A (3.5) onde F CI e F CV representam os factores de correcção climática do consumo para aquecimento e arrefecimento, e Q e Q, o consumo de energia de aquecimento e arrefecimento, respectivamente. Em situações em não seja possível desagregar os consumos afectos ao aquecimento, ao arrefecimento e os destinados a outras utilizações, o cálculo do indicador de eficiência energética poderá ser obtido através do método simplificado, que estipula o valor de um para os factores de correcção climática. Assim, o cálculo do IEE através do método simplificado é dado por (3.6), IEE = Q A (3.6) em que Q, é a energia total consumida no edifício no decorrer do último ano e A, a área útil de pavimento. Caso se pretenda uma classificação energética muito rigorosa, o cálculo do IEE terá necessariamente de ser efectuado pela expressão (3.3), uma vez que a adopção do valor máximo possível para os factores de correcção climática não é significativo em determinadas zonas mas é noutras onde a relação de necessidades máximas permitidas Ricardo Caldeira 47

68 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE pelo RCCTE, a partir da qual se obtêm os factores de correcção climática, calculadas como se o edifício estivesse localizado na zona de referência e as calculadas para o edifício tendo em conta a zona onde está localizado, seja muito inferior a um. A abordagem simplificada resulta num índice superior. Neste caso de estudo, e como não existem consumos desagregados entre os destinados a aquecimento e a arrefecimento, o indicador de eficiência energética foi obtido através do método simplificado. Tratando-se de um edifício de investigação médica, foi enquadrado, dentro das categorias possíveis, como edifício existente nos estabelecimentos de saúde sem internamento. O valor limite dos consumos globais específicos para este tipo de edifícios é de 40 kgep/m².ano. Uma vez que só existem sete meses de facturação energética, o indicador de eficiência foi calculado assumindo o pressuposto teórico de que a energia eléctrica gasta nos cinco meses que faltam para decorrer um ano de actividade do edifício será igual aos cinco meses de maior consumo registados até Julho. No gás natural, foram considerados os consumos de meses similares no que respeita às condições climatéricas. Na tabela 29 indica-se o valor do IEE calculado. Tabela 29. Cálculo do IEE Consumo [kwh] Consumo [kgep] Contribuição [%] Área [m²] IEE [kgep/m².ano] Electricidade Gás natural Total ,7 Uma vez que o índice de eficiência real é superior ao de referência, o edifício considera-se não conforme no âmbito do Sistema de Certificação Energética, havendo uma necessidade de redução de 40% nos consumos energéticos, contabilizada em kgep de energia por mês. Tal como definido nos pontos 3 e 6 do artigo 7º do RSECE, nos casos em que o consumo exceda o regulamentar, é obrigatória a apresentação para aprovação pela Direcção Geral de Geologia e Energia de um plano de racionalização energética (PRE) no prazo de três meses a partir da data de conclusão da auditoria. O PRE pretende reduzir o consumo específico para os valores limite permitidos num prazo correspondente a metade do período da auditoria. Caso isto não se verifique, fica o proprietário obrigado ao pagamento de uma coima anual. A tabela 30 indica a classe energética do edifício de acordo com o IEE calculado e considerando o valor do parâmetro S igual a 14 (Despacho nº 10250, 2008), sendo este valor obtido em virtude de o edifício possuir aquecimento e arrefecimento bem como por se enquadrar nos estabelecimentos de saúde sem internamento. Ricardo Caldeira 48

69 Capítulo 3 Eficiência Energética Tabela 30. Classe energética Classe energética Valor limite A+ 29,5 A 33,0 B 36,5 B 40,0 C 47,0 D 54,0 E 61,0 ICNAS F 66,7 F 68,0 G - Ressalva-se que, tratando-se, o Sistema de Certificação Energética, de uma regulamentação que pretende a regularização dos consumos energéticos em todos os edifícios sem excepção, não prevê, em termos de cálculo, a especificidade invulgar do presente caso de estudo. Quer isto dizer, por exemplo, que a necessidade de manter ligados dois chiller's para arrefecimento de máquinas e de manter permanentemente um campo magnético de intensidade 3 tesla activo na máquina da ressonância magnética, o que justifica um aumento dos consumos, não é contemplada neste regulamento. O edifício apresenta um indicador de eficiência energética penalizante com a elevada concentração de equipamentos de alta tecnologia, e de consumos energéticos assinaláveis, numa área muito pequena. Esta situação restringe, logo à partida, de acordo com o método de avaliação baseado na área de pavimento, o cálculo do indicador de eficiência energética. No entanto, tal como prevê o artigo nº 6 do RSECE, as condições nominais a aplicar a um edifício podem ser alteradas a título excepcional, mediante acordo com a entidade licenciadora (ADENE), quando exista a necessidade de soluções específicas. Conforme se verifica através da análise efectuada aos consumos, o presente edifício deverá ser alvo de uma análise excepcional. 3.3 Medição de Consumos Para aferir os consumos em equipamentos considerados como grandes consumidores foram efectuadas medições, através de um analisador de energia eléctrica, das cargas afectas aos chiller's número dois e três do edifício. A figura 25 mostra o equipamento de medição em operação. Ricardo Caldeira 49

70 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE Figura 25. Aparelho analisador de energia eléctrica Tomaram-se como exemplo para este estudo estes dois equipamentos em virtude de se encontrarem já com o seu funcionamento estabilizado, sendo o chiller número dois e o chiller número três destinados a climatização ambiente e ao arrefecimento da máquina da ressonância magnética, respectivamente. Para avaliação dos consumos registados durante o período nocturno, efectuaram-se recolhas de valores no chiller número dois em funcionamento contínuo, bem como em funcionamento com o horário de utilização do edifício. A figura 26 representa o diagrama de carga com base nas medições efectuadas Chiller 3 Chiller 2 sem horário Chiller 2 com horário Consumo [kw] Tempo [hh:mm] Figura 26. Diagrama de carga elaborado a partir das medições efectuadas Conforme se constata, em funcionamento contínuo, o chiller número dois mantém um consumo médio de 8 kw em cada hora no período fora do funcionamento do edifício. A tabela 31 resume os consumos registados. Ricardo Caldeira 50

71 Capítulo 3 Eficiência Energética Tabela 31. Consumos registados num dia de funcionamento Consumo durante horário de funcionamento [kwh] Consumo fora horário funcionamento [kwh] Total [kwh] Chiller 2 com horário Chiller 2 sem horário Chiller Na figura 27 apresenta-se a evolução das temperaturas exterior e da água arrefecida no colector de retorno nos dias das medições relativas ao chiller número dois. A diferença do consumo do chiller número dois, durante o funcionamento, nos dias de medição justifica-se pelo facto de a temperatura exterior no dia em que foram efectuadas as medições com o chiller em funcionamento em contínuo ser superior. Verifica-se que no dia em que foram recolhidos os valores dos consumos com o chiller em funcionamento com horário, a temperatura exterior média foi de 21,6 ºC e no dia em que o chiller funcionou sem horário a temperatura exterior média foi de 22,7 ºC. Esta situação também se constata através da análise da evolução da temperatura no colector de retorno de água arrefecida nos dois dias em estudo, uma vez que, devido à dissipação térmica existente no interior do edifício, a temperatura da água neste colector no dia de maior temperatura exterior é superior. É possível portanto concluir, com estes dados, que um aumento da temperatura média exterior em 1 ºC produziu um aumento do consumo de 139 kwh no período de funcionamento do edifício. Da análise da tabela 31 constata-se também que o chiller número três consome 466 kwh, num dia de funcionamento, exclusivamente para arrefecer a máquina da ressonância magnética. Ricardo Caldeira 51

72 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE Temp. retorno dia sem horário Temp. ext. dia sem horário Temp. retorno dia com horário Temp. ext. dia com horário Temperatura [ºC] Tempo [hh:mm] Figura 27. Evolução das temperaturas nos dias das medições de consumos 1 A necessidade actual de manter o chiller número dois permanentemente ligado prende-se com o facto de este ser responsável pela alimentação do circuito da máquina de "close control" destinada ao controlo de temperatura da sala dos servidores informáticos. No subcapítulo 3.4, que aborda as oportunidades de racionalização de consumos, é estudada a alteração deste circuito para o chiller número um, uma vez que, este equipamento está permanentemente ligado em virtude de arrefecer a máquina do ciclotrão e a sala onde está instalada a unidade de alimentação ininterrupta da máquina do tomógrafo PET. 3.4 Racionalização de Custos e de Consumos A auditoria energética funcional realizada permitiu identificar as seguintes oportunidades de racionalização de consumos: a) Alteração da tarifa de médias utilizações para longas utilizações. Este cálculo é efectuado, tal como para o cálculo do IEE, considerando o pressuposto teórico de que o consumo dos cinco meses em falta para um ano de facturação será igual aos cinco meses de maior consumo registados até Julho; b) Alteração de tarifário de ciclo diário para tarifário de ciclo semanal. A estimativa de redução dos custos associada a esta alteração é elaborada pela comparação do custo 1 Dados obtidos a partir do sistema de gestão técnica do edifício. Ricardo Caldeira 52

73 Capítulo 3 Eficiência Energética em horas de ponta, horas de cheias e horas de vazio tendo em conta o consumo médio dos primeiros seis meses de actividade; c) Programação de horário de funcionamento no chiller número dois igual ao período útil de trabalho diário. Este modo de funcionamento implica a alteração da alimentação da unidade de "close control" da sala dos bastidores informáticos do chiller número dois para o chiller número um. Considera-se para este estudo que 30 % dos 97 kwh consumidos no horário em que o edifício está fechado serão absorvidos pelo chiller número um para garantir o arrefecimento do circuito de alimentação da unidade de "close control". Trata-se de um valor estimado com base nas sinergias de racionalização de potência que existirão no chiller número um, visto já estar permanentemente a funcionar, e da análise da evolução da temperatura de retorno do colector de água arrefecida. Esta temperatura não apresenta alterações significativas em relação às verificadas com o chiller desligado, sendo que, a não alteração das temperaturas da água de retorno indica uma baixa dissipação térmica na sala dos bastidores. A redução de custo calculada inclui também a diminuição da potência em horas de ponta. A tabela 32 sintetiza as acções de racionalização atrás descritas e indica a redução do consumo, respectivos custos e o tempo de retorno do investimento das medidas a adoptar. Tabela 32. Resumo das acções de melhoria energética identificadas Acção Redução de consumo anual [kwh] Redução de custo anual [ ] Retorno do investimento [anos] Alteração de tarifa de a) médias utilizações para longas utilizações Alteração do tarifário b) de ciclo diário para ciclo semanal Colocação de horário c) de funcionamento no ,40 chiller número dois Total ,40 Com as medidas consideradas estima-se uma redução anual da factura energética em e um retorno do investimento previsto para 1,4 anos. O retorno do investimento é obtido através dos preços da energia eléctrica actuais, havendo uma tendência de diminuição com a esperada subida do custo das energias. Em termos percentuais, esta redução nos custos representa 12% na energia eléctrica e 10% da energia total gasta no edifício durante o período em análise. Em termos anuais estima-se uma redução de custos de 7% na energia eléctrica e 6% no total do consumo do edifício. A realização de uma auditoria de processo permitirá identificar com mais detalhe soluções de redução de consumos, eventuais desvios de cargas para horários de tarifas Ricardo Caldeira 53

74 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE mais económicas, assim como o estudo da introdução de fontes de energias renováveis com recurso a painéis fotovoltáicos. A introdução de energias renováveis, além de induzir uma economia nos custos da energia, permite a melhoria da classificação energética do edifício, uma vez que o seu contributo é subtraído à respectiva parcela do consumo de energia do edifício. Tal como definido no RSECE, são de implementação obrigatória todas as medidas de eficiência energética que apresentem um período de retorno simples menor ou igual a oito anos, obtido através da expressão (3.7), PRS = C P (3.7) em que C é o custo do investimento e P a poupança anual resultante da aplicação da alternativa mais eficiente. Ricardo Caldeira 54

75 Capítulo 4 Manutenção 4 Manutenção Neste capítulo é abordado o tema da manutenção nos edifícios com destaque para a gestão administrativa, para as necessidades de garantir condições de higiene em sistemas de ventilação e para os programas informáticos de apoio. A relevância que a manutenção alcança nesta nova regulamentação dos edifícios deve-se ao facto de que, quando a manutenção é gerida correctamente estão implicitamente válidas todas as exigências regulamentares (Cabral, Gestão da Manutenção de Equipamentos Instalações e Edifícios, 2009). 4.1 Ferramentas de Gestão Como auxílio à gestão e tratamento da informação afecta a um plano de manutenção preventiva, foram desenvolvidas diversas ferramentas administrativas que constituirão o corpo principal do plano. Os modelos documentais desenvolvidos têm como finalidade caracterizar e registar individualmente os seguintes parâmetros: a) identificar os equipamentos; b) identificar as tarefas de manutenção; c) executar as acções de manutenção; d) construir e salvaguardar um histórico das acções de manutenção desenvolvidas, para apoio a tarefas de manutenção futuras. Com vista à concretização destes objectivos foram desenhados os modelos de identificação de equipamentos, de tarefas de manutenção, de registo de tarefas de manutenção e de registo de históricos. Não estando identificada no RSECE a necessidade da existência do plano de manutenção de forma física, apesar de as possibilidades reais de concretização ainda serem prematuras, os modelos desenvolvidos pretendem ter uma capacidade evolutiva de modo a ser possível a sua utilização apenas em formato digital. Os quatro modelos interagem através do campo número um (ver figura 28), campo destinado à identificação do equipamento, e serão preenchidos pelo gestor de manutenção, pelo técnico responsável de funcionamento ou pelo técnico de manutenção, conforme os casos Modelo de Identificação de Objecto de Manutenção O modelo de identificação é preenchido pelo técnico responsável pelo funcionamento e é parte integrante do dossier de documentação técnica. Para o seu preenchimento, os Ricardo Caldeira 55

76 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE responsáveis recolhem a informação necessária no manual de instalação e de características técnicas do equipamento e da análise à instalação. A figura 28 representa a página principal deste modelo. IDENTIFICAÇÃO DE OBJECTO DE MANUTENÇÃO Identificação Equipamento 1 Edifício: Instituto de Ciência Nucleares Aplicada à Saúde Equipamento: Chiller número 1 Nº Série: Marca: Aermec Modelo: NRA 650 L Família: 06 - Unidade de produção de água arrefecida Código de Objecto de Manutenção: MEC.CH Localização: Cobertura Data de Instalação: Nov Características Mecânicas 2 Características Eléctricas 3 Potência frigorifica [kw] : 127 Potência Eléctrica [kw]: 53 Número de Compressores [un]: 4 Tensão [V]: 400 Fluído Frigogéneo: R407 C Corrente de arranque [A]: 250 Pressão sonora [db (A)]: 45 Corrente nominal [A]:145 Caudal de água [m³/h]: 22 Caudal de ar de extracção [m³/h]: Peças de reserva críticas 4 Observações 5 Outras Informações 6 7 FOTO Contrato de Manutenção nº: Empresa: Contacto Directo: Fornecedor / Representante: Garantia até: Figura 28. Página principal do modelo de identificação de equipamento EQU_Fev 2009 Ricardo Caldeira 56

77 Capítulo 4 Manutenção No campo número um, relativo à identificação do equipamento, são reunidas as características de identificação gerais, tais como: marca, modelo, número de série, data de instalação e localização, bem como indicada a família e o seu código objecto de manutenção. Na família é indicado o grupo a que pertencem (produtores de água fria, sistemas de produção de águas quentes sanitárias, permutadores de calor, etc). O código de objecto de manutenção serve para codificar o equipamento no sistema de manutenção, nos software's de gestão, nas ordens de trabalho, etc. O código desenvolvido relaciona cinco componentes, a saber: a área de actuação do equipamento, o tipo, o piso em que está instalado e um número sequencial para as situações de equipamentos iguais. No caso indicado na figura 28, o código será: MEC (mecânica, electricidade ou gás), CH1 (chiller 1, chiller 2, uta 1, etc), o piso de instalação e a numeração sequencial. Os campos dois e três sintetizam as características técnicas mais importantes, quer mecânicas quer eléctricas e o campo quatro indica as peças de reserva críticas que deverão existir disponíveis. No caso de equipamentos críticos em que uma paragem provoca elevados prejuízos, a existência de algumas peças de reserva poderá evitar situações de alarme, diminuindo o tempo de inoperacionalidade, permitindo assim tempos de resposta rápidos. No edifício que serviu como caso de estudo, por exemplo, a paragem do chiller que arrefece a máquina da ressonância magnética implica que o seu arrefecimento seja feito, exclusivamente, com gás hélio com elevados custos financeiros associados. Neste caso, sugere-se a compra de um corpo da bomba de circulação do circuito primário para reserva. O campo cinco é reservado a observações gerais onde serão indicados, por exemplo, os rendimentos. No caso de chillers será indicado o coefficiente of performance (COP) e nas caldeiras o rendimento da combustão. O campo seis destina-se a informações que de alguma forma se relacionam com o equipamento, como os contratos de manutenção existentes e os contactos do técnico responsável pela sua manutenção. A página de verso deste modelo, conforme figura 29, é reservada para informações sobre o equipamento na instalação. Os campos oito e nove, respectivamente, são destinados à descrição da função do equipamento e à indicação dos circuitos e espaços do edifício que serve. Nos campos dez, onze, doze e treze, são resumidas as parametrizações de funcionamento como sejam as temperaturas de arrefecimento, as temperaturas de aquecimento, as pressões de funcionamento e o horário de funcionamento. Ricardo Caldeira 57

78 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE IDENTIFICAÇÃO DE OBJECTO DE MANUTENÇÃO Função do Equipamento 8 Arrefecimento da máquina do ciclotrão e climatização ambiente Circuitos Servidos 9 Circuito tomógrafo Circuito número 1 Circuito número 2 Circuito ciclotrão Parametrizações Arrefecimento 10 Ajuste de temperatura circuito ida [ C]: 7 Ajuste de temperatura circuito retorno[ C]: 12 Parametrizações Aquecimento 11 Ajuste de temperatura circuito ida [ C]: Ajuste de temperatura circuito retorno[ C]: na na Pressões de funcionamento 12 Circuito ida [bar]: 3 Circuito retorno [bar]: 3,2 Horário de funcionamento 13 Funcionamento contínuo Figura 29. Página de verso do modelo de identificação de equipamento EQU._Fev Modelo de Tarefas de Manutenção Preventiva Sistemática Este modelo define as acções de manutenção e sua periodicidade, e está representado na figura 30. É preenchido pelo técnico responsável de funcionamento com base nas recomendações dos fabricantes e de acordo com as regras de boas práticas. Tal como sucede com o modelo de identificação de objecto de manutenção, este modelo também é arquivado no dossier técnico. No campo número dois, relativo às tarefas a executar, além da indicação concreta dos trabalhos a executar e sua periodicidade, são também indicados a qualificação do técnico, o tipo de intervenção, os cuidados de segurança a observar e as ferramentas necessárias para a execução correcta da função. Do ponto de vista das tarefas realizadas pelos recursos humanos, a intervenção pode ser caracterizada como manutenção interna ou externa. Como ideia base do modelo do sistema de manutenção desenvolvido através deste trabalho, consideram-se de manutenção interna todos os trabalhos efectuados por técnicos internos ou por técnicos pertencentes a empresas exteriores com contrato de manutenção em vigor. Consideram-se de manutenção externa, por exemplo, serviços Ricardo Caldeira 58

79 Capítulo 4 Manutenção efectuados por contratação pontual para execução de uma determinada tarefa. Esta definição pretende traduzir a ideia actual de que na grande maioria dos edifícios a manutenção será executada por serviços exteriores, incluindo o próprio TRF. No entanto, refere-se, que o corpo técnico pertencente aos quadros próprios do edifício, caso exista, é parte integrante do processo de garantia para que os contratos de manutenção com terceiros sejam realizados correctamente e em devido tempo. Na legenda, no campo quatro, é feita a correspondência entre as letras de código e a sua definição. Identificação Equipamento 1 FICHA DE MANUTENÇÃO PLANEADA Edifício: Instituto de Ciências Nucleares Aplicadas à Saúde Equipamento: Chiller número 1 Nº Série: Marca: Aermec Modelo: NRA 650 L Código de Objecto de Manutenção: Tarefas a executar 2 Acções MEC.CH Data de Instalação: Nov Men Periodicidade. Tri. Sem. Anu. Qualificação do técnico Tipo de Interv. Cuidados de segurança Ferram. 1 Limpeza dos condensadores Indiferen. MI B 2 2 Limpeza filtros de água TIM3 MI A 1 3 Purga do circuito hidráulico Indiferen. MI A 1 4 Verificação do circuito frigorífico TIM3 MI C Verificação do quadro eléctrico TIM3 MI D 1 6 Medição de consumos TIM3 MI E Medição das tensões de alimentação TIM3 MI E Verificação dos ventiladores TIM3 MI F 1 9 Verificação do compressor TIM3 MI C 1 10 Verificação das pressões e temp. de func. TIM3 MI C Verificação dos equipamentos de controlo TIM3 MI A 1 12 Lubrificação de orgãos móveis Indiferen. MI F 1 13 Retoques de pintura Indiferen. MI A 7 14 Inspecção obrigatória RSECE (a) TIM3 ME - - Observações 3 (a) - Inspecção obrigatória no âmbito do RSECE com FMP própria. Ricardo Caldeira 59

80 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE Legenda: 4 Tipo de intervenção - MI- manutenção interna ME- manutenção externa Cuidados de segurança - Equipamento necessário - A - Sem riscos especiais B - Superfícies cortantes C - Superfícies quentes D - Cortar alimentação eléctrica E - Presença de tensão F - Orgãos em movimento 1 - Ferramentas gerais 2 - Escova, pente e compressor 3 - Espuma de detecção de fugas 4 - Pinça amperimétrica 5 - Multímetro 6 - Conjunto de manómetros 7 - Pincel Figura 30. Modelo de acções a executar na manutenção de um equipamento TAF_Fev Modelo de Registo de Tarefas de Manutenção As figuras 31 e 32 apresentam a página principal e a página posterior deste modelo. O registo das tarefas de manutenção executadas será efectuado pelo técnico que as executou. Este modelo deverá estar junto ao equipamento e, no fim de cada acção executada, o técnico indica a data de execução e assina o documento. Este documento possui um campo de identificação, um campo de tarefas programadas e um campo de tarefas não programadas. No campo dois, relativo às tarefas programadas, estão descriminadas as acções a efectuar que se relacionam, através do seu número, com as acções descritas no modelo apresentado no ponto anterior deste relatório. Existe também um campo para as tarefas não programadas, campo três, que prevê a descrição da intervenção para casos de manutenção correctiva, de melhoria ou outros não programados. Ricardo Caldeira 60

81 Capítulo 4 Manutenção Identificação Equipamento 1 Edifício: Instituto de Ciências Nucleares Aplicadas à Saúde REGISTO DE TAREFAS Equipamento: Chiller número 1 Nº Série: Marca: Aermec Modelo: NRA 650 L Código MEC.CH Data de Instalação: Nov Interno: Tarefas programadas 2 Acções Data Assinatura Data Assinatura Data Assinatura Data Assinatura Data Assinatura OPE_Fev 2008 Figura 31. Página principal do modelo de registo de tarefas Ricardo Caldeira 61

82 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE REGISTO DE TAREFAS Tarefas não programadas 3 Data Intervenção Tipo manutenção Executado por Empresa Asssinatura Observações: 3 Legenda: 4 Tipo de manutenção: P- preventiva C- correctiva M- melhoria Executado por: MI- manutenção interna ME- manutenção externa Figura 32. Página de verso do modelo de registo de tarefas executadas OPE_Fev 2009 Ricardo Caldeira 62

83 Capítulo 4 Manutenção Modelo de Registo de Histórico Este impresso sintetiza todas as acções, preventivas, correctivas ou de melhoria que foram executadas num determinado equipamento (figura 31). Pretende fazer o histórico da máquina para balanço anual da quantidade de intervenções, seu peso e avaliação da necessidade de substituição ou melhoria. Deverá ser preenchido pelo TRF e fará parte do dossier técnico de manutenção. Além do campo número um, onde é feita a identificação do equipamento, o modelo regista mais dois campos de preenchimento. O campo número dois resume as intervenções com a descriminação da data, do tipo de manutenção, da descrição da tarefa executada e do tipo de intervenção. Para facilitar, no caso de manutenção planeada, a descrição da tarefa executada pode ser identificada pelo número correspondente da acção definido na ficha de manutenção planeada, subcapítulo deste relatório. Dentro do histórico existem, ainda, áreas para registar que estrutura pediu a intervenção (secção, pessoa, etc), para indicar o tempo de paragem, o custo da intervenção, a factura que paga o trabalho (número da factura, por exemplo) bem como o tempo de garantia do trabalho efectuado. Esta última área, revela-se bastante importante em virtude das garantias de trabalhos adjudicados a empresas externas serem de difícil gestão administrativa. As áreas do tempo de paragem e do custo da intervenção possuem um espaço para contabilização total. Desta forma farse-á um balanço anual, ou de outra periodicidade a definir, com vista ao conhecimento do tempo de paragem e custos totais. Da análise destes últimos dois indicadores será tomada a decisão de substituição da máquina ou de estudo de todo o processo de manutenção em vigor, uma vez que poderá denotar tempos de paragem ou custos excessivos. Outro indicador importante a considerar, é a relação do número de vezes em que é efectuada manutenção pelo fornecedor com o número de intervenções totais. Este rácio poderá ter um impacto directo no aumento da indisponibilidade dos equipamentos, aumentando o tempo médio de reparação (MTTR) em virtude de intervenções técnicas mais profundas, logo mais demoradas. De forma a anular este aspecto, deverá ser definido no contrato de manutenção negociado as situações em que as intervenções terão de acontecer fora do horário de funcionamento do edifício e o tempo de resposta a que está sujeita a equipa de manutenção. No presente caso de estudo, por exemplo, as salas das câmaras gama e a sala de espera têm um índice de ocupação diário elevado, o que impede a execução de tarefas de manutenção durante o horário de presença de utentes. A figura 33 representa o impresso de registo de históricos. Ricardo Caldeira 63

84 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE Identificação Equipamento 1 REGISTO DE HISTÓRICOS Edifício: Instituto de Ciências Nucleares Aplicadas à Saúde Equipamento: Chiller número 1 Nº Série: Marca: Aermec Modelo: NRA 650 L Código de Objecto de Manutenção: MEC.CH Data de Instalação: Nov Histórico 2 Data Tipo de Manutenção Pedido por: Descrição da tarefa excetuada Tipo de Intervenção Tempo de paragem Custo da Intervenção Factura Garantia até Observações: 3 TOTAL Legenda: 4 Tipo de manutenção: P-preventiva C-correctiva M-melhoria na - não aplicável Tipo de intervenção: MI- manutenção interna ME- manutenção externa HIS_Fev 2009 Figura 33. Modelo de registo de histórico Ricardo Caldeira 64

85 Capítulo 4 Manutenção 4.2 Acções Periódicas para Caldeiras e Equipamentos de Ar Condicionado Além da manutenção regular, os sistemas de produção de água quente e os equipamentos de ar condicionado estão obrigados pelo regulamento a auditorias periódicas para aferição da sua eficiência e eventual necessidade de modernização. No caso das caldeiras, estas inspecções têm periodicidade anual e têm como propósito principal a avaliação do desempenho com a verificação do rendimento, dos consumos e dos gases de combustão. São obrigatórias para potências nominais superiores a 20 kw, mesmo em edifícios não sujeitos a quaisquer outras exigências do RSECE. Para os sistemas de ar condicionado, serão efectuados ensaios com a verificação de consumos, seu rendimento, funcionamento do equipamento de controlo e do dimensionamento dos propulsores dos fluidos. Como resultado destas auditorias periódicas deverão surgir propostas de modificações para melhoria das condições energéticas e de funcionamento. Em termos de gestão da manutenção, cabe ao TRF garantir o agendamento e execução destas intervenções sendo posteriormente aprovadas e registadas no SCE na auditoria energética seguinte. 4.3 Condições de Higiene em Sistemas de Ventilação A manutenção dos parâmetros de qualidade de ar interior adequados está dependente dos níveis de introdução de poluentes a partir do ar exterior e dos níveis dos poluentes produzidos no interior dos edifícios. Além de terem como função criar conforto térmico, os sistemas de climatização e ventilação são também responsáveis por fornecer ar exterior limpo aos ocupantes, removendo odores e poluentes ou diluindo-os para níveis aceitáveis (Nathanson, 1995). No entanto, estudos existentes mostram que os sistemas de ventilação podem ser responsáveis por 42% da poluição sentida no interior dos edifícios (Pinto, Cano, & Cramer, 2007), traduzindo-a, posteriormente, para situações de doenças relacionadas com os edifícios ou mesmo com a ocorrência do sindroma do edifício doente. O sindroma do edifício doente define-se como um conjunto de sintomas relacionados com a exposição a químicos, a partículas ou a material biológico, que não podem ser relacionados com nenhuma causa específica, mas que são aliviados quando o ocupante sai do edifício (Laboratório Referência do Ambiente, 2009). A qualidade do ar interior de um edifício é o resultado de parâmetros que incluem as condições em que o sistema de ventilação trabalha e a presença de contaminantes, Ricardo Caldeira 65

86 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE devendo, neste último caso, ser privilegiada a utilização de materiais e produtos de limpeza ecologicamente limpos. As deficiências mais frequentes são consequência de uma ventilação inadequada devida a um insuficiente fornecimento de ar novo ou a uma incorrecta filtração do ar fruto de má manutenção. Situações de temperatura e humidade extremas, ou não regulares, são também factores decisivos. De forma a anular a possível existência de circunstâncias de má qualidade do ar por via dos sistemas de ventilação e de fontes interiores ao próprio edifício, o RSECE obriga a que sejam executadas as auditorias periódicas adequadas à complexidade do edifício. No seu artigo 33º é definido, no que à periodicidade diz respeito, o seguinte: a) Deverão ser efectuadas auditorias de dois em dois anos em edifícios de estabelecimentos de ensino, desportivos, infantários, centros de idosos, hospitais e similares; b) Deverão ser efectuadas auditorias de três em três anos no caso de edifícios que alberguem actividades comerciais, culturais ou escritórios e similares; c) Deverão ser efectuadas auditorias de seis em seis anos em todos os restantes casos; No caso de edifícios hospitalares em, que por razões especificas, forem feitas auditorias fora do âmbito do SCE, os respectivos resultados podem substituir as auditorias à qualidade do ar interior, desde que satisfaçam a periodicidade imposta no regulamento. Pretende-se com estas auditorias, além da medição da concentração dos poluentes físico-químicos e microbiológicos, a avaliação das condições higiénicas e a capacidade de filtragem do sistema de climatização e ventilação. Esta avaliação compreende a inspecção visual, a medição quantitativa da sujidade no interior de condutas, unidades de tratamento de ar, tabuleiros de condensados e a verificação do estado dos filtros e da sua eficácia. As figuras 34 e 35, respectivamente, exemplificam a acumulação de sujidade num tabuleiro de condensados e consequente corrosão por via de uma deficiente drenagem e a degradação de um sistema de filtragem em virtude de uma manutenção inexistente. É possível, por exemplo verificar, no caso da figura 33, que a retenção de partículas e outras poeiras terá uma eficiência muito inferior à adequada em virtude da deficiente ligação entre a manta filtrante e o aro de suporte. Ricardo Caldeira 66

87 Capítulo 4 Manutenção Figura 34. Tabuleiro de condensados com acumulação de sujidade (Valente, 2008) Figura 35. Sistema de filtragem degradado (Valente, 2008) A filtragem é a primeira forma de manter o ar limpo. Os filtros destinam-se a garantir a retenção de impurezas sólidas, líquidas e gasosas contidas no ar exterior. Estes componentes do sistema de ventilação requerem inspecções regulares de forma a evitar excessiva acumulação de poeiras, fungos ou outros micro organismos que acabam por ser distribuídos para o interior do edifício. A manutenção deficiente de sistemas de filtragem é regularmente apontada como uma das principais causas para a formação de focos de infecções. Em termos de classificação, os filtros dividem-se em filtros grossos, filtros finos e filtros absolutos, conforme mostra a tabela 33. A sua eficiência é dada por: a) Filtros grossos - percentagem de retenção gravimétrica [Am] que se define pelo grau de separação em peso; b) Filtros finos - eficácia opacimétrica [Em] que se traduz pelo grau de separação de partículas; c) Filtros de alta eficácia "most penetrable particule size" [MPPS] que consiste no método de contagem de partículas de dimensão mais penetrante; Ricardo Caldeira 67

88 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE Tabela 33. Classificação dos filtros segundo associação Eurovent e as normas EN 779:2002 e EN Classe do filtro segundo Eurovent EU1 Classe do filtro segundo norma EN 779:2002 G1 1822:2000 Designação Retenção gravimétrica média Am [%] Am < 65 EU2 G2 65 Am < 80 Grossos EU3 G3 80 Am < 90 EU4 G4 90 Am EU5 F5 Eficácia opacimétrica média Em [%] 40 Em < 60 EU6 F6 60 Em < 80 EU7 F7 Finos 80 Em < 90 EU8 F8 90 Em < 95 EU9 F9 95 Em Classe do filtro segundo Eurovent Classe do filtro segundo norma EN 1822:2000 Designação Eficácia média E [%] MPPS E [%] 0,3 µm EU10 EU11 H10 H EU12 H12 Hepa 99,5 EU13 H13 99,95 EU14 H14 99,995 MPPS E [%] 0,12 µm U15 99,9995 U16 Ulpa 99,99995 U17 99, Filtros absolutos ou de muita alta eficácia A adequada manutenção dos filtros, além de garantir as necessárias condições higiénicas, permite evitar o aumento do consumo energético associado à necessidade de uma maior potência nos ventiladores para vencer a perda de carga entretanto criada pela colmatação do sistema de filtragem. Permite igualmente a protecção de outros componentes do sistema, como as baterias de aquecimento ou arrefecimento, da acumulação de sujidade e consequente menor transferência térmica. De acordo com o SCE, a verificação da existência de um andar de filtragem antes de baterias ou permutadores de calor e a seguir a ventiladores, composto por pelo menos um filtro de classe mínima F5, é uma das obrigações do Perito Qualificado numa auditoria periódica à QAI (NT-SCE-02, 2009). É possível diminuir os custos associados à manutenção de sistemas de filtragem com a utilização do método da filtragem progressiva que consiste na utilização de várias classes de filtros sucessivamente mais exigentes e naturalmente com custos mais elevados. A utilização, por exemplo, de um filtro tipo Hepa precedido de um filtro com eficiência superior a 90 % e de um pré filtro poderá aumentar a duração do filtro Hepa em cerca de 900 % (Piteira, 2007). Dá-se um exemplo da utilização deste método na Ricardo Caldeira 68

89 Capítulo 4 Manutenção unidade de tratamento de ar afecta à zona da radiofarmácia do caso de estudo, em que o sistema de filtragem do ar de insuflação é constituído por três filtros das classes EU4, EU9 e EU13. Em condições normais, recomenda-se a substituição do primeiro nível de filtragem às horas de funcionamento ou com um ano de utilização e o segundo nível às horas de funcionamento ou com dois anos de utilização (Departamento de Engenharia Mecânica, 2008b). No caso das condutas, ductos e pavimentos falsos destinados à distribuição do ar pelos espaços do edifício são necessárias verificações de forma visual e por medição quantitativa da concentração superficial das partículas depositadas no seu interior. Nas auditorias periódicas, deverá o perito garantir uma concentração inferior a 7 g/m² ou, no caso de ser realizada após uma operação de limpeza, uma concentração inferior a 1 g/m². A inspecção visual garante a identificação, na maioria das vezes, de anomalias na limpeza de condutas, sendo que concentrações entre 5 g/m² e 10 g/m² são espessas e facilmente visíveis. A figura 36 faz a comparação da mesma conduta antes e depois de uma acção de limpeza. Figura 36. Comparação entre conduta com sujidade e conduta limpa (Pinto, Cano, & Cramer, 2007) Dos três métodos mais usuais para a análise da concentração de partículas depositadas nas superfícies dos sistemas de ventilação, o método gravimétrico por cassete é o mais utilizado. Este é o recomendado pelo SCE por ser o mais fácil de manusear e de implementar no local da medição. Este método consiste na recolha da amostra por uma cassete pré pesada de área conhecida. A amostra é recolhida pela pressão da sonda na área com sujidade, sendo a diferença de peso da cassete antes e depois da medição que irá indicar a concentração. Os outros dois métodos são o método gravimétrico por vácuo e o método de dispersão óptica, que consistem na colecta da sujidade para um filtro com a ajuda de uma bomba de vácuo e na recolha de uma amostra de ar para uma célula óptica, respectivamente. Ricardo Caldeira 69

90 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE No caso de se verificar a acumulação excessiva de sujidade nas condutas é necessário efectuar acções que compreendem a sua limpeza interior. Estas acções poderão ser executadas por escovagem mecânica ou ar comprimido. A escovagem mecânica, conforme é possível ver na figura 37, consiste na colocação de uma escova mecânica num dos acessos existentes nos ductos e a recolha, através de uma bomba de vácuo, da sujidade no outro acesso imediatamente a seguir. Para situações de áreas limitadas, é comum a utilização de um sistema portátil, que inclui a escova e a bomba de vácuo num sistema de mão. Figura 37. Método de limpeza de condutas através de escovagem mecânica (Holopainen, Asikainen, Pasanen, & Seppanen, 2002) O sistema de limpeza por ar comprimido, define-se pela lavagem da superfície através do ar vindo de um sistema pneumático e recolhido, após a limpeza, por uma bomba de vácuo. Considera-se a escovagem mecânica mais eficiente em condutas metálicas e a utilização do método de ar comprimido melhor em condutas plásticas (Holopainen, Asikainen, Pasanen, & Seppanen, 2002). Por razões já anteriormente abordadas neste relatório, no que respeita à qualidade do ar interior, é desaconselhável a aplicação de métodos à base de desinfectantes ou químicos para remoção de gorduras ou outras sujidades, uma vez estes serão libertados no interior logo que o sistema de ventilação entre novamente em serviço. Mais recentemente, é utilizado, nas condutas de extracção das cozinhas, a limpeza crio genética que consiste na projecção de CO2 no estado sólido a temperaturas extremamente baixas para o interior das condutas, congelando as gorduras que são posteriormente aspiradas por uma bomba de vácuo. 4.4 Programas de Gestão de Manutenção Neste subcapítulo serão focados os programas informáticos dedicados à gestão da manutenção, que constituem uma base fiável para a organização e acompanhamento de Ricardo Caldeira 70

91 Capítulo 4 Manutenção toda a informação necessária em instalações de dimensões e complexidade crescentes de dia para dia. Um software de manutenção é uma ferramenta que pretende ajudar o gestor de manutenção ou o técnico responsável pelo funcionamento na gestão diária da instalação. Considera-se como sendo a sua característica mais importante, a capacidade de reter informação sobre a manutenção de uma maneira estruturada e em formato tecnicamente reconhecível (Cabral, Organização e Gestão da Manutenção, dos conceitos à práctica, 2006). Face à proliferação de redes de informação locais começa também a ser usual a implementação de soluções de aplicações globais que concentram a gestão de manutenção, a gestão administrativa, contratos e facturação. Estas facilidades, que podem abranger todo o funcionamento de uma empresa, designam-se de soluções de Enterprise Resource Planning (ERP) (Cabral, Gestão da Manutenção de Equipamentos Instalações e Edifícios, 2009) Programas Analisados A escolha dos programas a analisar foi feita tendo em conta, no essencial, as necessidades específicas para a manutenção em edifícios e a capacidade da empresa responsável pelo seu lançamento em desenvolver actualizações bem como a identificar e resolver eventuais anomalias. Foram seleccionados três programas de utilização através de licença comercial e dois através de licença gratuita. Numa primeira fase foi feita a selecção das empresas de desenvolvimento havendo como requisito essencial o facto de se tratarem de empresas de desenvolvimento de software profissionais. Após esta fase, e depois da consulta das referências de instituições que utilizam os softwares, foram identificados os programas descritos na tabela 34. InnWinWin Tabela 34. Programas de manutenção seleccionados PHC Suporte Sistrade Print Marca Navaltik PHC Sistrade C. W. Free Computer Works Maintenance Assistant Maintenace Assistant Versão 1.0 n.d. n.d Data de lançamento Abr-09 n.d. n.d. Abr-09 Fev-09 Tipo Comercial Comercial Comercial Gratuito Gratuito n.d. - não descriminado Através da consulta às versões anteriores dos programas e das respectivas datas de lançamento foi aferida a actividade das empresas de desenvolvimento. Com excepção do Ricardo Caldeira 71

92 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE software InnWinWin, uma vez que a versão analisada é a 1.0, verificou-se em todos os outros a existência de versões anteriores em períodos cronológicos curtos. Para atestar a capacidade de resposta, foi enviada uma mensagem de correio electrónico de teste com pedidos de informações. O tempo médio de resposta obtido foi de 4 dias úteis, sendo que no caso do programa C. W. Free a resposta foi dada no dia seguinte. Com o objectivo de analisar as características técnicas dos programas seleccionados, os softwares foram testados em situações similares através da simulação de funcionamento real. As características que se consideraram de importância relevante foram as seguintes: a) Envio de ordens de trabalho e pedidos de intervenção por correio electrónico de forma automática com antecedência a definir; b) Existência de planos de manutenção predefinidos ou possibilidade de os importar; c) Possibilidade de colocação de fotografias, especificações técnicas, manuais de operação e desenhos de forma anexa com a ficha do equipamento; d) Possibilidade de registo de parâmetros de qualidade de ar interior e eficiência energética no âmbito do RSECE; Programas de Licença Gratuita No caso dos programas gratuitos e necessariamente desenvolvidos à escala global, a adaptação particular ao regulamento de sistemas energéticos não existe, no entanto tratam-se de programas de gestão de manutenção com possibilidade segura de utilização no caso português. Tanto o C.W.Free como o Maintenance Assistant são de funcionamento via Web tendo a possibilidade de terem postos de trabalho para apenas um utilizador ou para multiutilizador. A vantagem do multiutilizador, dada a complexidade e especificidade dos sistemas actuais, prende-se com o facto de todos os dados se encontrarem centralizados num servidor informático permitindo a existência de um processo sempre actualizado no caso de se encontrarem adstritos técnicos distintos a tarefas, ou grupo de tarefas, especificas. Ambos possuem fóruns de discussão, disponibilizados pelas respectivas empresas de desenvolvimento, que ajudam na resolução de dúvidas e onde é possível trocar questões com utilizadores mais experientes. No que respeita às características técnicas propriamente ditas, verifica-se que a possibilidade de importar planos de manutenção é válida em ambos, sendo, no caso do C.W.Free, permitido descarregar estes planos da base de dados deste próprio programa disponibilizada pela Computer Works. Aliás, sendo o suporte, dos programas de gestão de manutenção, as bases de dados comerciais como o Microsoft Acess e o SQLServer, a troca de informação entre programas não tem restrições. As ordens de trabalho Ricardo Caldeira 72

93 Capítulo 4 Manutenção programadas poderão ser exportadas para formato de folha de cálculo ou impressas. No caso do Maintenance Assistant é possível até enviá-las por correio electrónico. Quer isto dizer, que na altura de assumir uma ordem de trabalho (OT), na janela da OT, existe a opção de inserir um endereço de correio electrónico para envio de alerta de ordem de trabalho para execução, conforme mostra a figura 38.. Figura 38. Janela de ordem de trabalho do programa C. W. Free O técnico, ou o responsável técnico, recebe via correio electrónico a informação de que foi criada uma ordem de trabalho para uma determinada máquina, identificada através do seu código de objecto de manutenção. Na informação recebida existe também a possibilidade de activar ligações para consultar a descrição da ordem de trabalhos, a informação da máquina através da sua ficha de identificação, bem como uma ligação para dar o trabalho por concluído. A figura 39 representa a mensagem recebida com a ordem de trabalho para execução. Figura 39. Mensagem recebida com alerta de ordem de trabalho activa Ricardo Caldeira 73

94 Desenvolvimento de Procedimentos de Manutenção no âmbito do RSECE O programa Maintenance Assistant revela outras duas vantagens em relação ao C. W. Free, que se traduzem na possibilidade de efectuar cópias de segurança automáticas com periodicidade a definir e na existência de um campo para colocação de fotografia do equipamento. No caso do C. W. Free, existe a vantagem de ser disponibilizado um manual de operação e as desvantagens de ser um pouco mais lento e de ser necessário um maior número de operações para fazer a mesma tarefa Programas de Licença Comercial Os programas de licença comercial destacam-se dos de licença gratuita pelo facto de proporcionarem ao cliente módulos de desenvolvimento específico tendo em conta as suas necessidades. Dos softwares de licença comercial em estudo, dois deles, o PHC Suporte e o Sistrade Print, são mais dinâmicos e apresentam uma versão padrão evoluindo posteriormente de acordo com as solicitações do cliente. No entanto deverá haver um estudo cuidado antes da solicitação de desenvolvimento de soluções próprias, uma vez que são, normalmente, situações novas que carecem de comprovação da sua fiabilidade e que apresentam custos acrescidos. O programa InnWinWin é mais rígido neste aspecto uma vez que se trata da adaptação do programa considerado como referência na gestão da manutenção, o ManWinWin, à temática da manutenção em edifícios segundo a nova regulamentação. Enquanto os programas PHC Suporte e Sistrade Print são recursos informáticos de apoio à gestão da manutenção em geral, seja ela de cariz industrial, em edifícios ou outra, o InnWinWin é uma ferramenta para auxílio na manutenção em edifícios. Relativamente aos programas gratuitos, os softwares comerciais apresentam um interface com o utilizador mais agradável e com ambiente familiar para o utilizador, nomeadamente as semelhanças com o programa de gestão de correio electrónico Outlook. Esta diferença era esperada, uma vez que, reside no tipo de plataforma tecnológica de acesso ao programa utilizada. Naturalmente que sendo os softwares gratuitos via internet, são menos agradáveis que os softwares que operam sobre a plataforma Microsoft Windows. A figura 40 mostra a janela de entrada do programa InnWinWin. Ricardo Caldeira 74

95 Capítulo 4 Manutenção Figura 40. Janela de entrada do InnWinWin Tal como nos programas gratuitos, verifica-se também a utilização das bases de dados SQLServer e Microsoft Acess para o arquivo da informação no sistema. No caso do InnWinWin são inclusivamente disponibilizados modelos de manutenção planeada para alguns equipamentos de utilização comum em edifícios. A figura 41 apresenta um exemplo de ficha de manutenção planeada. Figura 41. Exemplo de ficha de manutenção planeada do programa InnWinWin Ricardo Caldeira 75