Departamento de Engenharia Mecânica

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1 Departamento de Engenharia Mecânica Projecto de Climatização e Preparação de AQS de um Hotel de Quatro Estrelas. Projecto apresentado para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica Autor Nuno Barros Orientador Pedro Q. F. Miraldo Instituto Superior de Engenharia Mecânica Coimbra, Setembro, 2012

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3 PROJECTO DE CLIMATIZAÇÃO E AQS HOTEL AGRADECIMENTOS AGRADECIMENTOS Em primeiro lugar, gostaria de agradecer ao Prof. Pedro Miraldo, não só por se ter disponibilizado para coordenar, orientar e corrigir este projecto, mas também e acima de tudo pela sua pronta disponibilidade, paciência e oportunidade de formação através do seu apoio técnico prestado, nomeadamente no esclarecimento das muitas dúvidas que naturalmente foram surgindo no decorrer da realização do presente trabalho. Uma palavra de agradecimento e admiração também à minha família, os meus pais e irmão pelo contributo inestimável para a minha formação e crescimento pessoal, suporte emocional e sobretudo pelo apoio, motivação para concluir esta etapa curricular, a quem especialmente dedico este trabalho. E por último, a todos os meus colegas e amigos que me apoiaram no decorrer da execução do presente projecto, nomeadamente Marco e Sandra. Nuno Barros i

4 PROJECTO DE CLIMATIZAÇÃO E AQS HOTEL ii

5 PROJECTO DE CLIMATIZAÇÃO E AQS HOTEL RESUMO RESUMO O presente projecto diz respeito à definição das características do sistema de climatização e da preparação das águas quentes sanitárias (AQS) a implementar num grande edifício de serviços, mais concretamente num Hotel da categoria de quatro estrelas, a edificar na cidade de Seia. O relatório é constituído principalmente por um capítulo referente à memória descritiva onde se aborda a caracterização do edifício, descreve-se de uma forma geral a composição das instalações de climatização previstas, bem como a justificação das soluções adoptadas no âmbito do sistema de climatização, da preparação de AQS, dos colectores solares, das tubagens e condutas e do sistema de controlo. Neste capítulo são mencionados também para além da metodologia do cálculo térmico, o zonamento climático, os parâmetros climáticos interiores e exteriores, os índices de renovação do ar dos mais diversos compartimentos, a eficiência de ventilação considerada nos espaços climatizados, os coeficientes térmicos considerados nas envolventes interior e exterior, os resultados das cargas térmicas associadas aos padrões reais de utilização e um esboço do plano de manutenção preventiva associado às instalações de climatização e solares térmicas do edifício. Este trabalho contempla também, um capítulo reservado às condições técnicas especiais de todos os equipamentos previstos, onde se faz uma descrição técnica dos equipamentos a implementar, nomeadamente, equipamentos produtores de água aquecida/refrigerada, unidades de insuflação/extracção, ventiladores de rejeição de ar viciado, ventiloconvectores (VC s), radiadores, colectores solares, depósitos de AQS, grupos electroaceleradores, descrição de todas as unidades terminais difusoras (UTD s), grelhas e registos adoptados, acessórios relativos à rede de tubagens, isolamentos atribuídos às tubagens, condutas e equipamentos, sendo também efectuada a descrição dos equipamentos de controlo, ensaios e trabalhos de construção civil. Por fim, é reservado o capítulo final para a verificação e aplicação da legislação em vigor no que diz respeito aos sistemas de climatização (RSECE) e também parte da regulamentação referente às características de comportamento térmico dos edifícios (RCCTE), que, para além dos cálculos dos consumos de energia do edifício referentes às soluções adoptadas, serão determinados os indicadores de eficiência energética e a respectiva classe energética do Hotel. Palavras-chave: IEE, AVAC, RSECE, RCCTE, Climatização, Simulação Energética, Eficiência Energética. Nuno Barros iii

6 PROJECTO DE CLIMATIZAÇÃO E AQS HOTEL iv

7 PROJECTO DE CLIMATIZAÇÃO E AQS HOTEL ABSTRACT ABSTRACT This project concerns the design of a HVAC system and a domestic hot water (DHW) preparation to implement in a big size services building, specifically in a "four stars Hotel", to rebuild in the city of Seia. The report consists mainly on a descriptive chapter, where it deals with the building characterization, describing in a general way the composition of the air conditioning installations, as well as the justification of the adopted solutions within the HVAC system, domestic hot water preparation (DHW), solar system panels, pipes and ducts and the control system as well. This chapter also mentions, besides the methodology of the thermal calculations, the climate zoning, the indoor and outdoor climatic parameters, the air change rates in the various compartments, the ventilation efficiency in all of the air conditioned spaces, the U coefficients values considered in the surrounding elements of the interior and exterior environments, the results of the thermal loads associated with the actual patterns of use and an outline of preventive maintenance plan associated with air conditioning and solar thermal systems of the building. This work also includes, a chapter reserved for special technical conditions of all the provided equipment, that includes also the technical description of the equipment like the boilers and coolers, the central air handling units, the exhausted air fans, the duct fan coils, radiators, solar panels, the DHW tanks, water pumps, the description of grilles and air diffusers, the multileaf dampers, and all the essential accessories related to the pipeline network, the insulation of ducts, pipes and all related equipment, and it is also carried out a description of the equipment inspection, testing and construction work. Finally, the final chapter is reserved to the verification and enforcement of the existing legislation with regard to air conditioning systems (RSECE) and also part of the rules regarding the characteristics of thermal behavior of buildings (RCCTE), as well as the calculations of energy consumption related to the building solutions adopted, the energy efficiency indicators and the class energy of the Hotel. Keywords: IEE, HVAC, RSECE, RCCTE, Air Conditioning, Energy Simulation, Energy Efficiency. Nuno Barros v

8 PROJECTO DE CLIMATIZAÇÃO E AQS HOTEL vi

9 PROJECTO DE CLIMATIZAÇÃO E AQS HOTEL SIMBOLOGIAS SIMBOLOGIAS A ext,k - Área do elemento k da envolvente do espaço aquecido n, em contacto com o exterior, medida pelo interior, [m 2 ]; A lna,k - Área do elemento k da envolvente do espaço aquecido n, em contacto com o local não aquecido medida pelo interior, [m 2 ]; B pe,j B pt,j c C p C wh - Desenvolvimento linear do elemento j, medido pelo interior, [m]; - Desenvolvimento linear da ponte térmica j, medido pelo interior, [m]; - Calor específico da água, [kj/(kg.k)]; - Calor específico médio do ar a pressão constante, [J/kg.K]; - Coeficiente adimensional de perda de carga, relacionado com o tipo de material; C p,méd. - Calor específico do ar médio, a pressão constante, [J/kg.ºC]; D F f F h F o F w G j g h e - Diâmetro interno, [m]; - Factor de sombreamento por elementos verticais adjacentes ao envidraçado; - Factor de sombreamento do horizonte por elementos exteriores ao edifício com base no ângulo do horizonte ( ) medido apartir do ponto médio do vão envidraçado; - Factor de sombreamento por elementos horizontais sobrepostos ao envidraçado; - Factor de correcção da selectividade angular dos envidraçados, ou seja devido à variação das propriedades do vidro com o ângulo de incidência da radiação solar; - Intensidade da radiação solar instantânea incidente, em cada orientação j, numa superfície de área unitária, [W/m 2 ]; - Factor solar referente ao vidro ou ao vão envidraçado; - Condutância térmica superficial exterior do elemento da envolvente, [W/(m 2.ºC)]; HR e - Humidade relativa exterior, [%]; HR i - Humidade relativa interior, [%]; I t - Inércia térmica do edifício, [kg/m 2 ]; J k vs - Perda de carga, [Pa/m]; - Parâmetro característico da válvula (coeficiente de escoamento), e que representa o caudal que atravessa uma válvula, quando esta está totalmente aberta e é sujeita a uma pressão diferencial de 1 bar, [m 3 /h]. M AQS - Consumo médio diário de referência de AQS, [litros]; m i - Massa situada do lado interior do isolante térmico, [kg/m 2 ]; Nuno Barros vii

10 SIMBOLOGIAS m t - Massa total do elemento, [kg/m 2 ]; M si - Massa superficial útil, [kg/m 2 ]; Q a R R se R si - Energia despendida com sistemas convencionais de preparação de AQS, [kwh]; - Resistência térmica, [m 2.ºC/W]; - Resistência térmica superficial exterior, [m 2.ºC/W]; - Resistência térmica superficial interior, [m 2.ºC/W]; U k - Coeficiente global de transmissão térmica superficial do elemento k da envolvente, [ W/m 2.ºC]; V v V n - Quantidade de água que atravessa a válvula por unidade de tempo, [m 3 /h]; - Velocidade média, [m/s]; - Caudal volumétrico de ar novo insuflado n, [m 3 /h]; X atm - Humidade absoluta do ar exterior, [g água /kg ar seco ]; X int. - Humidade absoluta do ar interior, [g água /kg ar seco ]; P atm θ bh θ bs θ dep int,n θ red - Coeficiente de absorção (radiação solar) da superfície exterior da parede; - Redução de pressão estática imposta pela válvula quando é atravessada pelo fluido; - Temperatura exterior de projecto, [ºC]; - Temperatura do bolbo húmido, [ºC]; - Temperatura do bolbo seco, [ºC]; - Temperatura média da água no interior do depósito para AQS, [ºC]; - Temperatura interior de projecto para o espaço n, [ºC]; - Temperatura da água de entrada no interior do depósito proveniente da rede, [ºC]; - Coeficiente de condutibilidade térmico, [W/(m.ºC)]; ρ - Massa volúmica da água, [kg/m 3 ]; ρ ar - Massa volúmica do ar, [kg/m 3 ]; τ ψ pe,j ψ pt,j - Parâmetro adimensional que traduz o grau de redução da temperatura do local não aquecido em relação à temperatura interior (coeficiente de redução de perdas térmicas para locais não aquecidos); - Coeficiente de transmissão térmica linear do elemento j, em contacto com o solo, [W/m.ºC]; - Coeficiente de transmissão térmica linear da ponte térmica j, [W/m.ºC]; viii

11 PROJECTO DE CLIMATIZAÇÃO E AQS HOTEL ABREVIATURAS ABREVIATURAS AQS AVAC CE DLI DRO EER ESEER ENU EU FF GA GE GES GI GR GTC IEE LNEC MNEL PMP PTL PTP QAI RC RCCTE RSECE SCE - Água quente sanitária; - Aquecimento, ventilação e ar condicionado; - Certificação energética; - Difusor linear de insuflação; - Difusor rotacional; - Energy efficiency ratio; - European seasonal efficiency ratio; - Espaço não útil; - Espaço útil; - Factor de forma do edifício; - Grelha de aspiração; - Grelha exterior; - Grande edifício de serviços; - Grelha de insuflação; - Grelha de retorno; - Gestão técnica centralizada; - Indicador de eficiência energético; - Laboratório nacional de engenharia civil; - Material não ecologicamente limpo; - Plano de manutenção preventivo; - Ponte térmica linear; - Ponte térmica plana; - Qualidade do ar interior; - Recuperador de calor; - Regulamento das características de comportamento térmico dos edifícios; - Regulamento dos sistemas energéticos de climatização em edifícios; - Sistema nacional de certificação energética e da qualidade do ar interior dos edifícios; Nuno Barros ix

12 ABREVIATURAS TRF UTA UTD UTAN VAC VAV VC VE VR VRA VRIS XPS - Técnico responsável pelo funcionamento; - Unidade de tratamento de ar; - Unidade terminal difusora; - Unidade de tratamento de ar novo; - Volume de ar constante; - Volume de ar variável; - Ventiloconvector; - Ventilador de extracção; - Ventilador de rejeição; - Ventilador de rejeição de arrumos; - Ventilador de rejeição das instalações sanitárias; - Poliestireno extrudido. x

13 PROJECTO DE CLIMATIZAÇÃO E AQS HOTEL ÍNDICE ÍNDICE AGRADECIMENTOS... i RESUMO... iii ABSTRACT... v SIMBOLOGIAS... vii ABREVIATURAS... ix 1. INTRODUÇÃO Enquadramento Objectivos MEMÓRIA DESCRITIVA E JUSTIFICATIVA Caracterização geral do edifício Descrição geral das instalações projectadas Sistema de climatização Sistema de preparação de AQS Sistema de gestão técnica centralizada (GTC) Sistema de controlo Justificação das soluções adoptadas Sistema de climatização Sistema de preparação de AQS Colectores solares Tubagens e condutas Sistema de controlo Bases de cálculo das instalações Cálculo térmico Zonamento climático Parâmetros climáticos exteriores Parâmetros climáticos interiores Coeficientes térmicos da envolvente Renovação do ar Eficiência da ventilação Cargas térmicas Preparação de AQS Dimensionamento de tubos e condutas Dimensionamento de vasos de expansão Níveis de ruído Tolerâncias Resultados dos cálculos TRF e Plano de Manutenção Preventiva Nuno Barros xi

14 ÍNDICE 3. CONDIÇÕES TÉCNICAS Introdução Equipamentos produtores de água aquecida e refrigerada Grupo de água refrigerada ( Chiller ) Caldeiras Unidades de insuflação/extração Generalidades Secções de filtragem Secção do recuperador de calor (RC) Secção do aquecimento / arrefecimento Secção de mistura (UTA s) Secção de ventilação Ventiladores de rejeição de ar viciado Ventiloconvectores (VC s) Radiadores / Convectores Colectores solares Depósitos de água quente sanitária (AQS) Grupos electroaceleradores Redes de circulação de ar Generalidades Condutas Registos motorizados Difusores, grelhas e válvulas Difusores lineares de insuflação (DLI s) Difusores rotacionais (DRO s) Grelhas de insuflação (GI s) Grelhas de aspiração (GA s) e retorno (GR s) Grelhas de exterior (GE s) Valvulas de aspiração (VA s) Redes de circulação de água Tubagens Montagem Acessórios Isolamentos Generalidades Isolamento de condutas Isolamento de tubagens Isolamento de equipamentos e válvulas Equipamento de controlo Quadro eléctrico Garantia e manutenção Ensaios Trabalhos de construção civil VERIFICAÇÃO DO REGULAMENTO (RSECE) Introdução e objectivos Envolventes xii

15 PROJECTO DE CLIMATIZAÇÃO E AQS HOTEL ÍNDICE Espaços não úteis Tipos de envolventes Pontes térmicas lineares (PTL s) Características das envolventes Verificação dos requisitos mínimos de qualidade térmica Envolvente opaca Envolvente não opaca - Vãos envidraçados Inércia térmica do edifício Factor de forma do edifício, FF Caudais de ar novo Caudais mínimos de ar novo e tipologias dos espaços úteis Verificação do cumprimento dos requisitos energéticos e de concepção dos sistemas AVAC Verificação do cumprimento dos requisitos da QAI Cálculo dos IEE s e da classe energética do edifício Factores de correcção dos consumos de energia Perfis de funcionamento e consumos dos equipamentos do sistema de climatização Consumos não atribuídos ao sistema de climatização - Outros consumos Espaços complementares Determinação do IEE de Referência para edifícios novos, IEE ref.novo Cálculo do IEE nominal do Edifício, IEE nom Verificação regulamentar e determinação da classe energética do edifício CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXOS Nuno Barros xiii

16 PROJECTO DE CLIMATIZAÇÃO E AQS HOTEL xiv

17 PROJECTO DE CLIMATIZAÇÃO E AQS HOTEL ÍNDICE DE FIGURAS ÍNDICE DE FIGURAS Figura 2.1 Localização Figura 2.2 Planta (sem escala) Figura 2.3 Alçado principal (sem escala) Figura 2.4 Alçado posterior (sem escala) Figura 2.5 Alçado lateral direito (sem escala) Figura 2.6 Alçado lateral esquerdo (sem escala) Figura 2.7 Planta do piso -2 (sem escala) Figura 2.8 Planta do piso -1 (sem escala) Figura 2.9 Planta do piso 0 (sem escala) Figura 2.10 Planta do piso 1 (sem escala) Figura 2.11 Planta do piso 2 (sem escala) Figura 2.12 Planta do piso 3 (sem escala) Figura 2.13 Planta do piso 4 (sem escala) Figura 2.14 Planta do sótão (sem escala) Figura 2.15 Ligação hidráulica entre colectores solares Figura 2.16 Esquema de princípio AQS Figura 2.17 Esquema de princípio (sem escala) Figura 2.18 Balanço energético - colector padrão Figura 2.19 Balanço energético - colector IMMOSOLAR, modelo IS-Pro 2H Figura 2.20 Vista panorâmica da fachada principal (Cype) Figura 2.21 Vista panorâmica da fachada posterior (Cype) Figura 2.22 Distância à costa marítima Figura 2.23 Temperatura de ponto de orvalho dp, resultado do diagrama psicrométrico Figura 2.24 Propriedades da água Figura 4.1 Rosa dos Ventos para a estação da Guarda Nuno Barros xv

18 PROJECTO DE CLIMATIZAÇÃO E AQS HOTEL xvi

19 PROJECTO DE CLIMATIZAÇÃO E AQS HOTEL ÍNDICE DE TABELAS ÍNDICE DE TABELAS Tabela 2.1 Potencias rejeitadas e recuperadas das UTA s/utan s em regime de aquecimento Tabela 2.2 Coeficiente de transmissão térmico U e massa superficial útil M si dos elementos construtivos Tabela 2.3 Caudais de ar a insuflar Tabela 2.4 Energia despendida com sistemas convencionais de preparação de AQS, Q a Tabela 2.5 Características do vaso de expansão climatização Tabela 2.6 Características do vaso de expansão solar térmico Tabela 2.7 Características do vaso de expansão AQS Tabela 3.1 Características dos grupos de insuflação Tabela 3.2 Características dos ventiladores de rejeição Tabela 3.3 Características dos VC s Tabela 3.4 Dimensões dos radiadores previstos em projecto Tabela 3.5 Características dos grupos electroaceleradores Tabela 3.6 Espessuras mínimas de isolamento em tubagens Tabela 4.1 Tipo e padrões associados à delimitação das envolventes Tabela 4.2 Pontes térmicas lineares consideradas em estudo Tabela 4.3 U s máximos admissíveis da envolvente opaca do edifício Tabela 4.4 Valores regulamentares para a M si em função do tipo de elemento Tabela 4.5 Potências reais e nominais dos ventiladores das UTA s/utan s Tabela 4.6 Perfis de utilização dos espaços complementares Tabela 4.7 Valores de referência dos IEE e parâmetro S para o cálculo da classe energética Tabela 5.1 Classes energéticas Nuno Barros xvii

20 PROJECTO DE CLIMATIZAÇÃO E AQS HOTEL xviii

21 INTRODUÇÃO CAPÍTULO 1 1. INTRODUÇÃO 1.1. Enquadramento O sector residencial e terciário, composto maioritariamente por edifícios, absorve mais de 40% do consumo final de energia da Comunidade e encontra-se em expansão, tendência que deverá vir a acentuar o respectivo consumo de energia e, por conseguinte, as correspondentes emissões de CO 2. Face à necessidade cada vez maior de salvaguardar a protecção do meio ambiente e de diminuir a utilização de produtos petrolíferos, gás natural e outros combustíveis sólidos, que constituem fontes de energia essenciais mas que, simultaneamente, são caracterizados como sendo as principais fontes de emissão de CO 2, foi estabelecida por intermédio do Parlamento Europeu e do Conselho, a Directiva nº 2002/91/CE. Esta Directiva visa implementar medidas por forma a melhorar o desempenho energético dos edifícios, contribuindo desta forma para o pacote de políticas e medidas necessárias ao cumprimento do Protocolo de Quioto. Como tal, surgiu a necessidade de informar o cidadão sobre a qualidade térmica dos edifícios aquando da sua construção, venda ou arrendamento, classificando o edifício energéticamente. Este acto legislativo visa implementar nos Estados-Membros da União Europeia um sistema de certificação energética (CE) onde é exigível que conste toda a informação sobre a qualidade térmica e energética do edifício e que abranja igualmente, todos os grandes edifícios públicos e edifícios frequentemente visitados pelo público. No caso dos edifícios novos, ou existentes sujeitos a grandes remodelações onde o projecto em estudo se enquadra, a referida Directiva obriga aos Estados-Membros, como forma de garantir os requisito mínimos regulamentares e assegurar um eficiente desempenho energético, à implementação de sistemas de elevada eficiência energética, bem como de sistemas de energias renováveis. Assim sendo, em Portugal, a actual legislação, que enquadra os critérios de conformidade a serem verificados nas inspecções a realizar no âmbito do sistema de certificação, são o Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE) e o Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios (RSECE), os quais integram naturalmente a eficiência energética, a qualidade do ar interior, ensaios de recepção de sistemas após a conclusão da sua construção, a manutenção e a monitorização do funcionamento dos sistemas de climatização. Como tal, a realização deste trabalho surge, portanto, no âmbito da disciplina de final de Curso do Mestrado de Projecto, Instalação e Manutenção de Sistemas Térmicos, onde houve todo um desejo e interesse em aplicar a normalização nacional em vigor a um grande edifício de serviços, sujeito a uma grande remodelação. Nuno Barros 1

22 INTRODUÇÃO 1.2. Objectivos Pretende-se, acima de tudo, que as soluções adoptadas, em termos de sistemas de climatização, possam oferecer aos utentes as melhores condições possíveis de conforto e de qualidade do ar necessárias ao seu bem-estar, bem como à conservação do edifício e do próprio equipamento e ao mesmo tempo com o menor consumo de energia possível. O sistema de climatização adoptado no edifício, será complementado com ventilação mecânica das instalações sanitárias e dos arrumos, efectuadas de forma individualizada. Com vista a obter poupanças energéticas no consumo do edifício, à semelhança do que também é definido pelos novos Regulamentos, foram adoptadas algumas estratégias e soluções, como por exemplo, a recuperação de calor do ar rejeitado para o ar novo, efectuada nas unidades de tratamento de ar, a utilização de colectores solares térmicos para a produção de AQS e a implementação de sistemas de volume de ar variável (VAV) e de circuladores de velocidade variável. A demonstração da conformidade regulamentar com os Decretos-Leis nº 78/2006 Sistema de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior, nº 79/2006 Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios e parte do Decreto-Lei nº 80/ Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios, serão também objectivos fundamentais deste trabalho. Uma vez que o Edifício em estudo possui uma área útil superior a m 2 ficará ao abrigo do RSECE e, segundo o mesmo, enquadra-se na categoria de Grande Edifício de Serviços (GES). 2

23 MEMÓRIA DESCRITIVA CAPÍTULO 2 2. MEMÓRIA DESCRITIVA E JUSTIFICATIVA 2.1. Caracterização geral do edifício O edifício está situado em plena Serra da Estrela, mais concretamente na cidade de Seia, distrito da Guarda, de acordo com as seguintes coordenadas geodésicas aproximadas: 40º24 46 Norte e 7º41 56 Oeste. O edifício encontra-se localizado na periferia de uma zona urbana e não foram identificadas quaisquer fontes de poluição do ar atmosférico que pudessem colocar em risco a qualidade do ar no interior do edifício, sendo que apenas é confrontado a Sudoeste com a existência de moradias, que poderão eventualmente garantir alguma protecção quer a nível da exposição ao vento, quer ao nível do sombreamento da radiação solar. O Hotel apresenta uma construção atípica, notabilizando-se pelo desenvolvimento dos pisos segundo uma encosta na qual está inserido. Por esta razão observa-se uma variação crescente no tamanho dos primeiros pisos para os últimos. Figura 2.1 Localização. Devido à intenção de se garantir as necessidades de qualidade e conforto térmico interior conforme o RSECE, adequou-se as taxas de ventilação de ar novo em conformidade com a ocupação ou área, actividade metabólica, eficiência de ventilação e foi considerada a não existência de materiais não ecologicamente limpos (MNEL s), que levariam a um acréscimo de 50% de ar novo, por forma a preservar a qualidade do ar interior. Todos os materiais previstos, quer na construção quer no mobiliário e equipamentos, deverão ser portanto, ecologicamente limpos, e estar devidamente certificados por laboratórios credenciados para o efeito. Nuno Barros 3

24 MEMÓRIA DESCRITIVA O Edifício com uma altura e uma cércea aproximada de 18 m e 10 m respectivamente, é composto por 7 pisos acessíveis a clientes e um sótão destinado à utilização dos próprios funcionários e tem uma capacidade para albergar 152 hóspedes em 78 quartos e 10 funcionários em 6 quartos. No que se refere à sua orientação, o seu alçado principal (Figura 2.3), ou seja aquele onde está situada a entrada principal, encontra-se orientado para Sul. Os alçados indicam-se nas figuras seguintes: Figura 2.2 Planta (sem escala). Figura 2.3 Alçado principal (sem escala). Figura 2.4 Alçado posterior (sem escala). 4

25 MEMÓRIA DESCRITIVA CAPÍTULO 2 Figura 2.5 Alçado lateral direito (sem escala). Figura 2.6 Alçado lateral esquerdo (sem escala). Cada piso do edifício é constituído de uma forma geral da seguinte forma: - Piso -2 (Figura 2.7 Planta do piso -2 (sem escala).): com uma área total de 156 m 2, é composto por uma piscina exterior, e por balneários e arrumos no seu interior. - Piso -1 (Figura 2.8): com uma área total de 392 m 2, é caracterizado por um salão de banquetes e cozinha, cujo funcionamento está previsto ser de um dia por semana. - Piso 0 (Figura 2.9): com uma área total de 586 m 2, é constituído por 8 quartos de hóspedes, um salão de refeições, 2 lavandarias e a central térmica. Nuno Barros 5

26 MEMÓRIA DESCRITIVA Figura 2.7 Planta do piso -2 (sem escala). Figura 2.8 Planta do piso -1 (sem escala). Figura 2.9 Planta do piso 0 (sem escala). 6

27 MEMÓRIA DESCRITIVA CAPÍTULO 2 - Piso 1 (Figura 2.10): com uma área total de m 2, composto por 14 quartos de hóspedes, 1 salão de refeições, 1 refeitório (pessoal), 2 espaços de lazer e 1 garagem privativa. Figura 2.10 Planta do piso 1 (sem escala). - Piso 2 (Figura 2.11): com uma área total de m 2, composto por 17 quartos de hóspedes, 2 salões de refeições, 1 cozinha e 1 sala de reuniões e um terraço. Figura 2.11 Planta do piso 2 (sem escala). - Piso 3 (Figura 2.12): com uma área total de 852 m 2, composto por 18 quartos de hóspedes, 1 sala de estar, 1 bar, 1 recepção de hóspedes e 2 gabinetes. - Piso 4 (Figura 2.13): com uma área total de 764 m 2, composto essencialmente por 21 quartos de hóspedes e um terraço. - Sótão (Figura 2.14): com uma área total de 172 m 2, composto por 6 quartos (pessoal). Nuno Barros 7

28 MEMÓRIA DESCRITIVA Figura 2.12 Planta do piso 3 (sem escala). Figura 2.13 Planta do piso 4 (sem escala). Figura 2.14 Planta do sótão (sem escala). 8

29 MEMÓRIA DESCRITIVA CAPÍTULO 2 O Hotel é caracterizado por uma área útil A p = m 2 e uma área total de A t = m 2. A área útil de pavimento é definida como sendo a área calculada pelo perímetro interior, à qual foram excluídas as áreas dos espaços não úteis descritos no Capítulo 4, garagem e os espaços destinados a equipamentos de frio, existentes no piso 1. Relativamente à cobertura do edifício, a mesma é inclinada, sobre desvão fortemente ventilado e constituída por telha regional assente numa estrutura pré-esforçada. A descrição pormenorizada de todos os compartimentos existentes em cada piso do edifício, encontra-se tabelada no Anexo B (Soluções Construtivas) e nos respectivos desenhos existentes no Anexo K Descrição geral das instalações projectadas Sistema de climatização A instalação de climatização abrange todos os compartimentos onde foi considerada uma ocupação permanente por parte dos utentes, como sejam espaços de lazer, de refeição e quartos/suites. Está prevista a instalação de um sistema ar-água unicamente nos quartos/suites dos hóspedes, compostas por unidades terminais designadas por ventiloconvectores (VC s) colocados em tecto falso, e sistemas tudo ar nos restantes espaços climatizados, exceptuando-se, naturalmente, as instalações sanitárias, garagem, arrumos e afins. No que diz respeito à localização das zonas técnicas destinadas à colocação dos equipamentos de aquecimento, ventilação e ar condicionado (AVAC), está prevista a utilização do compartimento espaço 13-Caldeiras, existente no piso 0, para a colocação de uma unidade de tratamento de ar novo e duas caldeiras pertencentes ao sistema de climatização e à preparação de AQS. As unidades produtoras de água refrigerada (Chillers), serão localizadas no terraço do piso 2. Relativamente às unidades de tratamento de ar (UTA s) e de ar novo (UTAN s), estas serão colocadas simultaneamente em tectos falsos (UTA s 1,2,3 e UTAN.4), no terraço do piso 2 serão colocadas as UTA.4 e UTAN.2 e no piso 4 as UTA.5 e UTAN.3. O sistema de climatização previsto é um sistema com circulação de água em dois tubos, sendo a produção de água aquecida efectuada por intermédio das Caldeiras e arrefecida em duas máquinas frigoríficas do tipo Chiller. A água é depois distribuída pelos diversos circuitos, a 80/60 ºC no regime de aquecimento e a 7/12 ºC no regime de arrefecimento, alimentando para além dos VC s instalados nas divisões a climatizar, as UTA s e UTAN s pertencentes aos sistemas de climatização. As caldeiras, como foi dito anteriormente, ficarão instaladas na Central Térmica (piso 0, espaço 13-Caldeiras) enquanto que os Chillers ficarão num terraço, no pavimento imediatamente superior ao espaço destinado à garagem privativa. Os gases de combustão provenientes das caldeiras serão transportados e rejeitados para a atmosfera através de conduta com chapéu na extremidade, em aço inox, colocado a uma altura superior a 1 m do ponto Nuno Barros 9

30 MEMÓRIA DESCRITIVA mais elevado do edifício. Toda a chaminé será executada com parede dupla de chapa de aço inox e com isolamento térmico intercalado. Está previsto tanto nos quartos referentes aos funcionários do hotel, como na gerência e na recepção a utilização de elementos aquecedores, mais concretamente de radiadores de alumínio, com vista a obter uma melhoria no conforto térmico. Nas instalações sanitárias de maiores dimensões também foi considerada a existência destes elementos, uma vez que, pelas dimensões do espaço, apenas o ar de transferência poderia ser insuficiente para se poder garantir condições de conforto minimamente aceitáveis, ao contrário das pequenas instalações sanitárias, onde se considerou que o ar de transferência proveniente dos espaços climatizados contíguos será suficiente para garantir essas mesmas condições. Para permitir uma maior flexibilidade no funcionamento do sistema foram criados 5 circuitos de água aquecida/refrigerada distintos, sendo: - Circuito 1: que alimenta as UTA.1, UTA.2, UTAN.1 e VC s do piso 0; - Circuito 2: que alimenta a UTA.3 e VC s do piso 1; - Circuito 3: que alimenta as UTAN.2, UTA.4 e VC s do piso 2; - Circuito 4: que alimenta os VC s e radiadores do piso 3, UTAN.4, VC s do piso 4 e radiadores do sótão; - Circuito 5: que alimenta as UTAN.3, UTA.5, VC s do piso 4 e radiadores do sótão. Para a circulação da água serão utilizados grupos electroaceleradores com velocidade variável, intercalados na tubagem com interposição de juntas antivibráticas. As redes de tubagem irão ser efectuadas em tubo de ferro preto que será, na generalidade, instalado à vista no tecto falso. Todas as tubagens serão termicamente isoladas com material elastomérico que tenha uma condutibilidade de referência W/(m.K) da marca Armacell, ou equivalente. As tubagens instaladas na Central Térmica e no exterior serão revestidas com forra mecânica, em chapa de alumínio, para protecção do isolamento. Todas as espessuras do isolamento existentes nas tubagens, terão que obedecer ao disposto no Anexo III do Regulamento (RSECE). O sistema descrito anteriormente é complementado com sistemas de tratamento de ar, compostos por UTA s e UTAN s e ventiladores de extracção do ar viciado (VE s) ou ventiladores de rejeição (VR s), garantindo desta forma a correcta renovação do ar dos espaços climatizados. Foi previsto também a inclusão de recuperadores de calor (RC s) em quase todas as unidades de tratamento de ar com vista em reduzir os consumos de energia, uma vez que a potencia de rejeição ultrapassa o limite de 80 kw estipulado pelo regulamento (RSECE), com uma eficiência total superior a 50%. Os RC s pertencentes às UTA s são do tipo placas com correntes cruzadas simples; nas UTAN s, para minimizar o risco de mistura do ar extraído dos sanitários com o ar novo de insuflação, optou-se por unidades de tubos alhetados a água. 10

31 MEMÓRIA DESCRITIVA CAPÍTULO 2 No que diz respeito à climatização dos compartimentos, as unidades de tratamento de ar encontram-se distribuídas por zonas a climatizar da seguinte forma: - Salão de Refeições, pertencente ao piso -1, com uma unidade de tratamento de ar (UTA.1) para insuflação de ar no espaço, com by-pass para permitir freecolling e um ventilador (VE.5) de extração do ar viciado, instalados lado a lado em tecto falso e equipados com um recuperador de calor (RC.5); - Zona destinada ao Salão de Refeições, pertencente ao piso 0, com uma unidade de tratamento de ar (UTA.2) para insuflação de ar no espaço, com by-pass para permitir freecolling e um ventilador (VE.6) de extração do ar viciado, instalados lado a lado em tecto falso e equipados com um recuperador de calor (RC.6); - Zona de Quartos, pertencente ao piso 0, com uma unidade de tratamento de ar novo (UTAN.1) para insuflação de ar novo no interior dos mesmos, com by-pass para permitir freecolling e um ventilador (VE.1) de extração do ar viciado das instalações sanitárias privativas, instalados lado a lado na central térmica e equipados com um recuperador de calor (RC.1). Neste piso existe também um ventilador (VRIS.2) para extracção de ar das instalações sanitárias comuns, e outro ventilador (VRA.1) para extracção do ar viciado proveniente dos arrumos; - Zona destinada ao Salão de Refeições, pertencente ao piso 1, com uma unidade de tratamento de ar (UTA.3) para insuflação de ar no espaço, com by-pass para permitir freecolling e um ventilador (VE.7) de extração do ar viciado instalados lado a lado em tecto falso e equipados com um recuperador de calor (RC.7); - Zona de Quartos, pertencentes aos pisos 1 e 2, com uma unidade de tratamento de ar novo (UTAN.2) para insuflação de ar novo no interior dos mesmos, com by-pass para permitir freecolling e um ventilador (VE.2) de extração do ar viciado das instalações sanitárias privativas, instalados lado a lado no terraço do piso 2 e equipados com um recuperador de calor (RC.2). Neste piso existe também um ventilador (VRIS.3) para extracção de ar das instalações sanitárias comuns, e outro ventilador (VRA.2) para extracção do ar viciado proveniente dos arrumos; - Zona de serviços e de lazer, pertencentes aos pisos 1 e 2, integrando os espaços referentes à sala de ping-pong e bilhar, refeitório destinado ao pessoal, sala de refeições de hóspedes, sala de reuniões, escritório e um salão, com uma unidade de tratamento de ar (UTA.4) para insuflação de ar no interior dos mesmos, com by-pass para permitir freecolling e um ventilador (VE.8) de extração do ar viciado dos compartimentos climatizados, instalados lado a lado no terraço do piso 2 e equipados com um recuperador de calor (RC.8). Neste piso existe também um ventilador (VRIS.4) para extracção de ar das instalações sanitárias comuns; - Zona de Quartos, pertencentes aos pisos 3 e 4, com uma unidade de tratamento de ar novo (UTAN.3) para insuflação de ar novo no interior dos mesmos, com by-pass Nuno Barros 11

32 MEMÓRIA DESCRITIVA para permitir freecolling e um ventilador (VE.3) de extração do ar viciado das instalações sanitárias privativas, instalados lado a lado no terraço do piso 4 e equipados com um recuperador de calor (RC.3). No piso 4 existe também um ventilador (VRA.3) para extracção do ar viciado proveniente dos arrumos dos pisos 2,3 e 4; - Zona de serviços e de lazer, pertencentes ao piso 3, integrando os espaços referentes à sala de estar, gerência, recepção, bar e salão destinado ao pessoal, com uma unidade de tratamento de ar (UTA.5) para insuflação de ar no interior dos mesmos, com bypass para permitir freecolling e um ventilador (VE.9) de extração do ar viciado dos compartimentos climatizados, instalados lado a lado no terraço do piso 4 e equipados com um recuperador de calor (RC.9); - Zona de Quartos, pertencentes ao piso 4, com uma unidade de tratamento de ar novo (UTAN.4) para insuflação de ar novo no interior dos mesmos, com by-pass para permitir freecolling e um ventilador (VE.4) de extração do ar viciado das instalações sanitárias privativas, instalados lado a lado em tecto falso e equipados com um recuperador de calor (RC.4); - Zona de Quartos, pertencentes ao sótão destinados aos funcionários, com duas unidades de tratamento de ar novo (UTAN.5) e (UTAN.6) para insuflação de ar novo no interior dos mesmos e dois ventiladores (VRIS.5) e (VRIS.6) de extração do ar viciado das instalações sanitárias, instalados em tecto falso. As condutas utilizadas em toda a instalação terão de secções rectangular e circular (do tipo Spiro ), instaladas nas coberturas e nos tectos falsos, sendo ambas termicamente isoladas e dotadas de barreira de vapor, tanto na insuflação como na extracção cujo ar venha a passar por um recuperador de calor. À semelhança do que acontece com a rede de tubagens, todas as espessuras do isolamento existentes nas condutas, terão que obedecer ao disposto no Anexo III do Regulamento (RSECE), no que diz respeito às espessuras mínimas, devendo o material isolante ter uma condutibilidade de referência W/(m.K), da marca Armacell, ou equivalente Sistema de preparação de AQS O sistema solar para a preparação de aquecimento de água sanitária (AQS) será do tipo de circulação forçada e será constituído por um conjunto de 60 colectores solares planos, orientados para Sul e com uma inclinação de 35º em relação a um plano horizontal, instalados na cobertura da fachada principal. A instalação solar será composta por tubagens em cobre e disposta por ligações em paralelo de três canais e em série entre grupos de colectores (baterias). Será constituida por 20 unidades em cada canal, com alimentação invertida na qual são iguais os comprimentos e os diâmetros das 12

33 MEMÓRIA DESCRITIVA CAPÍTULO 2 tubagens de ida e retorno aos colectores, gerando uma perda de carga semelhante e uma distribuição equilibrada de caudais e consequentemente maior equilíbrio hidráulico no sistema, como ilustra a figura seguinte: Figura 2.15 Ligação hidráulica entre colectores solares. Relativamente aos depósitos de acumulação, estes terão uma serpentina na parte superior onde irá circular a água previamente aquecida das caldeiras, que irá garantir a temperatura da água no interior do depósito de 60 ºC. Na saída de água quente sanitária dos depósitos será instalada uma válvula misturadora de 3 vias que, por mistura com a água fria proveniente da rede, reduzirá a sua temperatura para cerca de 45 ºC, como indica na Figura 2.16 : Figura 2.16 Esquema de princípio AQS. Os depósitos serão colocados na vertical, na Central Térmica, terão uma capacidade total de 6000 litros (2 depósitos de 3000 litros), serão equipados com duas serpentinas, uma colocada na parte inferior do depósito e ligada aos colectores solares e a segunda na parte superior ligada às caldeiras. Para o apoio ao sistema solar será utilizada uma caldeira das duas existentes para o sistema de climatização, para efectuar a preparação de AQS e que irá funcionar durante todo o ano, tendo esta unidade 294 kw de potência. Nuno Barros 13

34 MEMÓRIA DESCRITIVA Cada um dos sistemas hidráulicos incluirá também um vaso de expansão, válvula de segurança e sistema de controlo Sistema de gestão técnica centralizada (GTC) Para o comando e controlo de todos estes sistemas, utilizar-se-á um sistema único de gestão técnica centralizada (GTC), integrando microprocessadores/controladores e ligado aos Chiller s, caldeiras, UTAN s, UTA s, VC s, ventiladores de extracção, grupos electroaceleradores, sensores de humidade e temperatura, etc. Este sistema de controlo permitirá efectuar o arranque, a paragem e o controlo optimizado dos equipamentos e da instalação, sobrepondo-se aos comandos locais, tal como é referido no nº 2 do Artigo 15 do regulamento (RSECE), e também, obter todas as informações sobre o estado de funcionamento de cada um deles e das suas eventuais avarias. O esquema de princípio encontra-se representado na Figura Figura 2.17 Esquema de princípio (sem escala). 14

35 MEMÓRIA DESCRITIVA CAPÍTULO Sistema de controlo Do ponto de vista dos dispositivos de controlo, destinados a reduzir o consumo de energia, mais concretamente, foram consideradas em projecto as seguintes situações: a) Nos Quartos, a instalação de registos motorizados, do tipo tudo ou nada, na insuflação de ar novo e na extração de ar viciado das respectivas instalações sanitárias, que em conjunto com as válvulas motorizadas de 3 vias dos VC s, irão permitir interromper os fluxos de ar e água, desligando o sistema de climatização, sempre que os quartos estejam desocupados. O comando será efectuado através do quadro eléctrico disponível em cada quarto, que necessitará de um chave electrónica existente no terminal, que permitirá efectuar a ligação de todas as instalações eléctricas, incluindo a própria climatização; b) Nos gabinetes de Gerência, Quartos dos Funcionários, e Recepção e Instalações Sanitárias comuns, foi prevista, à semelhança do que acontece nos Quartos de Hóspedes, a instalação de válvulas motorizadas de 3 vias, do tipo tudo ou nada, mas neste caso na alimentação dos radiadores, as quais permitirão também desligar o aquecimento nos períodos de não ocupação das próprias instalações, e naturalmente sempre que a temperatura exterior o justifique; c) Noutros espaços climatizados, nomeadamente, Recepção, Bar, Sala de Estar, Sala de Refeições (piso 2), Gerência e Sala do Pessoal, serão instalados registos motorizados de débito variável na insuflação do ar proveniente das UTA s e nas condutas de extração do ar viciado. O fluxo e a consequente climatização do espaço será obtida por actuação dos respetivos registos controlados pelas UTA s, em função da temperatura e do nível de CO 2 em cada espaço. Está contemplada a existência de detectores de presença que, em conjunto com controladores ligados aos sensores de CO 2 e temperatura ambiente, reduzirão o ar novo para um valor mínimo, por intermédio do fecho do regulador de débito de ar do respectivo espaço, e desligarão o aquecimento através do fecho da válvula motorizada instalada na tubagem de alimentação dos respectivos radiadores (onde existirem). Os ventiladores de insuflação e extracção destas unidades de tratamento de ar, à semelhança do adoptado para os quartos, serão também de velocidade variável; d) As UTAN s e UTA s terão ventiladores de insuflação de velocidade variável para efectuar a regulação do caudal de ar em função da sua pressão a jusante do ventilador, que terá tendência para aumentar sempre que um registo fechar; e) De forma análoga, os VE s das instalações sanitárias privativas irão ter também, à semelhança do previsto para os ventiladores de insuflação descritos anteriormente, velocidade variável, para regular o caudal de ar extraído em função da sua pressão a montante do ventilador, que terá tendência para diminuir sempre que um registo fechar; Nuno Barros 15

36 MEMÓRIA DESCRITIVA f) No Salão de Banquetes (piso -1), e nas Salas de Refeições dos pisos 0 e 1, onde cada sala tem uma UTA própria, está prevista a instalação de sensores de CO 2 nas condutas de extracção, que irão permitir ao sistema de controlo efectuar o ajuste dos registos motorizados modulantes, regulando o caudal de renovação de ar de modo a que o nível de CO 2 não exceda os 900 ppm, respeitando os Requisitos da QAI do Artigo 29º do regulamento.; g) As válvulas motorizadas de 2 vias, do tipo tudo ou nada, instaladas nas ligações do Chiller ao colector/misturador do sistema de climatização só deverão abrir quando o modo de arrefecimento estiver seleccionado, ou seja quando os Chillers estiverem accionados e, neste caso as válvulas idênticas, instaladas nas ligações das caldeiras ao colector/misturador, terão que estar obrigatoriamente fechadas. De forma análoga, quando o modo de aquecimento estiver selecionado, e consequentemente estas últimas estiverem abertas, as válvulas motorizadas de ligação ao Chillers terão que estar obrigatoriamente fechadas e os Chillers desactivados, por forma a impedir que a água aquecida possa em algum momento circular pelos Chillers. Caso os sensores de temperatura instalados junto aos Chillers, venham a detectar esse tipo de ocorrência, o sistema de GTC terá que desligar todos os sistemas de climatização e emitir os respectivos alarmes; h) No que diz respeito ao funcionamento das caldeiras, irão funcionar em cascata e de forma alternada. Além disso, os circuladores das caldeiras deverão desligar sempre que as válvulas motorizadas de AQS e de AVAC estejam fechadas; i) Está prevista também a instalação de válvulas motorizadas de 3 vias nos circuitos gerais de AVAC que, em regime de aquecimento, irão misturar a água recirculada com a água aquecida proveniente das caldeiras, permitindo desta forma adequar a temperatura da água em circulação de ida em função da temperatura exterior; j) Cada UTAN/UTA será equipada com uma válvula motorizada de 3 vias com actuador modulante e um sensor de temperatura instalado a alguns metros a jusante da unidade, na conduta de insuflação. A válvula motorizada irá ser controlada, adequando o caudal de circulação de água na bateria por forma a manter a temperatura de insuflação do ar dentro dos valores pré-definidos; k) A válvula motorizada de 3 vias, do tipo tudo ou nada, a instalar nas entradas de água fria proveniente da rede para os depósitos de AQS, define continuamente, a situação de funcionamento ou paragem de cada um dos depósitos em função das solicitações de AQS que se forem verificando. Está válvula irá funcionar em articulação com as válvulas motorizadas de 2 vias, do tipo tudo ou nada, instaladas no circuito de água aquecida proveniente das caldeiras, com o objectivo de existir sempre água quente disponível para as solicitações que forem necessárias, havendo contudo, a possibilidade de não existir água acumulada nos dois depósitos permanentemente a 60 ºC; 16

37 MEMÓRIA DESCRITIVA CAPÍTULO 2 l) A válvula motorizada misturadora de 3 vias, com actuador modulante, instalada à saída dos depósitos de AQS, tem como fundamento o combate à bactéria Legionella, possuindo para tal um sistema de controlo que permite a sua total abertura durante meia hora diária, no período de menor ocupação, permitindo a circulação de água quente a 60 ºC por toda a rede. Este sistema de controlo poderá ser efectuado pelo próprio GTC ou ser exclusivo da referida válvula Justificação das soluções adoptadas Sistema de climatização Tendo em conta que o edifício irá funcionar grande parte do ano (7,7 meses) em regime de aquecimento sob temperaturas exteriores previstas relativamente baixas no inverno e altas no verão, devido à sua localização e correspondente zonamento climático, optou-se por adoptar como unidades produtoras de água aquecida e arrefecida, um sistema composto por duas caldeiras e duas máquinas frigoríficas do tipo Chiller. A instalação do sistema de climatização é composta como anteriormente foi dito, por sistemas ar-água para os quartos/suites dos hóspedes e por sistemas tudo ar, no que diz respeito aos restantes compartimentos climatizados. No primeiro caso, as cargas térmicas de cada quarto/suite são tratadas não pelo ar proveniente das UTAN s mas por um sistema a água constituído por unidades terminais a instalar em tecto falso, designadas por ventiloconvectores, que aquecem ou arrefecem o ar ambiente directamente a partir da água, préviamente aquecida ou arrefecida. Como principais vantagens da solução adoptada é o facto de permitirem uma regulação individual da temperatura em cada local climatizado consoante as necessidades efectivas dos espaços e dos seus ocupantes e também devido ao facto de haver maior poupança energética, uma vez que o equipamento desliga na ausência de ocupação do espaço. Optou-se por um sistema a dois tubos com aquecimento da água em caldeiras e arrefecimento da mesma por intermédio dos Chillers, devido ao facto de as cargas térmicas destes espaços não exigirem simultaneamente necessidades de aquecimento e arrefecimento, e consequentemente de um sistema a quatro tubos. As UTAN s servem como complemento a este sistema a água, fornecendo o ar novo mínimo necessário, para que se obtenham condições de conforto e de qualidade do ar interior satisfatórias. O ar novo durante a estação de aquecimento será aquecido a uma temperatura apróximada de 20 ºC, com vista a não causar desconforto nem problemas que venham a ser nocivos para os ocupantes, e arrefecido a cerca de 25 ºC no período de arrefecimento. Nos restantes compartimentos climatizados optou-se por sistemas tudo ar, não só devido à dificuldade de se colocar VC s nos diversos espaços por questões estéticas e físicas, nomeadamente em termos de altura disponível para a instalação de um tecto falso, mas principalmente pelo facto de que poderia encarecer substancialmente a instalação. Nuno Barros 17

38 MEMÓRIA DESCRITIVA Neste tipo de sistemas, ao contrário do que foi preconizado para os quartos/suites por intermédio das UTAN s e VC s, as cargas térmicas destes espaços serão compensadas pelo próprio caudal de insuflação proveniente das UTA s. O caudal de insuflação, naturalmente será constituído pelo caudal de ar novo mínimo necessário para se garantir a qualidade do ar interior nestes espaços, e pela recirculação de parte do ar extraído dos mesmos. Na estação de aquecimento, o ar de insuflação será aquecido a uma temperatura que poderá alcançar aproximadamente os 45 ºC, uma vez que a temperatura de entrada da água proveniente da caldeira que circula na bateria de aquecimento alcança os 80 ºC. Já no período de arrefecimento a temperatura de insuflação será de aproximadamente 15 ºC. Com vista a não causar desconforto nem problemas que venham a ser nocivos para os ocupantes, no que diz respeito à temperatura de arrefecimento, foi prevista a instalação de UTD s devidamente seleccionadas e respeitados os critérios de qualidade do ar interior. Como requisito de eficiência energética, e para cumprir o estabelecido no Artigo 14 Nº 9 do RSECE, segundo o qual É obrigatório o recurso à recuperação de energia no ar de rejeição, na estação de aquecimento, com uma eficiência mínima de 50%, ou recuperação de calor equivalente, sempre que a potência térmica de rejeição em condições de projecto seja superior a 80 kw, e face aos valores obtidos e potências de rejeição envolvidas, foi prevista a instalação de recuperadores de calor com uma eficiência total mínima de 50%, como indica a Tabela 2.1. Tabela 2.1 Potencias rejeitadas e recuperadas das UTA s/utan s em regime de aquecimento. Caudal Potência Potência Caudal Eficiência Unidade rejeitado recuperável recuperada insuflado (% ) (m 3 /h) (kw) (kw) (m 3 /h) UTAN ,2 65 3, UTAN ,5 47 9, UTAN , , UTAN ,2 53 1,7 560 UTA , , UTA ,9 62 2, UTA ,9 55 4, UTA , , UTA , , Total ,5 50,8 71,

39 MEMÓRIA DESCRITIVA CAPÍTULO 2 Analogamente e respeitando o ponto seguinte (Nº 10) do mesmo artigo, Nos sistemas de climatização do tipo «tudo ar», com um caudal de ar de insuflação superior a m 3 /h, é obrigatória a instalação de dispositivos que permitam o arrefecimento dos locais apenas com ar exterior quando a temperatura ou a entalpia do ar exterior forem inferiores à do ar de retorno, sendo que, o somatório dos caudais de insuflação das UTA s indicados na Tabela 2.1, é de m 3 /h e como tal, foi considerado um dispositivo em todas as unidades de tratamento de ar que permitam efectuar insuflação com tudo ar novo (free cooling) Sistema de preparação de AQS Quanto ao sistema de apoio, este será constituído, como anteriormente se referiu no capítulo da descrição do sistema de preparação de AQS, por uma das duas caldeiras existentes que irá funcionar durante todo o ano. Tendo em conta os consumos de ponta, descritos em subcapítulo seguinte e o diferencial de temperatura existente nas caldeiras, serão necessários aproximadamente 220 kw de potência para efectuar a preparação de AQS. Na estação de arrefecimento apenas uma caldeira de 294 kw de potência irá servir como sistema de apoio. No entanto na estação convencional de aquecimento existem as necessidades de aquecimento e de AQS, razão pela qual estarão em funcionamento as duas caldeiras de 294 kw cada uma para efectuar aquecimento e preparação de AQS. Considerou-se que não iria haver um consumo simultâneo das necessidades de ponta quer em termos de aquecimento (311,5 kw Anexo A) como de AQS (220 kw), ou a existir será uma situação de curta duração, durante a qual o sistema de controlo dará prioridade à preparação de AQS Colectores solares Considerando a capacidade total dos depósitos de acumulação de AQS e adoptando a mesma proporção que é utilizada no RCCTE, entre essa acumulação e a área de colector solar (1 m 2 de colector para cada 40 litros de água acumulada), considerou-se necessária a instalação de um sistema solar com 150 m 2 de colectores solares planos padrão, ou equivalente. Com o recurso ao software Solterm, concluiu-se que serão necessários 120 m 2 de colectores solares (60 colectores), da marca IMMOSOLAR, modelo IS-PRO 2H, ou equivalente para captarem uma energia igual ou superior à dos colectores padrão. Como foi anteriormente referido, a instalação solar será executada com ligações em tubo de cobre e será composta por três canais agrupados, cada um, com 5 conjuntos de 4 unidades. A ligação entre os colectores existente em cada grupo será efectuada em série e a ligação entre os canais e entre os grupos será em paralelo, como referido anteriormente e indicado em pormenor na Figura Nuno Barros 19

40 MEMÓRIA DESCRITIVA Os colectores solares a fornecer e a instalar terão certificação Certif, ou equivalente e serão instalados por instaladores credenciados pela Direcção-Geral de Geologia e Energia (DGGE) e com contracto de manutenção por um período mínimo de seis anos após a instalação. No Anexo D (Relatórios Solterm), para além dos relatórios do programa Solterm, encontramse também os catálogos dos colectores solares e dos depósitos considerados, onde podem ser verificadas as características técnicas utilizadas nos cálculos efectuados. Figura 2.18 Balanço energético - colector padrão. Figura 2.19 Balanço energético - colector IMMOSOLAR, modelo IS-Pro 2H. 20

41 MEMÓRIA DESCRITIVA CAPÍTULO Tubagens e condutas Optou-se por instalar todas as tubagens e condutas à vista em tecto falso, apesar do seu pédireito ter uma altura relativamente baixa (750 cm), não só pelo facto de facilitar a sua própria montagem, mas sobretudo por as mesmas se tornarem mais facilmente acessíveis no caso de uma eventual reparação, alteração ou mesmo manutenção. As tubagens e condutas existentes na central térmica serão instaladas à vista, no entanto, todas as tubagens terão protecção em chapa de alumínio. De uma forma geral adoptaram-se condutas em chapa de aço galvanizado rectangulares e também do tipo Spiro, ambas com isolamento e barreira de vapor para os sistemas de tratamento de ar inerentes às zonas climatizadas, e sem isolamento para os sistemas de exaustão de ar viciado pertencentes aos espaços não climatizados. As espessuras e características dos isolamentos de tubagens, condutas e equipamentos, especificadas nas condições técnicas especiais (CTE), tiveram em conta as exigências expressas no Anexo III do RSECE Sistema de controlo Para além dos comandos locais referentes aos VC s, foi prevista a instalação de um sistema de controlo e gestão técnica centralizada (GTC) tal como definido no artigo 15º do regulamento, capaz de gerir e optimizar o funcionamento de todos os equipamentos. Tal como foi salientado previamente na Descrição Geral das Instalações Projectadas, trata-se de um sistema de controlo centralizado que é composto por diversos microprocessadores/controladores, ligado às caldeiras, Chiller s, UTAN s, UTA s, VC s, ventiladores de extracção, bombas etc. Este sistema de controlo permitirá efectuar o arranque, a paragem e o controlo optimizado de todos os equipamentos e da instalação, sobrepondo-se sempre que necessário aos comandos locais, sempre que tal seja considerado necessário, sem nunca colocar em causa a QAI. Irá permitir obter também todas as informações sobre o estado de funcionamento de cada um dos equipamentos, bem como dos seus elementos constituintes (casos de UTAN s e UTA s), fornecer para além da temperatura do ar e da água em diversos pontos dos sistemas, as velocidades de rotação dos ventiladores, bem como ter conhecimento de eventuais alarmes de avarias, colmatação dos filtros, etc. Foi prevista a existência de válvulas de regulação dinâmicas de caudal, com tomada de pressão a montante e a jusante, as quais para além de permitirem efectuar a regulação do caudal de água que alimenta cada unidade terminal, garantem desta forma o caudal previsto em projecto, respeitando assim as exigências impostas pelo regulamento. Nuno Barros 21

42 MEMÓRIA DESCRITIVA 2.4. Bases de cálculo das instalações Cálculo térmico O cálculo das cargas térmicas de aquecimento e arrefecimento, bem como o desempenho dos sistemas de climatização, foram efectuados com recurso ao software Cype, o qual permitiu efectuar a modelação 3D do edifício (Figura 2.20 e Figura 2.21). Este programa de cálculo permitiu também efectuar a simulação dinâmica do comportamento térmico do edifício por intermédio de uma exportação para outro suporte informático, designado por Energy Plus, que satisfaz a norma ASHRAE A simulação dinâmica realizada pelo Energy Plus é detalhada e multizona, ou seja é efectuada a contabilização das transferências de energia entre zonas, adoptado no RSECE para grandes edifícios de serviços (GES). Este método efectua a simulação do funcionamento anual do edifício, considerando o mesmo dividido em várias zonas interiores e com intervalos de tempo iguais ou inferiores a 1 hora. Para tal, foi editado no Cype para cada espaço a densidade/potencia de iluminação real e de equipamentos nominal bem como o caudal de ar novo e ocupação nominais. Figura 2.20 Vista panorâmica da fachada principal (Cype). Figura 2.21 Vista panorâmica da fachada posterior (Cype). 22

43 MEMÓRIA DESCRITIVA CAPÍTULO 2 Os cálculos foram efectuados considerando os padrões reais para o cálculo das cargas térmicas para posterior dimensionamento das potências dos equipamentos de climatização e os padrões nominais (ou de referência) que constam no anexo XV do RSECE para o cálculo dos consumos nominais de energia do edifício e do respectivo Indicador de Eficiência Energética (IEE), exceptuando-se a iluminação para a qual deverá ser considerado o padrão real e que incluirá a iluminação exterior do edifício Zonamento climático O RCCTE divide o país em três zonas climáticas distintas de Inverno (I1, I2 e I3) e de Verão (V1, V2 e V3). No presente caso, segundo o zonamento climático de aquecimento e arrefecimento, definido pelo Quadro III.1 do anexo III, para o Concelho de Seia, a zona climática no qual se integra é I3-V2 Norte, a duração da estação de aquecimento é de 7,7 meses e um número de graus-dias da estação convencional de aquecimento igual a ºC.dia, a temperatura exterior de projecto de Verão situa-se nos 32 ºC, com uma amplitude térmica diária do mês mais quente de 14 ºC. A cota de implantação do Edifício é de 650 m, com uma distância de 93 quilómetros da costa marítima (Figura 2.1. e Figura 2.22), pelo que não será necessário efectuar qualquer correcção da zona climática referente aos Quadros III.2 e III.3 de Inverno e Verão respectivamente, do mesmo regulamento. Figura 2.22 Distância à costa marítima. Nuno Barros 23

44 MEMÓRIA DESCRITIVA Parâmetros climáticos exteriores As condições exteriores de temperatura foram estabelecidas com base nos valores indicados no Anexo III do Regulamento das Características e Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE), e na base de dados do Software para o local em questão, as quais foram, naturalmente, tidas em conta nos cálculos das cargas térmicas. Estas condições climáticas dizem respeito ao concelho de Seia, que é precisamente onde o Hotel está inserido, e que são as seguintes: Inverno: - Temperatura de bolbo seco θ bs, [ºC] = -4 - Número de graus-dias de aquecimento para a estação convencional de aquecimento, para a temperatura de base de 20 ºC (RCCTE) = Humidade relativa HR e, [%] = 90 - Massa volúmica do ar ρ ar, [kg/m 3 ] = 1,212 - Calor específico do ar médio, a pressão constante, C p,médio [J/kg. ºC] 1.004,4 Verão: - Temperatura de bolbo seco θ bs, [ºC] = 32 - Temperatura de bolbo húmido, θ bh, [ºC] = 20 - Amplitude térmica diária (RCCTE), [ºC] = 14 - Massa volúmica do ar ρ ar, [kg/m 3 ] = 1,064 - Calor específico do ar, a pressão constante, C p,médio [J/kg. ºC] 1.005,1 - Humidade absoluta do ar exterior X atm, [g água /kg ar seco ] 11, Parâmetros térmicos interiores As condições de conforto no interior dos espaços climatizados, vão de encontro ao definido no regulamento (RSECE), que correspondem a uma temperatura de bolbo seco de 20 ºC na estação de aquecimento, 25 ºC com 50% de humidade relativa HR i, a que corresponde a uma humidade absoluta x int, de 10,7 g água /kg ar seco na estação de arrefecimento. Relativamente aos arrumos e compartimentos técnicos não foi considerado qualquer tipo de imposição em termos de condições climáticas interiores. 24

45 MEMÓRIA DESCRITIVA CAPÍTULO Coeficientes térmicos da envolvente De seguida encontram-se tabelados os valores resultantes do cálculo do coeficiente de transmissão térmica U, bem como da massa superficial útil (M si ), relativo aos elementos construtivos da envolvente do edifício Tabela 2.2. A determinação do coeficiente U, teve por base as características dos materiais existentes na publicação Coeficientes de Transmissão Térmica de Elementos da Envolvente dos Edifícios do LNEC, mais referenciado por ITE50, versão actualizada de No cálculo dos elementos afectos às envolventes exteriores e interiores com isolamento, considerou-se somente a massa situada do lado interior do isolante térmico (m i ), uma vez que o mesmo apresenta um coeficiente de condutibilidade térmico ( ) inferior a 0,065 W/m.ºC e uma resistência térmica (R) superior a 0,30 m 2.ºC/W. A constituição dos elementos construtivos considerados e adoptados para o edifício em estudo, bem como a determinação dos respectivos coeficientes de transmissão térmica (U), encontram-se apresentados no Anexo B (Soluções Construtivas). Tabela 2.2 Coeficiente de transmissão térmico U e massa superficial útil M si dos elementos construtivos. Ref. Elemento construtivo U inverno [ W/m 2.ºC] U verão [ W/m 2.ºC] Msi [kg/m 2 ] PE.1 Parede exterior 0,55 0,55 134,03 PE-2 Parede exterior 0,67 0,67 115,03 Co.1 Cobertura em terraço 0,84 0,80 150,00 Co.2 Cobertura sob desvão 0,72 0,69 150,00 Pa.1 Pavimento intermédio 2,33 1,76 300,00 Pa.2 Pavimento intermédio 0,83 0,74 105,00 Pi.1 Parede interior 1,44 1,44 221,00 Pi.2 Parede interior 1,19 1,19 94,51 PTPe.1/PTPe.2 Pilares/Vigas exteriores 0,94 0,94 61,00 PTPi.1/PTPi.2 Pilares/Vigas interiores 1,51 1,51 300,00 PTPe.3 Caixa de estore 0,80 0, Renovação do ar Os caudais de ar novo mínimos considerados em projecto, foram calculados tendo em consideração as exigências expressas no Anexo VI do RSECE e que se encontram totalmente descritas no Anexo C (Caudais de Ar Novo) deste projecto, bem como os caudais de ar totais Nuno Barros 25

46 MEMÓRIA DESCRITIVA de insuflação considerados. Apresenta-se porém, na Tabela 2.3, a indicação dos caudais de ar a insuflar de todos os compartimentos, com excepção feita aos quartos/suites, os quais fazem parte integrante da tabela completa, existente no referido Anexo C do presente trabalho, como atrás se referenciou. Nos espaços úteis que não irão ser directamente climatizados, tais como, circulações, halls e instalações sanitárias, considerou-se que o tratamento de ar nestes espaços será feito por transferência de ar proveniente dos espaços climatizados, por intermédio de grelhas de transferência e de folgas executadas nas portas para o efeito. Por forma a assegurar as condições de higiene e salubridade do ar interior das instalações sanitárias e dos arrumos, considerou-se uma taxa de renovação horária de 8 renovações por hora para as instalações sanitárias privativas dos quartos e suites, 10 renovações por hora para as instalações sanitárias públicas e 4 renovações horárias para os arrumos com ventilação mecânica. Houve também a preocupação em manter uma ligeira sobrepressão do edifício no seu conjunto relativamente ao exterior, de modo a minimizar infiltrações, e em considerar os compartimentos climatizados em ligeira sobrepressão relativamente aos que poderão ser fontes de contaminação do ar, casos de locais de refeições, instalações sanitárias e copas. Foi verificada também a conformidade regulamentar relativa à velocidade máxima admissível de 0,2 m/s correspondente à velocidade máxima do ar de circulação na zona útil, respeitante ao interior dos espaços climatizados, aplicando o 1º e o 2º critérios, tabelados no Anexo C. Relativamente à zona habitada, isto é, ao volume do espaço onde pode ocorrer ocupação humana, compreendida entre o nível do pavimento e uma determinada altura, foi tido em conta o disposto na norma europeia EN 13779:2007, segundo a qual se adopta uma altura da zona habitada igual a 1,8 m, como regra geral. A excepção foi feita aos compartimentos onde se considerou que a ocupação irá estar predominantemente sentada, nos quais se adoptou uma variação típica da altura permitida pela norma de 1,3 m, em espaços como sendo escritórios, salões de refeições e bar Eficiência da ventilação Quanto à eficiência da ventilação, ou seja, à razão entre o caudal de ar novo que efectivamente chega à zona ocupada de um dado espaço e o caudal novo insuflado nesse mesmo local, foi considerado como sendo de 80 %, para todos os espaços climatizados, visto que a distribuição das UTD s de insuflação e de extração garantem à partida uma minimização do risco de curtocircuito. 26

47 MEMÓRIA DESCRITIVA CAPÍTULO 2 Ref. Espaços Úteis Tabela 2.3 Caudais de ar a insuflar Ocupação Efic. de Ventil. Caudais de Projecto Ar Novo Ar Insuflado Real - m 3 /h m 3 /h 1 P-1 Salão 90 0, P0 Salão 30 0, P1 Sala "ping-pong" 4 0, P1 Sala "bilhar" 6 0, P1 Átrio 5 0, P1 Salão 52 0, P1 Refeitório (pessoal) 10 0, P2 Sala de reuniões 10 0, P2 Escritório 2 0, P2 Sala de refeições 84 0, P2 Salão 10 0, P3 Sala de estar 17 0, P3 Recepção + Átrio 10 0, P3 Gerência 1 2 0, P3 Gerência 2 2 0, P3 Bar 36 0, P3 Sala (pessoal) 10 0, Totais 380, Cargas térmicas O cálculo das cargas térmicas de todo o edifício em estudo foi efectuado como anteriormente se referiu através da utilização do software Cype, que tem como base o RCCTE, com o objectivo de posteriormente se proceder à selecção de todo o equipamento a instalar de modo a obter as condições estabelecidas para o funcionamento do sistema, bem como para o bem estar dos ocupantes do edifício. a) Aquecimento Para a determinação das cargas térmicas de aquecimento, não foram considerados os ganhos internos de calor, como sendo os ganhos inerentes à radiação solar, os ganhos devido à ocupação ou mesmo devido à existência de equipamentos, por naturalmente terem uma natureza aleatória ou imprevisível, o que obviamente poderia levar ao sobredimensionamento dos equipamentos em dias de baixas radiação solar ou ocupação. Desta forma elas foram assim classificadas: Nuno Barros 27

48 MEMÓRIA DESCRITIVA i. Perdas de calor por condução através da envolvente: Perdas pelas zonas correntes de paredes, envidraçados, coberturas e pavimentos em contacto com o exterior (pontes térmicas planas incluídas):, =,, [ ] (2.3) Perdas pelas zonas correntes de paredes, envidraçados, coberturas e pavimentos em contacto com locais não aquecidos (arrumos, garagens ou escadas), cuja temperatura destes espaços terá um valor intermédio entre a temperatura dos locais aquecidos e a temperatura exterior, e onde o coeficiente τ assumirá os valores convencionais indicados na Tabela IV.1 do RCCTE :, =,, [ ] (2.4) Perdas de calor pelos pavimentos e paredes em contacto com o solo:, = ψ,,, [ ] (2.5) Perdas de calor pelas pontes térmicas lineares existentes (para o exterior e locais não aquecidos com τ > 0.7) e indicadas na Tabela IV.3 do RCCTE:, = ψ,,, [ ] (2.6) As perdas de calor por transmissão através dos elementos da envolvente (paredes, janelas, pavimentos, tectos e portas), são devidas à diferença de temperatura entre o interior e o exterior do edifício e resultam da soma das quatro parcelas anteriormente descritas: = [ ] (2.7) 28

49 MEMÓRIA DESCRITIVA CAPÍTULO 2 Em que: U k - coeficiente global de transmissão térmica superficial do elemento k da envolvente, [W/m 2.ºC]; A ext,k - área do elemento k da envolvente do espaço aquecido n, em contacto com o exterior, medida pelo interior, [m 2 ]; A lna,k - área do elemento k da envolvente do espaço aquecido n, em contacto com o local não aquecido medida pelo interior, [m 2 ]; τ B pe,j B pt,j ψ pe,j ψ pt,j int,n atm - parâmetro adimensional que traduz o grau de redução da temperatura do local não aquecido em relação à temperatura interior (coeficiente de redução de perdas térmicas para locais não aquecidos); - desenvolvimento linear do elemento j, medido pelo interior, [m]; - desenvolvimento linear da ponte térmica j, medido pelo interior, [m]; - coeficiente de transmissão térmica linear do elemento j, em contacto com o solo, [W/m.ºC]; - coeficiente de transmissão térmica linear da ponte térmica j, [W/m.ºC]; - temperatura interior de projecto para o espaço n, [ºC]; - temperatura exterior de projecto, [ºC]. ii. Perdas de calor por ventilação: A equação que traduz a potência calorífica necessária e considerada para aquecer um determinado caudal de ar de ventilação de um espaço, e tendo em consideração os parâmetros climáticos exteriores mencionados anteriormente no Cap 2.4.3, é:, =, [ ] (2.8) Em que: ρ ar - massa volúmica do ar que corresponde a 1,212 kg/m 3 ; V n c p - caudal volumétrico de ar novo insuflado no espaço n, [m 3 /h]; - calor específico médio do ar a pressão constante, que corresponde a 1004,4 J/kg.K; Nuno Barros 29

50 MEMÓRIA DESCRITIVA Resultando na seguinte equação geral:, = 0,34, [ ] (2.9) Ao contrário do regime de arrefecimento, no aquecimento apenas a componente sensível foi contabilizada porque a humidade absoluta do ar exterior é quase sempre inferior à do ar interior, o que, em termos de humidade relativa, é agravado pelo seu aquecimento, resultando na insuflação de ar novo relativamente seco, sendo esta baixa de humidade parcial ou totalmente compensada pelos ganhos térmicos internos de humidade (ocupantes e equipamentos). Sendo assim, normalmente por esta razão não haverá carga térmica latente no período de aquecimento. b) Arrefecimento Nas cargas térmicas de arrefecimento estão envolvidas quatro combinações de ganhos de calor: ganhos pela envolvente opaca Q opaco, que resultam dos efeitos combinados da temperatura do ar exterior e da radiação solar incidente, ganhos pelos vãos envidraçados Q env, devidos à transmissão e à radiação solar que atravessa as superfícies transparentes, ganhos por ventilação Q ra, relativos à renovação do ar interior e ganhos internos Q gi, resultantes da conversão de energia química ou eléctrica em calor, nomeadamente devidos à taxa de ocupação existente bem como dos sistemas de iluminação eléctricos previstos e todos os outros equipamentos eléctricos que dissipam calor em resultado da sua operação. i. Ganhos pela envolvente opaca, Qopaco: Os ganhos de calor pela envolvente opaca exterior resultam dos efeitos combinados da temperatura do ar exterior e da radiação solar incidente, e representam os ganhos instantâneos de calor, por condução e radiação, através dos elementos opacos da envolvente exterior do espaço considerado:, =, + h [ ] (2.10) 30

51 MEMÓRIA DESCRITIVA CAPÍTULO 2 Em que: A k - área do elemento k da envolvente, [m 2 ]; U k G j h e - coeficiente global de transmissão térmica superficial do elemento k da envolvente, [W/m 2.ºC]; - coeficiente de absorção (radiação solar) da superfície exterior da parede; - intensidade da radiação solar instantânea incidente, em cada orientação j, numa superfície de área unitária, [W/m 2 ]; - condutância térmica superficial exterior do elemento da envolvente, que toma o valor de 25 W/m 2.ºC (RCCTE). ii. Ganhos pelos vãos envidraçados, Qenv: Os ganhos instantâneos de calor por transmissão (1ª parcela) e radiação (2ª parcela), através dos elementos envidraçados da envolvente exterior do espaço n considerado, serão:, =,,, +, [ ] (2.11) Em que: A env,k - área do elemento envidraçado k da envolvente, [m 2 ]; U env,k - coeficiente global de transmissão térmica superficial do elemento envidraçado k da envolvente, [W/m 2.ºC]; A s,kj - área efectiva, colectora da radiação solar, da superfície k com a orientação j, que corresponde ao produto, [m 2 ]; A - área total do vão envidraçado, ou seja a área da janela com caixilho incluído, [m 2 ]; F o F f F h - factor de sombreamento por elementos horizontais sobrepostos ao envidraçado tais como palas e varandas (Quadro V.1 RCCTE); - factor de sombreamento por elementos verticais adjacentes ao envidraçado, tais como palas verticais (Quadro V.2 RCCTE); - factor de sombreamento do horizonte por elementos exteriores ao edifício (outros edifícios, orografia, vegetação, etc), com base no ângulo do horizonte ( ) medido apartir do ponto médio do vão envidraçado; Nuno Barros 31

52 MEMÓRIA DESCRITIVA F w g - factor de correcção da selectividade angular dos envidraçados, ou seja devido à variação das propriedades do vidro com o ângulo de incidência da radiação solar (Quadro V.3 RCCTE); - factor solar do vão envidraçado, para radiação solar incidente na perpendicular ao envidraçado e que tem em conta eventuais dispositivos de protecção solar (Quadro V.4 RCCTE); iii. Ganhos de calor por ventilação, Qra,n O método de cálculo é semelhante ao utilizado na estação de aquecimento, contudo foram contabilizadas duas componentes da ventilação, sendo elas a sensível Q ra,s, que diz respeito ao calor que é necessário retirar ao ar para fazer baixar a sua temperatura até ao valor da temperatura de referência do espaço climatizado (25 ºC no Verão) e a latente Q ral, que se refere ao calor que é necessário retirar ao ar para provocar a condensação do vapor de água excedentário, ou seja a diferença entre a humidade absoluta do ar exterior e a do ar interior do espaço climatizado., =, +, [ ] (2.12) Ganhos de calor sensível, Q ras,n Tendo em conta os parâmetros climáticos exteriores mencionados anteriormente no Cap , a potência necessária para arrefecer um determinado caudal de ar insuflado num espaço, é calculada por intermédio da Equação (2.8) usada na situação de aquecimento, a qual para a situação de verão resulta na expressão seguinte:, = 0,30, [ ] (2.13) Ganhos de calor latente Q ral,n A potência de arrefecimento necessária para fazer condensar um determinado caudal de vapor de água do ar de ventilação de um espaço, é dada pela seguinte equação:, = h, [ ] (2.14) 32

53 MEMÓRIA DESCRITIVA CAPÍTULO 2 Em que : h fg - entalpia específica (calor latente) de condensação do vapor de água à pressão (pressão parcial do vapor no ar) a que ele se encontra, h fg 2.467,3 kj/kg; x atm - humidade absoluta do ar exterior, x atm 11,1 g água /kg ar seco ; x int,n - humidade absoluta do ar interior, x int,n 10,7 g água /kg ar seco ; A entalpia de vaporização h fg, foi retirada das propriedades da água para a temperatura do ponto de orvalho exterior dp = 14,4 ºC com o recurso ao diagrama psicrométrico: Figura 2.23 Temperatura de ponto de orvalho dp, resultado do diagrama psicrométrico. Interpolando-se a dp, obteve-se um h fg = 2467,34 J/kg e considerando a Equação (2.14), chega-se a expressão final (2.15): Figura 2.24 Propriedades da água, = 0,73, [ ] (2.15) Nuno Barros 33

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