As tendências atuais da construção obrigam a zelar pela eficiência energética dos edifícios. O isolamento de alta qualidade é quase impossível de ser executado sem fornecer um corte térmico de alta qualidade entre o microclima interno e o ambiente externo, o que requer a organização correta do sistema de ventilação.
Por que o controle da ventilação é tão importante
O rápido aumento do custo dos recursos energéticos exige a adoção de medidas para reduzir o custo do aquecimento e do ar condicionado dos edifícios. Do ponto de vista das tecnologias de construção, essas tarefas são relativamente fáceis de resolver, mas surgem vários problemas. O fato é que, no momento, nenhum material foi inventado que combine de maneira ideal as propriedades de isolamento térmico e de rolamento. Por causa disso, as estruturas de fechamento da maioria dos edifícios têm uma estrutura multicamadas: uma base de suporte de carga está localizada no interior e uma casca isolante de calor está localizada no exterior..
Tal arranjo de camadas é especialmente benéfico do ponto de vista da inércia de aquecimento: uma camada mais maciça acumula calor suficiente para suavizar as diferenças de temperatura entre o trabalho ativo e o tempo de inércia do sistema de aquecimento. Porém, por causa disso, o vapor que escoa através da estrutura de suporte devido à diferença nas pressões parciais interna e externa tem uma alta temperatura e pode condensar dentro do isolamento. Portanto, uma barreira contínua de vapor é disposta no interior do edifício, formando uma casca impermeável à umidade atmosférica..
Por outro lado, o isolamento de alta qualidade do ambiente interno do ambiente externo ajuda a eliminar a transferência de calor por convecção. Isso é extremamente importante em casas com balanço energético zero e positivo, onde o isolamento das principais estruturas de fechamento é realizado ao mais alto nível e as principais fugas de calor ocorrem através de envidraçamento e trocas gasosas com o ambiente externo. No entanto, por outro lado, não se deve esquecer o fato de que apenas uma pessoa secreta pelos pulmões e pela pele até 1,5 litro de água todos os dias, e você precisa adicionar a isso a umidade evaporada durante o cozimento e limpeza úmida, plantas da casa e animais de estimação. À medida que a umidade relativa aumenta, a temperatura de formação do orvalho também aumenta, devido ao qual a condensação nas janelas pode cair, mesmo se não houver geada lá fora.
O outro lado da questão é a adequação da atmosfera da sala para respirar. A proporção normal de dióxido de carbono no ar é 0,025%, o que corresponde a 250-300 PPM (partes por milhão). Uma concentração de 1400 PPM é considerada o limite e perigoso para a saúde humana, no entanto, aumentar a concentração de CO2 para 500-600 PPM causa um desconforto notável: sensações dolorosas aparecem nos órgãos respiratórios e você simplesmente não consegue dormir o suficiente à noite. Pelos cálculos mais simples, pode-se estabelecer que em estado normal em uma casa com volume interno de 300 m3 contém apenas 75 litros de dióxido de carbono. Ou seja, até mesmo uma pessoa será capaz de aumentar a concentração a um nível desconfortável dentro de 6-8 horas, e não em uma sala separada, mas em toda a casa!
Conjunto de soluções existente
A atmosfera da sala é regulada por uma troca de ar limitada com o ambiente externo. Ao instalar um sistema de ventilação, deve-se buscar um meio-termo entre a remoção efetiva do excesso de umidade com dióxido de carbono e a conservação do ar ambiente aquecido. Para esses fins, três variantes de sistemas podem ser usados:
Os respiradores são pontos de ventilação pontuais instalados em zonas nas paredes externas. Esses dispositivos de ventilação são controlados eletronicamente e podem operar em vários modos, incluindo aquecimento do ar fornecido.
Ventilação de exaustão natural – um ou vários dutos na parte central do edifício, a maioria dos quais são seções de reforço retas sem ramificações horizontais. Devido ao vácuo natural, é criada uma tiragem, devido à qual o ar é removido através do duto de ventilação. O ar entra na casa por meio de junções não vedadas, por exemplo, vãos nos caixilhos das janelas. Se a casa for cuidadosamente vedada, o ar entra pelas caixilharias das janelas no modo de ventilação de contorno.
O fornecimento forçado e a ventilação de exaustão usam bombas de ar para mover o ar. A diferença de pressão que eles criam torna possível não apenas distribuir o suprimento de ar fresco pela área da casa através de canais, mas também organizar sua entrada a partir de um ponto. Com tal dispositivo, o usuário sabe exatamente o volume real de troca de ar e tem total controle sobre o funcionamento do sistema..
Do ponto de vista da comodidade e eficiência, os sistemas de ventilação do tipo forçado são considerados ótimos, possuindo uma seção acelerada, o que permite trabalhar com desempenho limitado na ausência de alimentação. Mas para o dispositivo e o correto funcionamento de tais sistemas, deve-se realizar um cuidadoso trabalho de pesquisa, durante o qual é determinado o esquema de organização do fluxo de ar, bem como a justificativa econômica, pois a ventilação controlada deve, antes de tudo, atender aos requisitos de eficiência energética..
Diferenças entre ventilação zonal e geral
O respirador e a ventilação por duto são comparáveis em funcionalidade. Os sistemas de ambos os tipos permitem que você regule a intensidade da troca de ar, podem operar em programações diárias e semanais, fornecer filtração, recirculação para fornecer convecção forçada, aquecimento e recuperação de calor do fluxo de exaustão.
As diferenças mais importantes entre esses tipos de sistemas estão nas nuances de instalação e ergonomia. Os respiradores podem ser instalados em qualquer fase da construção e mesmo após a conclusão dos trabalhos de acabamento. Eles têm um sistema de conexão oculto e um nível de ruído bastante baixo comparável aos condicionadores de ar domésticos. Ao mesmo tempo, os respiradores pertencem à categoria de eletrodomésticos “inteligentes”: eles podem ser controlados a partir de dispositivos móveis e combinados em uma rede doméstica comum. Isso torna possível implementar seu modo de operação alternado: metade dos respiradores fornecem influxo, metade deles opera no modo de exaustão, o que elimina o problema de vácuo excessivo e atinge alta eficiência.
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Por todas as suas vantagens, a ventilação respiratória não pode ser considerada uma panacéia. As restrições à instalação exclusivamente em paredes externas quase sempre levam à formação de pontos cegos, especialmente em edifícios grandes e de vários andares. É bastante difícil coordenar a operação de mais de 4 a 5 respiradores e, na ausência de um ambiente interno vedado, é praticamente impossível. A organização da ventilação em grandes casas é realizada principalmente de acordo com um princípio centralizado: uma única unidade de bombas de ar, dutos de alimentação e exaustão, bem como um sistema de dutos de distribuição.
Existem poucas vantagens óbvias de um sistema centralizado, das quais a mais óbvia é a redução do custo de organização dos pontos adicionais de entrada ou entrada de ar, enquanto a colocação desses pontos praticamente não é limitada por nada. Outra vantagem é o baixo custo de manutenção e o consumo reduzido de energia, o que é especialmente importante a longo prazo. No entanto, os dutos de ventilação são o maior tipo de comunicação dentro do prédio. Para organizar o sistema de canais, é necessário um aumento significativo dos tetos ásperos ou o uso de tecnologias especiais para a construção de divisórias e pisos. Além disso, o cálculo de um sistema centralizado é mais difícil de executar, os erros são repletos de correntes de ar e ruído de canal. No entanto, todas essas desvantagens são niveladas pelo principal destaque do suprimento e da ventilação de exaustão – a capacidade de recuperar totalmente o ar quente de exaustão..
Unidades de recuperação de calor
A essência da recuperação é extremamente simples: os fluxos de exaustão e alimentação são passados por canais que possuem uma divisória comum feita de material condutor de calor com a maior área de contato possível. Ao mesmo tempo, devido à equalização das temperaturas entre as duas correntes, a proporção das perdas de calor pela ventilação é reduzida e o ar fresco é aquecido a uma temperatura confortável. Para implementar este princípio de operação, um trocador de calor maciço com canais de forma complexa é necessário, de modo que a recuperação em respiradores não funcione tão eficientemente.
O aproveitamento da recuperação nas regiões do norte da Europa está consolidado na prática da construção civil e há muito que não há dúvidas sobre a rentabilidade destas instalações. Três tipos de recuperadores foram desenvolvidos para uso doméstico:
Os trocadores de calor são os recuperadores mais simples, que são duas câmaras com paredes adjacentes com aletas semelhantes a radiadores. Eles podem ser facilmente integrados em pequenos sistemas de ventilação, mas não são fornecidos com bombas de ar, pelo que permanecem uma solução bastante econômica.
Além de ventiladores e trocador de calor, a unidade de recuperação e ventilação também possui uma unidade de controle que permite monitorar os parâmetros de operação e ajustar os modos de operação. Equipado com sistemas de remoção de condensado e filtros de ar, pode ser usado como uma solução única para organizar uma unidade de ventilação central.
Recuperadores com circuito secundário – na verdade, são bombas de calor, que, devido às baixas temperaturas delta, aumentam significativamente a intensidade da transferência de calor. Permitem não só equalizar a temperatura entre os dois canais, mas também aquecer adicionalmente o ar de entrada, resfriando o ar de exaustão mais do que o normal. Como os dispositivos do tipo anterior, eles representam uma única solução chave na mão, mas custam mais, embora sejam garantidos em regiões com climas frios.
Cálculo de troca de ar e configuração do sistema
Como muitos outros componentes da construção individual, a organização dos sistemas de ventilação em residências privadas não está sujeita a regulamentações governamentais estritas. Porém, é possível contar com as normas de troca de ar para prédios de apartamentos, segundo as quais a oferta mínima de ar fresco para cada morador é de no mínimo 60 m3/ h a uma taxa nominal de troca de ar total em instalações residenciais de 0,35 de seu volume total por hora.
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Também SNiP 41-01-2003 estabelece a necessidade de aumentar a intensidade dos sistemas de exaustão em áreas não residenciais: cozinhas, banheiros, lavanderias e despensas – de 50 para 120 m3/ h dependendo da finalidade.
Esses dados geralmente são suficientes para determinar o desempenho de um complexo de ventilação respiratória. O cálculo do sistema central de abastecimento e exaustão é realizado de acordo com um esquema mais complexo. Por exemplo, é necessário garantir uma vazão suficiente dos dutos de ventilação e grades de entrada para evitar a formação de ruído, bem como escolher os difusores adequados para manter o fluxo de ar normal em cada ambiente individual. Para edifícios com mais de dois andares acima do solo, também é necessário fornecer um modo de emergência de incêndio, no qual o fornecimento de ar de fornecimento é interrompido e a fumaça é removida das principais rotas de fuga.
A colocação de pontos de abastecimento e de entrada de ar em uma residência privada é realizada de acordo com um esquema bastante simples. Um canal de abastecimento com a vazão necessária é introduzido em cada sala de estar, enquanto o número de pontos de entrada é determinado pelas dimensões permitidas e vazão dos difusores. Ponto de entrada de ar interno até 50 m2 pode haver apenas um, ele é colocado próximo ao chão em um local diametralmente oposto à entrada. Os ramais do canal para cada sala estão incluídos em uma única rodovia que corre ao longo do teto do corredor interno e um riser técnico comum para a sala onde a unidade de ventilação central está localizada e é possível conectar a canais externos.
Apenas as condutas de exaustão são introduzidas nas salas técnicas, para evitar a penetração de odores desagradáveis na sala de estar. Em geral, quase todos os sistemas de ventilação em residências privadas têm excesso de capacidade do sistema de exaustão – 20-30% maior do que a capacidade de entrada. Ao escolher uma unidade central do sistema de ventilação, você pode aproveitar a área total do edifício: os fabricantes fornecem uma reserva de energia suficiente e o desempenho nominal é determinado pela automação com base nas leituras dos sensores de umidade, analisadores de gás e um cronômetro diário-semanal. Também é necessário lembrar que a ventilação técnica (secadores de roupa, exaustores de cozinha) é organizada separadamente da ventilação geral, embora alguns nós centrais tenham saídas adicionais para conexão de dutos técnicos.
Ventilação em uma casa particular: esquemas e dispositivos DIY
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