ESTUDO DE PROJETO: CONFORTO TÉRMICO DO PRÉDIO C3

Resumo

O bem-estar de uma pessoa dentro de um estabelecimento é associado ao conforto térmico ao qual ela está sujeita e é um fator crucial a ser abordado em residências particulares, comerciais e públicas. Este conforto está relacionado à estrutura física do imóvel, bem como seus aparelhos e pessoas. O bom dimensionamento de um sistema de tubulações e de máquinas condicionadoras de ar supridoras da capacidade térmica do ambiente são os responsáveis por manter a temperatura e umidade do ar em níveis acessíveis para as pessoas sentirem-se bem. Conforme a ASHRAE, existem parâmetros psicrométricos de umidade relativa do ar, temperatura ambiente e radiante, assim como também alguns parâmetros como a velocidade do ar, atividade que a pessoa está exercendo e suas roupas, que devem ser seguidos para atingir o conforto padrão humano. Existem vários meios e métodos para o cálculo do dimensionamento das estruturas de controle térmico. Neste trabalho, consta o cálculo de conforto térmico do prédio C3 do campus de Alegrete da Unipampa, utilizado como laboratório para o curso de engenharia mecânica, cálculos esses feitos a partir da carta psicrométrica padrão, levando em consideração as condições iniciais de projeto e as cargas térmicas externas e internas. Seguindo esta metodologia de calcular analiticamente, cada parte é analisada separadamente. Para as condições iniciais de projeto um mês do ano (Janeiro) e hora (13h) foram escolhidos para não haver condições muito transientes externas, do meio ambiente, a afetar os cálculos. E, conforme a ASHRAE define para o conforto térmico, temperatura de bulbo seco e umidade relativa do ar internas em 24,5 ֯C e 45%, respectivamente. As estruturas, como paredes, janelas, portas e telhado são analisados minuciosamente conforme sua orientação solar, utilizando o método DTCR, que analisa a estrutura física para a transferência de calor. Já, para as pessoas, o cálculo é mais delicado, levando em consideração parâmetros de cálculo conforme sua atividade física e a quantidade de pessoas, os quais influenciam diretamente no calor latente além do calor sensível, através da infiltração, modificando a qualidade do ar no interior, necessitando uma ventilação também calculada. Para a iluminação do recinto o modelo e quantidade de cada lâmpada, que também acresceram potência térmica considerável. Um empasse muito grande foi a carga térmica do equipamento deste laboratório, os quais alguns foram simplificados para fins de cálculo, uns estão tabelados e outros foram calculados separadamente. Enfim, com a carga térmica total (latente e sensível) de cada sala do laboratório C3 e com o fator de calor sensível (FCS) de 0,85, o cálculo da vazão total de ar e da potência de refrigeração da máquina condicionadora de ar foi realizado e, com ele, pôde-se escolher uma máquina que suprisse a demanda do prédio. Porém, também há a possibilidade desta máquina ter um ventilador que não consiga suprir a perda de carga no escoamento do ar, podendo acarretar em uma ineficiência térmica. Levando isso em conta, calculou-se também a perda de carga em todos os componentes da tubulação de ar e sua difusão eficaz em cada sala. Os resultados mostraram que uma máquina de ar condicionado central com 21 TR e dois ventiladores dispostos na tubulação de ar suprem toda demanda térmica predial, precisando de uma renovação de apenas 3,9% de ar com 96,1% de recirculação. Como trabalho futuro pretende-se utilizar métodos computacionais para otimizar os cálculos e, também, analisar como incluir as potências térmicas das máquinas CNCs que não puderam ser computadas nos cálculos por sua complexidade térmica.