sistema de climatização por piso - Sistemas de ar condicionado sob o piso

Como o Tratamento de Ar por Piso Permite Controle Climático Direcionado

Zoneamento Vertical por Meio de Suprimento de Ar Independente por Nível de Piso

Quando edifícios tratam o ar em uma base de andar por andar, eles criam zonas de temperatura separadas para cada nível, em vez do antigo método no qual todo o edifício é tratado da mesma forma a partir do topo. Cada andar possui seu próprio sistema de fornecimento de ar, o que significa que podemos zonear verticalmente de acordo com a forma como as pessoas utilizam os espaços, o tipo de equipamento em funcionamento e a quantidade de sol que atinge diferentes partes da estrutura. Isso é especialmente importante em edifícios altos. Os andares superiores recebem cerca de 40 por cento mais calor da luz solar em comparação com as áreas ao nível do solo, portanto, as necessidades de refrigeração variam bastante entre os andares. Sem toda essa mistura entre andares, os administradores do edifício podem ajustar as condições com grande precisão. Eles podem resfriar salas de servidores sem deixar os escritórios próximos muito frios, ou aumentar o fluxo de ar em salas de reunião quando estão lotadas durante o horário comercial. Outro benefício? Evita que problemas se espalhem pelo edifício. Se um andar ficar muito quente ou muito frio, isso não obriga todo o sistema a compensar em todos os outros locais.

O papel da estratificação térmica no resfriamento de precisão

A forma como o ar quente e frio se separam naturalmente torna-se muito útil nesses sistemas de distribuição de ar por piso. O ar frio sai do chão a cerca de 18 a 19 graus Celsius e assente onde as pessoas trabalham, que normalmente está entre o nível do chão e cerca de dois metros de altura. Quando as coisas no interior geram calor, aquecem o ar ao redor, fazendo com que ele suba para as aberturas do teto. Isto cria uma diferença de temperatura bastante consistente de baixo para cima. Tudo funciona com princípios básicos da física, tornando o resfriamento muito mais eficiente, uma vez que estamos a concentrar a energia exatamente onde os humanos mais precisam. Além disso, os fãs não têm de trabalhar tanto por causa do movimento natural do ar. As áreas de escritório permanecem confortáveis a 22 a 24 graus, enquanto os tetos podem ficar bastante quentes, às vezes atingindo 28 ou mesmo 30 graus. Estudos realizados pela ASHRAE mostram que, quando este efeito de estratificação é devidamente gerido, os edifícios economizam entre 25% e 30% em seus custos de resfriamento em comparação com os sistemas tradicionais de ar misto. Isso é principalmente porque não adianta arrefecer todo aquele espaço vazio em cima onde ninguém se senta.

Estudo de caso: Torre de escritórios de 24 andares em Singapura, utilizando plenos UFAD específicos do piso (dados de referência da NEA 2022).

Uma torre comercial de 24 andares em Cingapura implementou plenos UFAD específicos do piso com zonas pressurizadas independentes e amortecedores de volume de ar variável (VAV) que respondem a sensores de ocupação em tempo real. De acordo com o estudo de referência da Agência Nacional do Ambiente para 2022:

O projecto permitiu uma economia de energia de 32% através da eliminação das perdas de atrito dos dutos e da redução dos requisitos de pressão estática. A uniformidade da temperatura nos pisos melhorou em 40%, com pontos quentes praticamente eliminados, mesmo durante os períodos de pico de carga solar.

Integração do sistema: unidades de tratamento de ar e plenos subterrâneos

Alinhamento arquitectónico: integração da AHU com o UFAD para tratamento de ar piso a piso

Ao combinar as Unidades de Tratamento de Ar (AHUs) com a Distribuição de Ar Subterrâneo (UFAD), os arquitetos precisam coordenar cuidadosamente vários aspectos estruturais. Eles devem alinhar coisas como cavidades do chão e perseguições verticais para que ambos os sistemas se encaixem juntos sem comprometer os requisitos de altura do teto. Se o fizermos bem, criamos caminhos de fluxo de ar diretos das AHUs para os plenos do chão, o que significa que podemos ignorar todos os condutos complicados normalmente necessários. De acordo com os padrões da indústria, os edifícios que integram estes sistemas geralmente registam uma queda de cerca de 18% nas despesas de instalação mecânica. Além disso, os projetos tendem a avançar mais rápido, uma vez que há menos espaço mecânico necessário. Colocar as AHUs ao nível do chão dá aos gerentes de instalações algo muito valioso, um controle muito fino sobre diferentes zonas térmicas. Isso permite que eles ajustem as temperaturas especificamente para cada área do inquilino ou com base em como os espaços realmente estão ocupados, sem se preocupar em afetar outros andares acima ou abaixo.

UHA Modulares e Plenums Regulados por Pressão: Um Padrão Moderno (Resultados do ASHRAE RP-1794)

Quando se trata de controle eficiente do ar em andares individuais, as UTA modulares combinadas com plenums regulados por pressão tornaram-se o padrão para alto desempenho. Essas unidades fabricadas em fábrica funcionam bem em diferentes layouts de edifícios sem perder o controle sobre os níveis de pressão estática, normalmente permanecendo dentro de cerca de 5% dos valores-alvo. De acordo com estudos do projeto RP-1794 da ASHRAE, esses sistemas reduzem o consumo de energia dos ventiladores em cerca de um quarto em comparação com métodos mais antigos. O que os diferencia é a inteligência na utilização do espaço. O sistema de plenum ajusta-se automaticamente conforme as pessoas presentes na área, enviando mais ar quando há ocupação e reduzindo quando os escritórios esvaziam à noite. Isso evita o desperdício de energia ao enviar ar para salas vazias e economiza aos operadores do edifício cerca de 19 centavos por pé quadrado mensalmente em edifícios altos. As equipes de manutenção também apreciam as peças padronizadas. A substituição de componentes leva cerca de quatro horas, em vez das habituais doze ou mais exigidas pelos sistemas convencionais, o que significa menos tempo de inatividade e gestores de instalações mais satisfeitos.

Eficiência Energética e Estratificação Térmica em Sistemas UFAD por Andar

Reduzindo a Energia do Ventilador em 22 a 35% por meio da Distribuição de Ar no Nível do Andar (Relatório DOE LBNL 2023)

Sistemas UFAD instalados andar por andar aproveitam a forma natural como o calor se move através dos edifícios para economizar energia. Quando o ar frio é empurrado para cima a partir do nível do piso através daqueles pequenos dutos, ele permanece na parte inferior, onde as pessoas mais precisam, enquanto o ar quente simplesmente sobe e é extraído próximo ao teto. A própria diferença de temperatura também é muito importante — esses sistemas podem operar em torno de 17 a 18 graus Celsius em vez dos habituais 13, o que reduz as necessidades de refrigeração em aproximadamente 20 a 30 por cento, segundo cálculos. Um estudo recente do LBNL em 2023 revelou algo interessante sobre os padrões de fluxo de ar especificamente nos plenums de piso. Descobriu-se que um melhor fluxo de ar significa na verdade menor pressão dentro do sistema, fazendo com que os ventiladores não precisem trabalhar tanto. Isso se traduz em cerca de 22 a 35% menos consumo de energia pelos ventiladores em comparação com configurações tradicionais de distribuição superior. O que realmente ajuda aqui são distâncias mais curtas para o movimento do ar, ventiladores que operam mais lentamente e esses designs modulares de plenum que mantêm tudo equilibrado sem necessitar de muita energia adicional. Mais importante ainda, todo o sistema se concentra em aquecer e resfriar apenas o terço inferior de qualquer espaço, já que é aí que ocorre o trabalho real. Essa abordagem direcionada economiza dinheiro nos custos operacionais sem causar desconforto a ninguém. Combine a boa e velha física com um projeto inteligente de sistema e o que obtemos? Um modelo bastante impressionante para edifícios verdes que apresentam desempenho excepcional.

Perguntas Frequentes

O que é tratamento de ar por piso?

O tratamento de ar por piso é um sistema que gerencia o fornecimento de ar para cada nível de um edifício separadamente, permitindo um controle mais preciso da temperatura e do fluxo de ar.

Como a estratificação térmica contribui para a economia de energia?

A estratificação térmica utiliza a elevação natural do ar quente para melhorar a eficiência do resfriamento, concentrando os esforços de ar-condicionado onde estão os ocupantes, reduzindo assim os custos energéticos.

Quais benefícios a torre de escritórios em Cingapura obteve ao utilizar o sistema UFAD?

A torre registrou uma redução de 25,4% no consumo de energia, um aumento de 43% no conforto dos ocupantes e uma melhoria de 22 pontos na eficiência de ventilação.