Você já se perguntou por que o ar dentro de sua casa parece abafado ou até mesmo insalubre? Este artigo explora o papel crucial dos sistemas de ventilação na manutenção da qualidade do ar interno. Você aprenderá sobre os diferentes tipos de sistemas de ventilação, seus benefícios e como eles podem ajudar a manter seu ambiente fresco e saudável.
Para que a concentração de poluentes em ambientes internos atenda aos padrões relevantes.
No ambiente interno dominado pelo homem, os principais poluentes são.
Base: A fonte de energia do ar.
(1) Sistema de ventilação natural
A ventilação natural utiliza a diferença de pressão causada pela temperatura (na verdade, a diferença na densidade do ar) ou pelo vento para permitir a troca de ar entre os ambientes interno e externo, melhorando assim a qualidade do ar interno. É um método de ventilação econômico e eficaz para oficinas com alto índice de calor residual. Como não exige equipamentos de energia adicionais, é uma solução sustentável.
Entretanto, a ventilação natural tem algumas limitações. Ela não pode regular a qualidade do ar externo que entra no espaço interno nem purificar o ar poluído descarregado de dentro para fora. Além disso, sua eficácia depende das condições climáticas externas, o que pode levar a resultados de ventilação inconsistentes.
(2) Sistema de ventilação mecânica
O método de usar um ventilador mecânico para criar fluxo de ar para melhorar a qualidade do ar interno é chamado de ventilação mecânica. Com esse método, o volume e a pressão do ar podem ser ajustados conforme necessário, garantindo a ventilação adequada e permitindo o controle sobre a direção e a velocidade do fluxo de ar no ambiente.
Além disso, o ar de entrada e o ar de exaustão podem ser tratados para garantir que o ar na sala atenda aos parâmetros necessários. Como resultado, a ventilação mecânica é um método amplamente utilizado.
O princípio de funcionamento da ventilação natural
Em um prédio ou cômodo, se houver duas aberturas (portas ou janelas, etc.) e a pressão do ar em ambos os lados de cada abertura não for a mesma, o ar fluirá em cada abertura sob o efeito da diferença de pressão.
Ventilação natural sob pressão do vento externo:
1) Princípio: A ventilação geral é para ventilar todo o cômodo.
O princípio básico é diluir a concentração de substâncias nocivas no ar interno com ar limpo e descarregar continuamente o ar poluído para o exterior, garantindo que o ambiente do ar interno atenda aos padrões de higiene.
A ventilação geral também é conhecida como ventilação de diluição.
Localização do suprimento de ar e das aberturas de exaustão para ventilação geral:
Ao projetar um sistema de ventilação abrangente, um princípio básico deve ser observado: o ar limpo deve ser enviado diretamente para o local da equipe ou para um local com baixo nível de poluentes.
Os tipos mais comuns de envio e exaustão de ar incluem saída superior com exaustão superior, saída inferior com exaustão superior, saída intermediária e exaustão dupla etc.
Para aplicações específicas, os seguintes princípios devem ser seguidos:
(1) Princípio: A ventilação local é dividida em entrada de ar local e exaustão local. Seu princípio básico é controlar o fluxo de ar local, para que a área de trabalho local não seja poluída por substâncias nocivas e para criar um ambiente de ar que atenda aos requisitos.
A distribuição de pressão na superfície externa do edifício é a força motriz, enquanto as características das aberturas individuais determinam a resistência ao fluxo.
Em termos de ventilação natural, há dois motivos principais para a movimentação do ar nos edifícios: a pressão do vento e a flutuabilidade induzida pela temperatura (que cria uma diferença de densidade entre o ar interno e o externo).
Esses dois fatores podem funcionar isoladamente ou em conjunto.
A formação do vento se deve à diferença de pressão na atmosfera. Quando o vento encontra obstáculos em seu caminho, como árvores e edifícios, ele converte sua pressão dinâmica em pressão estática, criando pressão positiva (cerca de 0,5 a 0,8 vezes a pressão dinâmica da velocidade do vento) no lado de barlavento e pressão negativa (cerca de 0,3 a 0,4 vezes a pressão dinâmica da velocidade do vento) no lado de sotavento.
A diferença de pressão que ocorre ao atravessar o edifício faz com que o ar flua para dentro do cômodo a partir das janelas e de outras aberturas no lado de barlavento, enquanto o ar interno é descarregado pela abertura de sotavento, formando uma ventilação natural que proporciona ventilação total.
A pressão do vento ao redor de um edifício é afetada pela forma geométrica do edifício, sua posição em relação à direção do vento, a velocidade do vento e a topografia natural ao redor do edifício.
A prensagem a quente é causada pela diferença de temperatura entre o ar interno e externo, que é conhecida como "efeito chaminé".
Como resultado da diferença de temperatura, é criada uma diferença de densidade entre o interior e o exterior e um gradiente de pressão é criado ao longo da direção vertical da parede do edifício.
Se a temperatura interna for mais alta do que a temperatura externa, haverá uma pressão mais alta na parte superior do edifício e uma pressão mais baixa na parte inferior do edifício.
Quando há orifícios nesses locais, o ar entra pela abertura inferior e sai pela parte superior.
Se a temperatura interna for mais baixa do que a temperatura externa, o fluxo de ar estará na direção oposta.
A quantidade de prensagem a quente depende da diferença de altura entre as duas aberturas e da diferença de densidade do ar entre o interior e o exterior.
Na prática, os arquitetos costumam usar chaminés, torres de ventilação, átrios de pátio e outras formas para proporcionar condições favoráveis ao uso da ventilação natural, de modo que o edifício possa ter uma boa ventilação.
A ventilação natural em edifícios reais é o resultado da ação conjunta da pressão do vento e das pressões quentes, mas cada uma tem seus próprios pontos fortes e fracos.
A pressão do vento é influenciada pelo clima, pela direção do vento externo, pelo formato do edifício, pelo ambiente ao redor e por outros fatores. Portanto, a ação conjunta da pressão do vento e das pressões quentes não é uma simples superposição linear.
Os arquitetos devem levar em consideração todos os fatores para que a pressão do vento e as pressões quentes se complementem e trabalhem em conjunto para obter uma ventilação natural eficaz no edifício.
Em alguns edifícios grandes, a ventilação natural pode não ser suficiente para obter o fluxo de ar adequado devido aos longos caminhos de ventilação e à alta resistência ao fluxo. Além disso, em cidades com poluição atmosférica e sonora severa, depender exclusivamente da ventilação natural pode levar à introdução de ar poluído e ruído em espaços internos, o que pode prejudicar a saúde humana.
Para resolver esses problemas, os sistemas de ventilação natural com assistência mecânica são frequentemente usados. Esses sistemas incluem um conjunto completo de canais de circulação de ar, juntamente com métodos de tratamento de ar alinhados com princípios ecológicos, como pré-resfriamento do solo, pré-aquecimento e troca de calor em águas profundas. Esses métodos ajudam a acelerar a ventilação interna com o auxílio de determinadas técnicas mecânicas.
Em geral, os sistemas de ventilação natural não requerem nenhum equipamento. Em contraste, os sistemas de ventilação mecânica dependem de uma série de equipamentos, incluindo ventiladores, dutos de ar, válvulas de ar, tuyeres e equipamento de remoção de poeiraentre outros.
Ventilador centrífugo: usado para sistemas de fornecimento de ar de baixa ou alta pressão, especialmente sistemas de baixo ruído e alta pressão.
Há quatro tipos de pás do impulsor: pás aerodinâmicas, pás curvadas para trás, pás curvadas para frente e pás radiais.
Os ventiladores dos condicionadores de ar de conforto normalmente usam ventiladores centrífugos.
Quatro projetos de impulsores compõem o quatro formas básicas de uma turbina eólica:
(1) Ventilador com pás para trás: Lâmina reta curvada para trás, lâmina curva ou lâmina alada.
É usado principalmente para economias de investimento operacional que podem ser maiores do que o investimento inicial.
(2) O quarto tipo é a lâmina curvada para frente, que tem uma lâmina metálica curva de camada única.
Quatro tipos de impulsor
Impulsores curvados para frente vs impulsores curvados para trás
(1) Rotor curvado para frente
A turbina é composta por um grande número de lâminas pequenas e leves e outros materiais leves. Esses materiais são ainda mais leves do que os impulsores com asas. Uma vantagem dos ventiladores voltados para a frente é que eles podem movimentar mais ar em uma velocidade menor em comparação com os ventiladores voltados para trás do mesmo diâmetro, dependendo do projeto.
Além disso, qualquer ventilador voltado para trás pode operar na metade da velocidade de um ventilador voltado para frente para fornecer o mesmo volume de ar. Consequentemente, o ventilador curvado para a frente é uma boa opção para operações de baixa a média pressão devido aos seus níveis de ruído mais baixos e preço acessível.
(2) Rotor curvado para trás
O ventilador com curvatura para trás é mais eficiente do que o ventilador com curvatura para frente em condições de grande capacidade e alta pressão diferencial, o que o torna uma opção popular para operações de média pressão.
Dois impulsores de ventilador típicos
Ventilador axial:
A estrutura de um ventilador axial é ilustrada na figura. O impulsor é composto por uma roda com pás rebitadas a ela, sendo que as pás são montadas em um ângulo em relação ao plano da roda. O tipo de lâmina pode ser uma lâmina torcida de aerofólio ou uma lâmina reta, bem como uma lâmina torcida de espessura igual ou uma lâmina reta.
Os ventiladores axiais são caracterizados por sua pequena área ocupada, facilidade de manutenção, baixa pressão de ar e alto volume de ar. Eles são frequentemente usados em sistemas de grande volume de ar com baixa resistência.
Diagrama esquemático da estrutura do ventilador axial
Pequena área de instalação, fácil manutenção, menor pressão de ar, maior volume de ar, que é usado principalmente em sistemas de grande volume de ar com baixa resistência.
(3) Ventilador de fluxo misto
Concentra as características do ventilador centrífugo com alta pressão e fluxo axial.
(4) Ventiladores comuns para construção
Um ventilador de extração e controle de fumaça de alta temperatura pode ser usado para ventilação diária em condições normais. Em caso de incêndio, ele extrai o gás de combustão interno de alta temperatura para melhorar a circulação do ar interno.
Esse ventilador foi projetado com resistência a altas temperaturas e é adequado para ventilação e extração de fumaça em prédios altos, fornos, garagens, túneis, metrôs, shopping centers subterrâneos e outros ambientes semelhantes.
Dventilador iagonal
Essa série de ventiladores pode ser classificada em ventiladores de velocidade simples e de velocidade dupla. Eles são caracterizados por sua estrutura compacta, tamanho pequeno e facilidade de manutenção, entre outros benefícios.
Com base em necessidades específicas, o ângulo de instalação, o número de lâminas, a velocidade de rotação e outros fatores podem ser modificados para atender a vários requisitos.
Os ventiladores de teto e de parede lateral podem ser classificados como ventiladores de teto centrífugos comuns e ventiladores de teto centrífugos de baixo ruído. Eles são usados para troca de ar em vários locais, como oficinas, armazéns, prédios altos, laboratórios, teatros, hotéis e hospitais, entre outros.
Ventilador de ventilação de ar-condicionado: O ventilador centrífugo de ar-condicionado tem as vantagens de um grande desempenho e faixa de aplicação, baixo ruído, peso leve, instalação conveniente e operação confiável.
Ele pode ser combinado com as unidades de ar condicionado combinadas de várias instalações de ar condicionado.
Ventilador do gabinete de exaustão de fumaça
(1) Função: antivibração, suporte de carga;
(2) Forma: conexão do duto de ar e suporte: fixo e não fixo.
Métodos de suporte de suporte: suportes, ganchos e suportes.
Cotovelo em ângulo reto e cotovelo em arco: para mudar a direção do fluxo de ar.
1) Expansão e contração repentinas: uma mudança no volume do vento. (Veja a figura à esquerda abaixo)
2) Tubo de gradiente: alteração do fluxo de ar. (Veja a figura à direita abaixo)
(3) Válvula de retenção: para evitar a reversão do fluxo de ar após a parada do ventilador.
Precauções no projeto do sistema de dutos de ar:
A disposição dos dutos de ar deve ser reta para evitar componentes complicados, como cotovelos e tês. As conexões com o duto de ar devem ser feitas de forma a reduzir a resistência e o ruído.
O duto de ar deve ser equipado com os dispositivos de ajuste e medição necessários ou ter interfaces reservadas para esses dispositivos.
Os dispositivos de ajuste e medição devem estar localizados em locais convenientes para operação e observação.
Na mesma área, a resistência do duto circular é menor do que a do duto retangular.
Quando o duto retangular é projetado, a proporção entre os lados longos e curtos é inferior a 3,0.
O tubo de conexão da entrada e da saída de um ventilador tem um impacto significativo no desempenho do ventilador. O projeto inadequado do tubo de conexão pode causar uma perda significativa de carga e reduzir o volume de ar.
A pressão dinâmica do ar na entrada e na saída é alta, portanto, o projeto do duto deve considerar esse problema.
1) A distância do interior da curva ou cotovelo do duto até a entrada do ventilador deve ser maior do que o diâmetro da entrada do ventilador. Isso garante um fluxo de ar uniforme para o rotor do ventilador.
Quando o raio de curvatura da curva não for suficiente, devem ser adicionadas palhetas defletoras nas curvas do tubo, conforme mostrado na figura abaixo.
2) Quando o duto de ar entra no ventilador com um diâmetro alterado, o requisito (cierta) é mostrado na figura abaixo e geralmente deve ser ≤45°, sendo ≤30° ainda melhor.
3) Para ventiladores de entrada dupla, é necessário garantir B≥1,25D, conforme mostrado na figura abaixo.
4) O giro próximo à saída do ventilador deve ser consistente com a direção de rotação do rotor do ventilador para que o fluxo de ar fique desobstruído e uniforme e para evitar perda desnecessária de energia.
5) Deve haver uma seção de tubo reto com diâmetro inferior a 3D (D é o diâmetro da entrada do ventilador) da saída do ventilador até a curva para evitar perda desnecessária de pressão estática.
6) A junta flexível deve ser adicionada na entrada e na saída do ventilador para reduzir a influência da vibração; o material da junta flexível deve ser couro artificial ou lona.
A entrada de ar é a entrada do sistema de ventilação e ar condicionado para coletar ar fresco externo, e sua localização deve atender aos seguintes requisitos:
(1) Ele deve estar situado em uma área com ar externo limpo.
(2) Para evitar que o ar de exaustão seja sugado de volta para o sistema, a entrada de ar deve estar localizada no lado a favor do vento da saída de ar de exaustão e mais baixa do que a saída de ar de exaustão.
(3) A distância entre a parte inferior da entrada de ar e o solo externo geralmente não deve ser inferior a 2 cm para evitar a inalação de poeira do solo.
(4) Para sistemas de resfriamento, a entrada de ar deve estar localizada na parede externa, com o sol na parte de trás.
Equipamento de remoção de poeira
Para evitar a poluição do ar, o sistema de exaustão deve ser purificado antes de descarregar o ar na atmosfera para separar a poeira do ar.
O equipamento usado para esse processo de tratamento é chamado de equipamento de remoção de poeira, que pode ser de vários tipos, incluindo coletores de poeira tipo defletor, coletores de poeira tipo ciclone, coletores de poeira tipo saco, coletores de poeira tipo torre de pulverização e coletores de poeira elétricos.
Fimpermeabilização contra incêndio e exaustão de fumaça
Para evitar a propagação de incêndios e riscos, os edifícios altos devem ter projetos de exaustão de fogo e fumaça.
O objetivo da prevenção de incêndios é evitar a propagação do fogo e extinguir o incêndio.
O objetivo da exaustão de fumaça é eliminar a fumaça do incêndio em tempo hábil, evitando que a fumaça se espalhe para fora e garantindo a evacuação bem-sucedida dos ocupantes internos.
No projeto de proteção contra incêndio e exaustão de fumaça em um edifício alto, o edifício geralmente é dividido em várias divisórias contra fogo e fumaça, que são separadas por paredes corta-fogo e portas corta-fogo para evitar a propagação do fogo e da fumaça de uma divisória para outra.
Mecanismos de difusão de fumaça
A fumaça refere-se ao estado flutuante de partículas sólidas e líquidas no ar resultante da combustão incompleta de substâncias. O fluxo e a difusão da fumaça são influenciados principalmente por fatores como a pressão do vento e a pressão térmica.
A pressão do vento é gerada quando o vento sopra na superfície externa de um edifício, dificultando o fluxo de ar, reduzindo a velocidade e transformando a energia cinética em pressão estática. No lado de barlavento, a pressão externa é maior do que a pressão interna, e o ar permeia de fora para dentro. Durante um incêndio, se uma janela estiver no lado de barlavento de um edifício, o efeito da pressão do vento pode espalhar rapidamente a fumaça por todo o andar e até mesmo em outros andares.
O efeito chaminé, ou pressão quente, é criado pela diferença de densidade entre o ar interno e externo e a altura da coluna de ar. O efeito aumenta com a diferença de temperatura entre o ar interno e o externo e com a altura do poço.
Quando ocorre um incêndio em um edifício alto, a temperatura interna é muito mais alta do que a temperatura externa. A altura do poço do edifício amplifica a pressão quente, fazendo com que a fumaça se espalhe para cima ao longo do poço do edifício. O efeito chaminé é mais pronunciado nos andares de incêndio mais baixos.
Quando um incêndio ocorre em uma parte inferior de um edifício ou em um cômodo a barlavento, os efeitos da pressão do vento e da pressão do calor podem tornar o incêndio mais prejudicial do que na parte superior do edifício ou em um cômodo a sotavento.
Durante um incêndio, a energia fornecida pelos ventiladores do sistema de ar-condicionado e o efeito chaminé criado pelos dutos verticais podem fazer com que a fumaça e o fogo se espalhem ao longo dos dutos, chegando rapidamente até onde os dutos podem alcançar.
Portanto, os edifícios altos devem adotar vários métodos de prevenção e exaustão de fumaça, como exaustão natural e mecânica, para evitar que a fumaça se espalhe nas passagens de evacuação e garantir a segurança. Os sistemas de ventilação e ar condicionado do edifício também devem adotar medidas de prevenção contra incêndio e fumaça.
Formas de incêndio em edifícios e exaustão de fumaça:
A exaustão natural de fumaça é um método que usa o vento e a pressão quente como energia. Ele tem as vantagens de uma estrutura simples, economia de energia e alta confiabilidade operacional.
Em prédios altos, as escadas antifumaça, as salas frontais contra paredes externas, as salas frontais dos elevadores de incêndio e as salas frontais compartilhadas devem adotar métodos naturais de exaustão de fumaça.
A saída de fumaça deve estar localizada no lado de sotavento da direção predominante do vento no edifício durante todo o ano.
A prevenção mecânica de fumaça é uma tecnologia que usa um suprimento de ar mecânico e pressurizado para controlar a direção do fluxo do gás de combustão pelo fluxo de gás e pela diferença de pressão gerada por um ventilador.
Quando ocorre um incêndio, a diferença de pressão causada pelo fluxo de ar do ventilador impede que a fumaça entre na passagem de evacuação segura do edifício, garantindo as necessidades de evacuação e combate a incêndios.
Para varandas e corredores que não se estendem, escadas à prova de fumaça, salas de entrada com diferentes orientações capazes de abrir janelas externas, salas de entrada de elevadores de incêndio e salas de entrada compartilhadas por ambos, devem ser fornecidas instalações mecânicas de prevenção de fumaça.
Quando o piso do refúgio for um piso de refúgio totalmente fechado, devem ser fornecidas instalações de fornecimento de ar pressurizado.
A exaustão mecânica é um método que usa o fluxo de gás e a diferença de pressão gerados por um ventilador para exaurir o gás de combustão ou diluir a concentração do gás de combustão usando um tubo de exaustão.
O método de exaustão mecânica é adequado para passagens internas, salas, átrios e porões que não têm condições de exaustão natural ou onde é difícil realizar a exaustão natural.
Ele deve ser projetado e construído estritamente de acordo com os requisitos da exaustão mecânica, como a configuração da porta de exaustão, a seleção do exaustor e o duto de ar seleção de materiais.
Os procedimentos de controle para os sistemas mecânicos sistema de exaustão de fumaça podem ser divididos em dois tipos: uma sala de controle sem incêndio e uma sala de controle de incêndio.
Após a ocorrência de um incêndio, é necessário controlar a propagação do fogo para outros compartimentos de incêndio.
Portanto, é necessário instalar abafadores de incêndio nos dutos de ventilação do sistema de ventilação e ar-condicionado, e tomar certas medidas de prevenção de incêndio.
O registro de incêndio deve ser ajustado em:
A temperatura de operação do damper corta-fogo é de 70°C.
Os tubos, os materiais de isolamento térmico, os materiais de absorção de ruído e os adesivos usados na engenharia de tubulação de ventilação e ar-condicionado devem ser feitos de materiais incombustíveis ou não combustíveis.
Equipamentos e componentes de prevenção contra incêndio e fumaça:
Inclui principalmente dampers contra incêndio, válvulas de exaustão de fumaça e ventiladores de exaustão de fumaça.
Os dampers corta-fogo podem ser controlados por componentes térmicos, termostatos de detecção de fumaça e controles compostos.
Quando um anel fusível é usado, ele se fundirá e cairá em caso de incêndio, e a válvula se fechará devido à força da mola ou à autogravidade.
Ao usar termistores, termopares, bimetais e outros componentes, um micro motor controlado por sensores e componentes eletrônicos fechará a válvula.
O eletroímã e a ação do motor do atuador de controle ou do atuador pneumático de controle podem fechar a válvula sob a ação da força da mola ou fechar a válvula pela rotação do motor.
O modo de acionamento de fechamento da válvula do amortecedor de incêndio tem quatro tipos:
Os abafadores de incêndio comumente usados são:
Estrutura do fusível de temperatura
Instalada no sistema de exaustão de fumaça, a válvula geralmente está fechada.
Quando ocorrer um incêndio, um sinal do centro de controle ativará o atuador para abrir a válvula usando a força da mola ou o torque do motor.
A válvula de exaustão de fumaça com um dispositivo sensor de temperatura será ativada quando a temperatura do incêndio atingir a temperatura de ação. Em seguida, a válvula se fechará sob a ação da força da mola para evitar que o fogo se espalhe pelo duto de exaustão.
As válvulas de evacuação de fumaça podem ser dividido como segue:
O exaustor antifumaça pode usar um ventilador de uso geral ou um ventilador especial projetado para exaustão de fogo e fumaça.
Quando a temperatura da fumaça é baixa, o ventilador pode operar por um longo período. Quando a temperatura da fumaça é alta, o ventilador pode operar continuamente por um tempo fixo e geralmente tem mais de dois graus de velocidade de rotação.
Os ventiladores especiais comumente usados para exaustão de fogo e fumaça incluem a série HTF, a série ZW, a série W-X e outros tipos.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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