Normas de taxa de renovação do ar em diversos ambientes + exemplos de cálculos

Se você está construindo uma casa particular ou um edifício para sua empresa, provavelmente já se deparou com muitos padrões e gostaria de esquecê-los. Mas a segurança deve vir em primeiro lugar, não é? Se você pensa em iniciar uma construção ou fazer ventilação artificial para um objeto já pronto, dê uma olhada nas normas de taxa de renovação do ar em ambientes que apresentamos neste artigo. Conseguir um resultado de qualidade não é tão difícil se você der a devida atenção a tudo. Concorda?

Neste artigo, você aprenderá o que é a renovação do ar, como ela é medida e quais documentos normativos existem nessa área. Leia também sobre as normas para ambientes específicos. Aqui você encontrará exemplos de cálculo da taxa de renovação do ar.

Taxa de renovação do ar e seu significado

Renovação do ar — grandeza quantitativa que reflete o funcionamento do sistema de ventilação em um espaço fechado.

Taxa — indicador de substituição da massa de ar por unidade de tempo, considerado no projeto de edifícios e sistemas de ventilação. Antes de escolher o indicador de taxa, é necessário conhecer as regras e entender os métodos de cálculo.

Esquema simples de renovação do ar em apartamento/casa: para ambientes técnicos, a remoção do ar é mais importante; para ambientes residenciais, a entrada; e a circulação entre cômodos complementa as quantidades de ar necessárias.

A taxa de renovação do ar é um indicador sanitário do estado da massa de ar em um ambiente. A segurança e o conforto das pessoas dependem deste parâmetro. Os valores permitidos são regulados pelo estado — nas normas e regras de construção (SNiP), códigos de prática (SP), normas e regras sanitárias (SanPiN) e GOSTs. A taxa de renovação do ar mostra quantas vezes por hora o ar foi substituído por ar novo.

Na base dos SNiPs sobre renovação do ar estão os seguintes aspectos:

• finalidade da construção/ambiente;
• temperatura e umidade do ar;
• qualidade, intensidade e capacidade de passagem da ventilação natural;
• número de moradores, funcionários e outras pessoas que estão permanente ou temporariamente no ambiente;
• capacidade térmica dos aparelhos em funcionamento;
• quantidade de eletrodomésticos.

Existem 2 tipos de troca de ar: natural e artificial. A forma natural de troca consiste no movimento das massas de ar devido à diferença de pressão. Dos pontos com maior pressão para os locais com menor. A troca de ar artificial envolve o funcionamento de ventiladores, condicionadores de ar e outros dispositivos elétricos.

A fórmula da taxa de renovação do ar é a seguinte:

N = Q ar / V amb, onde:

N ou n — taxa (vezes por hora);
Q ar — quantidade necessária de ar fresco por hora, m³/h;
V amb — volume do ambiente, m³; se o cômodo tiver formato complexo, o volume deve ser determinado junto com especialistas.

A substituição natural do ar é limitada a uma taxa de 3 a 4 vezes, portanto, seu movimento às vezes precisa ser intensificado por ventilação mecânica.

Dispositivo de ventilação de insuflação e exaustão (de 1 a 10): captação de ar, limpeza, dutos de ar, ventilador de insuflação, dispositivo de fornecimento de ar, dispositivo de remoção de ar, ventilador de exaustão, coletores de poeira e gás, filtros, dispositivo de descarga de ar

Os sistemas de ventilação funcionam de acordo com 2 esquemas: deslocam o ar antigo pelo novo ou misturam essas duas massas.

Para sistemas que trabalham apenas com exaustão de ar, a fórmula básica da taxa de renovação é a seguinte:

N = V exa / V amb, onde:

V exa — volume de ar removido, m³/h;
V amb — volume do ambiente, m³.

No volume removido devem ser incluídas as emissões de calor e as substâncias nocivas voláteis.

Para ventilação de insuflação e exaustão, também são calculados indicadores separados de taxa de renovação.

Por exemplo, para o sistema de insuflação, determina-se assim:

N ins = L ins / V amb, onde:

L ins — capacidade do sistema de insuflação, m³/h;
V amb — volume do ambiente, m³.

A norma separada de taxa para ventilação de exaustão é geralmente maior em 1 ou 2 unidades por hora em comparação com a insuflação, mas em alguns ambientes médicos é o contrário. A taxa total é sempre medida pelo maior indicador.

A taxa de renovação do ar, apresentada nas normas SNiP e sanitárias, tem 4 expressões:

• número de vezes por hora;
• metros cúbicos por hora — geralmente para ambientes de tamanhos padrão;
• metros cúbicos por hora por pessoa;
• metros cúbicos por hora por metro quadrado.

Os dois últimos indicadores são normas específicas de troca de ar para ambientes onde a presença de pessoas desempenha um papel importante. O cálculo por pessoa pode ser útil em oficinas de produção, lojas e hospitais. Nestes locais, é possível contar o número de pessoas e estabelecer o número médio de visitantes.

Para um funcionário, deve-se destinar 60 m³/h, e para um visitante temporário — 20 m³/h. A taxa específica atua como um indicador informativo desde que as dimensões do ambiente se aproximem dos padrões.

Troca de ar no ambiente: Q excess — liberação excessiva de calor, G — gases ou vapores nocivos, V — volume do ambiente, q entrada — concentração de gases ou vapores nocivos no ar de entrada, q saída — o mesmo, mas no ar de saída, t entrada — temperatura do ar de entrada, t saída — do ar de saída

Há também o coeficiente de troca de ar, definido pela fórmula:

E = T / (2 × Y) × 100 %, onde:

T — volume do ambiente ou ar de entrada;
Y — tempo de substituição do ar.

O coeficiente também pode ser chamado de qualidade da substituição do ar. O indicador atinge 100% em ventilação que remove o ar antigo e 50% em sistema de ventilação que mistura as massas de ar.

De acordo com as normas de taxa de troca de ar, determina-se a vazão necessária da ventilação.

A fórmula é:

L = n × V amb, onde:

L — vazão, m³/h;
n — taxa normativa (vezes por hora);
V amb — volume do ambiente, m³.

A taxa padrão é de 1 a 2 vezes para salas de estar e 2 a 3 para escritórios. Para banheiros, a taxa de renovação do ar começa de 3 a 5, e para cozinhas, de 5 a 10.

Normas de taxa de renovação do ar para ambientes

A construção isolada e hermética das casas leva à redução da taxa de substituição do ar. Como resultado, microrganismos nocivos se reproduzem mais intensamente e a higiene geral se deteriora.

Nas normas e regulamentos, foram indicados valores críticos para a troca de ar, cujo não cumprimento certamente levará a problemas.

Troca de ar usando o porão como exemplo: para atingir a taxa necessária, são necessárias várias aberturas de entrada e um defletor no tubo de saída para aumentar a exaustão

Para edifícios de apartamentos, vários ambientes e edifícios, foram estabelecidas normas de taxa de troca de ar — na SP 54.13330.2016.

Para cômodos individuais, existem os seguintes requisitos:

• cozinha com equipamento a gás — 80–100 m³/h;
• cozinha com fogão elétrico e sem aparelhos a gás — 60 m³/h;
• banheiro/chuveiro/vaso sanitário — 25 m³/h;
• banheiro combinado — 50 m³/h;
• lavanderia comum, secagem, passar roupa — 7;
• hall ou corredor em edifício de apartamentos — 3;
• sala de estar no apartamento (quarto infantil, quarto) — 3 m³/h por 1 m²; 30 m³/h por pessoa, mas não menos que 0,35 vezes por hora do volume do ambiente;
• caixa de escada — 3;
• guarda-roupa em alojamento — 1,5;
• sala de máquinas do elevador — 1;
• sala com gerador de calor com capacidade térmica de até 50 kW — 1 m³/h para câmara de combustão fechada e 100 m³/h para câmara aberta;
• despensa para utensílios domésticos, equipamentos esportivos — 0,5.

Se um fogão a gás for instalado em uma sala com gerador de calor, serão necessários 100 m³/h adicionais de troca de ar.

Para ambientes de diferentes finalidades, a taxa é selecionada conforme SP 60.13330.2016, SP 118.13330.2012 e SP 44.13330.2011.

Para medir a taxa de renovação do ar em salas e ambientes técnicos com layout ou dimensões atípicas, utilize as normas Sanitárias (SanPiN) e ajuste o resultado com base em cálculos próprios.

Em restaurantes, sobre cada fonte de calor deve-se instalar tanto a ventilação de insuflação quanto a de exaustão, e se esses dutos de ar estiverem na parte superior, a diferença de temperatura entre o ar interno e o ar de entrada não deve exceder 6 °C.

Os edifícios modernos são equipados com válvulas de ar autônomas, que eliminam as massas de ar estagnadas. Os proprietários de apartamentos podem regulá-las.

Dispositivos de ventilação adicionais resolvem problemas com concentrações máximas permitidas de substâncias nocivas. Em edifícios residenciais e instituições públicas, os valores aceitáveis são considerados 0,1 mg/m³ para ozônio e 0,005 mg/m³ para compostos contendo cloro.

Os moradores ficarão ainda mais seguros se instalarem uma ventilação mecânica potente.

Oficinas e ambientes industriais

Em ambientes industriais, as condições costumam ser mais severas e, por vezes, prejudiciais. A taxa de renovação do ar nas oficinas deve superar várias vezes os parâmetros para outros ambientes.

Para ambientes industriais, é necessária uma troca de ar de alta potência com alta taxa de renovação, e ela é calculada com base no excesso de umidade, excesso de calor, substâncias explosivas e nocivas, e emissões do pessoal.

Fatores na seleção do indicador correto de ventilação da oficina:

1. Porcentagem de umidade, excesso de umidade no ar. Isso se aplica principalmente a empresas que utilizam líquidos em seus processos tecnológicos.
2. Energia térmica gerada pelos equipamentos. O calor excessivo das máquinas industriais deve ser eliminado por ventilação natural e mecânica.
3. Nível de poluição e características dos processos tecnológicos. Para cada composto químico, há uma concentração máxima permitida. A troca de ar é calculada para que as principais substâncias nocivas estejam presentes no ar em quantidade mínima.
4. Intensidade do trabalho. Cargas físicas pesadas e trabalho mental intenso se tornarão mais fáceis e viáveis com um alto teor de ar fresco. No caso de trabalho físico, trata-se também de segurança.
5. Quantidade de trabalhadores no ambiente em um momento e ao longo do dia. Cada funcionário deve ser suprido com ar com base na necessidade média por pessoa.

A forma da oficina e seu volume também são importantes. O primeiro parâmetro influencia o movimento das massas de ar, o segundo, a necessidade de ar.

Será necessário considerar a estagnação do ar e sua turbulência.

As oficinas podem ser de pintura, soldagem, montagem mecânica e mecânica: desses ambientes é necessário remover calor convectivo e radiante, fumaça, compostos com gases inertes e várias impurezas.

Para instalações industriais com compostos químicos perigosos e voláteis, é necessária uma troca de 45 vezes. Para oficinas de tingimento, 40. Em ambientes onde os trabalhadores usam consideravelmente força física, o ar precisa ser renovado 35 vezes por hora.

Em locais de produção onde o processo de trabalho não inclui trabalho complexo e uso frequente de esforço físico, — 30. Em oficinas onde o trabalho envolve leve carga física, — 25.

A taxa de troca de ar para instalações industriais foi indicada no SP 118.13330.2012, bem como no SP 60.13330.2012 e no SP 60.13330.2016 — edições atualizadas do SNiP 41-01-2003.

Organizações médicas e hospitais

Nas organizações de saúde, a qualidade do ar afeta a vida dos pacientes e a velocidade de sua recuperação. Em hospitais infantis, isso deve receber ainda mais atenção. A taxa de renovação do ar para instituições médicas é regulamentada pelo SP 158.13330.2014.

As enfermarias que mais necessitam de renovação de ar são as de pacientes infecciosos. A taxa de troca de ar exigida para elas é de 160 m³/h por pessoa. Para enfermarias de outros pacientes (crianças e adultos), é necessária uma intensidade de troca de ar de 80 m³/h por pessoa.

Os indicadores em m³/h por pessoa oferecem mais garantia de que essa taxa de troca de ar será suficiente para manter e melhorar a saúde dos pacientes em tratamento.

Para consultórios médicos e laboratórios, 60 m³/h por pessoa são suficientes. A mesma quantidade de ar novo é necessária em salas de acupuntura e terapia manual, salas de fisioterapia, bem como em salas com postos de trabalho permanentes.

Se a taxa de renovação do ar no hospital for correta, será garantida uma composição química e microbiológica ideal do ar com um nível mínimo de ruído e vibrações.

Em muitos casos, é possível prescindir de uma troca de ar de alta intensidade, bem como de normas específicas. Em salas de tomografia e salas de procedimentos para administração de radiofármacos, uma renovação de ar de 6 vezes é suficiente.

Cinco vezes por hora é necessário renovar o ar em zonas sujas de DSO/CSO, salas para higienização de pacientes, salas de armazenamento de desinfetantes, triagem de roupa suja, processamento e lavagem de louça.

Em salas onde são armazenados medicamentos e materiais estéreis, é necessária uma renovação de ar de 4 vezes. A mesma quantidade de ar novo é necessária em salas de procedimentos e salas equipadas para exames fluorográficos e radiodiagnósticos.

A renovação tripla de ar é considerada normal para pequenas oficinas de manutenção de equipamentos médicos, salas de laboratório de análises clínicas e zonas limpas do setor de esterilização.

As mesmas normas se aplicam a salas de triagem de análises, halls, consultórios de diagnóstico funcional e ultrassonográfico.

No setor de reanimação e terapia intensiva, a troca de ar é projetada de modo a impedir a propagação de produtos de combustão, e os registros corta-fogo também ajudam nisso.

Para copas e áreas de refeições em hospitais, é necessária uma troca de ar de 2 vezes. Apenas 1 renovação de ar por hora é suficiente para salas pequenas onde não há nenhum posto de trabalho permanente.

A mesma quantidade é suficiente para pequenos depósitos de equipamentos e materiais limpos, vestíbulos no primeiro andar, arquivos, balcões de informações, vestiários e despensas.

Escritórios e centros empresariais

Em escritórios e instituições administrativas, é necessário mais ar fresco do que em residências individuais. A razão é a grande quantidade de equipamentos de escritório, atividade mental intensa e padrões de atendimento ao cliente.

Critérios para ventilação em escritórios:

• grande tamanho dos dutos de ventilação;
• presença de ventilação mecânica e natural;
• aeração eficiente com baixo consumo de energia;
• gestão flexível do sistema de ventilação: possibilidade de ajuste e regulagem conforme as condições climáticas externas;
• posicionamento conveniente dos elementos de ventilação mecânica e natural para realizar reparos e instalações de diferentes naturezas;
• uso de equipamentos silenciosos ou isolamento acústico;
• exaustão de qualidade e ventilação de insuflação;
• entrada constante de ar fresco, idealmente do exterior.

O ar novo deve eliminar eficazmente as evaporações. Deve-se dar atenção à umidificação e purificação do ar, ao seu resfriamento ou aquecimento antes de ser fornecido aos ambientes.

Em grandes salões de escritórios, é feito um sistema desenvolvido de ventilação geral e local com registros, distribuidores de ar, aquecedores, isolamento térmico e controle automático.

Em uma sala de trabalho, para cada funcionário, são necessários pelo menos 20 m³/h. Em salas de conferência, a mesma quantidade é destinada a cada visitante. A troca intensiva de ar deve ser garantida em lavabos e banheiros — até 15 renovações de ar por hora.

As salas para fumantes precisarão de uma troca de ar 10 vezes por hora. No escritório do gerente/dos gerentes, a taxa de renovação do ar necessária é de 3, nas salas técnicas — 1, nas salas de arquivos e depósitos — 0,5. As normas para escritórios estão na SP 118.13330.2012 e no padrão internacional ASHRAE 62-1-2004.

Exemplos de cálculo da taxa de renovação do ar

Tomemos como exemplo uma sala com altura de 3,5 m e área de 60 m², onde trabalham 15 pessoas. Consideramos que o ar é poluído apenas pelo aumento da concentração de dióxido de carbono devido à respiração.

Primeiro, encontramos o volume da sala: V = 3,5 m × 60 m² = 210 m³.

Consideramos que uma pessoa média emite 22,6 litros de dióxido de carbono por hora.

Obtemos que as emissões nocivas podem ser calculadas pela fórmula B = 22,6 × n, onde n corresponde ao número de pessoas na sala.

B = 22,6 L/h × 15 = 339 L/h

Para salas, a concentração máxima permitida de dióxido de carbono é de 1/1000, ou 0,1%. Convertemos isso para 1 L/m³. No ar puro, há cerca de 0,035% de dióxido de carbono. Convertemos para 0,35 L/m³.

Vamos calcular, quanto ar fresco será necessário para todas as 15 pessoas:

Q = 339 L/h : 1 L/m³ – 0,35 L/m³ = 339 L/h : 0,65 L/m³ = 521,5 m³/h. Os metros cúbicos neste caso foram para o numerador, e as horas, ao contrário, para o denominador.

Além do cálculo por substâncias nocivas, a taxa de renovação do ar é importante ao regular a quantidade de umidade e calor na sala: as fórmulas correspondentes são mostradas nesta imagem

Determinamos a taxa de renovação do ar:

N = 521,5 m³/h : 210 m³ = 2,48 vezes por hora. Conclui-se que, com uma renovação do ar de 2,48 vezes por hora, a concentração de dióxido de carbono permanecerá dentro dos limites normais.

Agora vamos encontrar a taxa específica de renovação do ar por pessoa e por m². O volume da sala deve ser de pelo menos 210 m³, e a altura do teto, a partir de 3,5 m.

521,5 m³/h : 15 pessoas = 34,7 m³/h por pessoa

521,5 m³/h : 60 m² = 8,7 m³/h por m² de área

Emissões nocivas (B) também são calculadas pela fórmula:

B = a × b × V × n, onde:

a — coeficiente de infiltração;
b — concentração de dióxido de carbono, L/m³ por 1 hora;
V — volume da sala, m³;
n — número de pessoas.

O conteúdo de substâncias pode ser medido em gramas, e não em litros — isso será melhor para a segurança.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Taxa de renovação do ar para diferentes salas da loja + desenho:

Aplicativo para cálculo da renovação do ar para vários ambientes:

Valores básicos para o sistema de ventilação, fluxo de ar:

A taxa de renovação do ar reflete a necessidade dos ambientes pela quantidade de ar com a qual eles funcionam normalmente. A renovação do ar é expressa em número de vezes por hora ou metros cúbicos no mesmo período. Existem também valores específicos por pessoa e por metro quadrado.

Hospitais, indústrias perigosas e locais públicos são os que mais necessitam de ar fresco. O indicador da taxa mínima de renovação do ar pode ser uma questão de vida ou morte, portanto, não se limite apenas às normas; faça seus próprios cálculos e consulte especialistas.

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