Ventilação forçada em adega: regras e esquemas de instalação

Os espaços de porão e semi-porão servem a diferentes propósitos. Anteriormente, eram usados como depósitos de vegetais e abrigavam sistemas de utilidades. Atualmente, os porões têm funções diversas, desde garagens até academias e até escritórios.

Em qualquer caso, a ventilação forçada no porão do edifício é uma necessidade justificada, ditada pela necessidade de fornecer ar fresco de forma sistemática para substituir o ar viciado. Propomos que você entenda bem essa questão.

Cada porão tem sua própria ventilação

Para um depósito de vegetais enterrado localizado sob uma casa particular, a ventilação forçada, ou seja, mecânica, não é necessária.

Os produtos hortifrutigranjeiros são armazenados melhor se a troca de ar no porão for mínima. Portanto, os dutos de ventilação mais simples e os canais de ventilação de entrada e exaustão serão suficientes.

Os vegetais armazenados no porão no inverno não podem ser ventilados intensamente. Eles simplesmente congelarão – a geada do lado de fora.

De acordo com os padrões de projeto para depósitos de vegetais NTP APK 1.10.12.001-02, a ventilação, por exemplo, de batatas e raízes deve ocorrer em um volume de 50-70 m³/h por tonelada de vegetais. Além disso, nos meses de inverno, a intensidade da ventilação deve ser reduzida pela metade para não congelar as raízes.

Ou seja, no período frio do ano, a ventilação do porão doméstico deve ser no formato de 0,3-0,5 do volume de ar do ambiente por hora.

A necessidade de ventilação forçada no porão surge se o esquema com movimento natural do ar não funciona. No entanto, também será necessário eliminar as fontes de excesso de umidade do ar.

Umidade nos porões

O ar abafado e a umidade são problemas comuns em porões. O primeiro problema decorre da troca de ar insuficiente. O porão está enterrado a 2,5-2,8 m no solo, suas paredes são construídas com máxima impermeabilidade à umidade e ao ar.

E a ventilação natural, representada por canais verticais da casa, está ausente em muitos porões e adegas.

Antes de abordar as questões de ventilação da adega, deve-se impermeabilizar suas paredes. A ventilação do porão não resolverá o problema da higroscopicidade das paredes.

A umidade significativa do ar no porão é causada pela fraca impermeabilização das paredes. O segundo motivo são os tubos desgastados que passam pelas salas de serviço do porão. Além disso, o condensado se deposita neles independentemente da integridade dos tubos e da estanqueidade das conexões destacáveis.

O problema da umidade excessiva precisa ser resolvido antes do desenvolvimento do projeto e da construção do sistema de ventilação do porão. É necessário restaurar ou aumentar o grau de vedação das paredes da adega, selar os tubos e cobri-los com isolamento.

A última medida eliminará a influência do condensado no material dos tubos. Em seguida, são determinadas as necessidades de ventilação da adega.

Isolamento térmico de tubos contra condensação

Gotas de água aparecem apenas na superfície de tubulações domésticas por onde passa líquido frio (água potável e esgoto). A umidade presente na atmosfera dos ambientes condensa nos tubos frios devido à diferença de temperatura entre sua superfície e o ar.

Quanto mais frios os tubos e mais saturado de umidade o ar, mais ativo é o processo de condensação da água.

Se água fria passar pelo tubo, condensado se acumulará nele. Cada um desses tubos precisa ser coberto com isolamento térmico.

A diferença de temperatura do ar e da superfície dos tubos de abastecimento de água fria em casas particulares geralmente é pequena. Afinal, com o consumo pouco frequente de água fria pelos moradores, não há movimento de água nos tubos, portanto as temperaturas do ambiente doméstico e da tubulação quase se equalizam.

Mas em um edifício de vários andares, residencial ou comercial, a água fria é usada quase continuamente e o tubo está constantemente frio.

A maneira mais simples de combater a condensação nos tubos é equalizar as temperaturas dos tubos e da atmosfera. É necessário cobrir a tubulação de água fria com material de isolamento térmico e de vapor em toda a sua extensão.

A condensação se acumula no tubo frio, independentemente do material de que ele é feito. Polímeros, metais ferrosos, ferro fundido ou cobre – não importa. Todos os tubos das comunicações 'frias' terão que ser isolados!

Isolar os tubos de água do efeito da condensação e da umidade suspensa no ar não é difícil. Basta um tubo de espuma de polietileno, um estilete e fita adesiva reforçada.

Um isolante térmico tubular de espuma de polietileno permitirá evitar o contato do tubo frio com o ar. A parede do 'tubo' isolante – não menos que 30 mm. O diâmetro do isolante tubular é escolhido ligeiramente maior do que o da tubulação a ser isolada da umidade atmosférica. Vestir o isolante é simples – cortar ao longo do comprimento, em seguida, revestir o tubo com ele.

Imediatamente após a selagem da tubulação com isolante térmico, é necessário envolvê-la por cima com fita adesiva reforçada para tubos. Para máxima isolação térmica e maior apelo estético, é feita uma envoltura com fita adesiva metalizada (de alumínio).

As válvulas de fechamento e as seções muito curvas da tubulação de água fria, que não podem ser cobertas com isolamento tubular, são enroladas com fita adesiva em várias camadas.

Cálculo da troca de ar no porão

Antes de procurar equipamentos de ventilação e planejar a localização dos dutos de ventilação no porão, é necessário determinar as necessidades de troca de ar. De forma simplificada, ou seja, sem considerar a possível presença de substâncias nocivas na atmosfera do porão, a troca de ar nele é calculada pela fórmula:

L=V_podv r_r

Onde:

• L – necessidade calculada de troca de ar, m³/h;
• V_podv – volume do porão, m³;
• K_r – taxa mínima de troca de ar, 1/h (ver abaixo).

O valor obtido de troca de ar permitirá determinar as características de potência do sistema de ventilação forçada do porão.

O cálculo do volume de ar do porão é feito multiplicando a altura, largura e comprimento

No entanto, para o cálculo da fórmula, são necessários dados sobre o volume de ar do ambiente e a taxa de troca de ar.

O primeiro parâmetro é calculado assim:

V_podv=A•B•H

Onde:

• A – comprimento do porão;
• B – largura do porão;
• H – altura do porão.

Para determinar o volume de um ambiente em metros cúbicos, as medidas de sua largura, comprimento e altura são convertidas em metros. Por exemplo, para um porão com largura de 5 m, comprimento de 20 m e altura de 2,7 m, o volume será 5 • 20 • 2,7 = 270 m³.

As necessidades de troca de ar deste ambiente dependem diretamente do número de pessoas nele presentes. Também é levado em consideração o nível de atividade física dos visitantes.

Para porões espaçosos, a taxa mínima de troca de ar K_r é determinada com base na necessidade de ar fresco (de insuflamento) de uma pessoa por hora. A tabela apresenta as necessidades normativas de troca de ar de uma pessoa, de acordo com o uso deste ambiente.

Também é possível calcular a troca de ar pelo número de pessoas que estarão (por exemplo, trabalhando) no porão:

L=L_pessoas•N_l

Onde:

• L_pes – norma de troca de ar para uma pessoa, m³/h•pess;
• N_p – número estimado de pessoas no ambiente do porão.

As normas estabelecem as necessidades de uma pessoa em 20-25 m³/h de ar de insuflamento para atividade física leve, 45 m³/h para trabalho físico simples e 60 m³/h para alta carga física.

Cálculo da troca de ar considerando calor e umidade

Quando for necessário calcular a troca de ar considerando a remoção de calor excessivo, utiliza-se a fórmula:

L=Q/(p•C_p•(t_s-t_p))

Onde:

• p – densidade do ar (a t 20 °C é igual a 1,205 kg/m³);
• C_p – capacidade térmica do ar (a t 20 °C é igual a 1,005 kJ/(kg•K));
• Q – volume de calor liberado no porão, kW;
• t_s – temperatura do ar extraído do ambiente, °C;
• t_e – temperatura do ar de insuflamento, °C;

A necessidade de considerar o calor removido pela ventilação é fundamental para manter um certo equilíbrio térmico na atmosfera do porão.

Em porões de casas particulares, frequentemente são instaladas academias. Neste uso do espaço do porão, a troca de ar completa é especialmente importante

Simultaneamente à remoção de ar no processo de troca de ar, a umidade liberada por vários objetos que contêm umidade (incluindo pessoas) também é removida. A fórmula para calcular a troca de ar considerando a liberação de umidade:

L=D/((d_s-d_p)•p)

Onde:

• D – quantidade de umidade liberada durante a troca de ar, g/h;
• d_s – conteúdo de umidade no ar extraído, g água/kg ar;
• d_e – conteúdo de umidade no ar de insuflamento, g água/kg ar;
• p – densidade do ar (a t 20 °C é de 1,205 kg/m³).

A troca de ar que inclui a liberação de umidade é calculada para ambientes com alta umidade (por exemplo, piscinas). A liberação de umidade também é considerada para porões frequentados por pessoas para exercícios físicos (por exemplo, academia).

A umidade do ar consistentemente alta dificultará significativamente o funcionamento da ventilação forçada do porão. Será necessário complementar a ventilação com filtros para coletar a umidade condensada.

Cálculo dos parâmetros dos dutos de ar

De posse dos dados sobre o volume de ar da ventilação, passamos a determinar as características dos dutos de ar. É necessário mais um parâmetro – a velocidade de passagem do ar pelo duto de ventilação.

Quanto mais rápido o fluxo de ar for impulsionado, menos volumosos os dutos de ar podem ser usados. Mas também aumentará o ruído do sistema e a resistência da rede. O ideal é impulsionar o ar a uma velocidade de 3-4 m/s ou menor.

Conhecendo a seção transversal calculada dos dutos de ar, é possível escolher sua seção transversal real e forma de acordo com esta tabela. Além disso, descobrir o fluxo de ar em determinadas velocidades de sua alimentação.

Se o interior do porão permitir o uso de dutos de ar de seção circular – é mais vantajoso utilizá-los. Além disso, a rede de dutos de ventilação feita de dutos circulares é mais fácil de montar, pois são flexíveis.

Aqui está a fórmula que permite calcular a área do duto de ar com base em sua seção transversal:

S_SV=L•2,778/V

Onde:

• S_sv – área de seção transversal calculada do canal de ventilação (duto de ar), cm²;
• L – vazão de ar ao passar pelo duto de ar, m³/h;
• V – velocidade com que o ar se move pelo duto de ar, m/s;
• 2,778 – valor do coeficiente que permite harmonizar parâmetros heterogêneos na fórmula (centímetros e metros, segundos e horas).

É mais conveniente calcular a área da seção transversal do duto de ventilação em cm². Em outras unidades de medida, esse parâmetro do sistema de ventilação é difícil de compreender.

Para cada elemento do sistema de ventilação, é melhor conduzir o fluxo de ar a uma velocidade específica. Caso contrário, a resistência no sistema de ventilação aumentará.

No entanto, a determinação da área de seção transversal calculada do duto de ventilação não permitirá selecionar corretamente a seção transversal dos dutos de ar, pois não leva em conta sua forma.

Calcular a área do duto de ar necessária com base em sua seção transversal pode ser feito pelas seguintes fórmulas:

Para dutos de ar circulares:

S=3,14•D²/400

Para dutos de ar retangulares:

S=A•B /100

Nestas fórmulas:

• S – área real da seção transversal do duto de ventilação, cm²;
• D – diâmetro do duto de ar circular, mm;
• 3,14 – valor do número π (pi);
• A e B – altura e largura do duto de ar de seção retangular, mm.

Se houver apenas um canal da linha de ar, a área real da seção transversal é calculada apenas para ele. Se forem feitas ramificações a partir da linha principal, esse parâmetro é calculado para cada "ramo" separadamente.

Cálculo da resistência da rede de ventilação

Quanto maior a velocidade de deslocamento do ar no duto de ventilação, maior a resistência ao movimento das massas de ar no complexo de ventilação. Esse fenômeno desagradável é chamado de 'perda de pressão'.

Se a seção transversal dos dutos de ventilação for aumentada gradualmente, será possível alcançar uma velocidade de ar estável ao longo de todo o seu comprimento. Nesse caso, a resistência ao movimento do ar não aumentará.

A unidade de ventilação deve desenvolver uma pressão de ar que permita superar a resistência da rede de distribuição de ar. Só assim será possível alcançar a vazão de ar necessária no sistema de ventilação.

A velocidade do ar que se desloca pelos dutos de ventilação é determinada pela fórmula:

V=L/(3600•S)

Onde:

• V – velocidade calculada de movimentação das massas de ar, m³/h;
• S – área da seção transversal do duto de ar, m²;
• L – vazão de ar necessária, m³/h.

A escolha do modelo ideal de ventilador para o sistema de ventilação deve ser feita comparando dois parâmetros – a pressão estática desenvolvida pela unidade de ventilação e as perdas de pressão calculadas no sistema.

Ao posicionar a unidade de ventilação no centro de um sistema ramificado de dutos de ar, será possível estabilizar a velocidade de fornecimento de ar em toda a sua extensão.

As perdas de pressão em um complexo de ventilação extenso de arquitetura complexa são determinadas somando as resistências ao movimento do ar em seus trechos curvos e elementos montados:

• na válvula de retenção;
• nos silenciadores;
• nos difusores;
• nos filtros de ar de alta eficiência;
• em outros equipamentos.

Não há necessidade de calcular manualmente a perda de pressão em cada 'obstáculo' semelhante. Basta usar os gráficos de perda de pressão em relação à vazão de ar, fornecidos pelos fabricantes de dutos de ventilação e equipamentos correspondentes.

No entanto, ao calcular um sistema de ventilação de construção simplificada (sem elementos modulares), é permitido usar valores típicos de perda de pressão. Por exemplo, em porões com área de 50-150 m², as perdas por resistência nos dutos de ar serão de cerca de 70-100 Pa.

Seleção do ventilador de exaustão

Para decidir sobre a escolha do sistema de ventilação, é necessário conhecer a vazão necessária do sistema de ventilação e a resistência dos dutos. Para ventilação forçada de um porão, um único ventilador embutido no duto de exaustão é suficiente.

O duto de entrada normalmente não precisa de uma unidade de ventilação. Uma pequena diferença de pressão entre os pontos de fornecimento e captação de ar, fornecida pela operação do ventilador de exaustão, é suficiente.

Conhecendo a pressão calculada (necessária) no sistema de dutos, é possível determinar se este modelo de unidade de ventilação é adequado para o fornecimento completo de ar aos ambientes. Basta encontrar a posição de pressão, traçar uma linha até o gráfico e depois para baixo.

É necessário um modelo de ventilador cuja vazão seja ligeiramente (7-12%) superior à calculada.

A adequação de uma unidade de ventilação pode ser verificada pelo gráfico de vazão em função da perda de pressão.

Usando os dados da vazão de ar calculada, é possível determinar as perdas de pressão em trechos curvos dos dutos.

Se for necessário escolher entre uma unidade de ventilação obviamente mais potente e outra muito fraca, a prioridade fica com o modelo potente. No entanto, será necessário reduzir de alguma forma sua vazão.

A otimização de um ventilador de exaustão muito potente é alcançada das seguintes formas:

• Instalar uma válvula de borboleta de balanceamento antes da unidade de ventilação, o que permitirá 'estrangular' seu fluxo. A vazão de ar com o fechamento parcial do duto de exaustão diminuirá, mas o ventilador terá que operar com carga maior.
• Operar a unidade de ventilação em modos de velocidade baixa e média. Isso é possível se o equipamento suportar regulação de 5 a 8 velocidades ou aceleração suave. No entanto, modelos de ventiladores de baixo custo não possuem suporte para modos de trabalho com múltiplas velocidades, eles têm no máximo 3 estágios de regulação de velocidade. E três velocidades são insuficientes para um ajuste correto da vazão.
• Reduzir ao mínimo a vazão máxima da unidade de exaustão. Isso é viável se a automação do ventilador permitir o controle de sua velocidade máxima de rotação.

Claro, pode-se ignorar a vazão excessivamente alta da ventilação. No entanto, será necessário pagar a mais pela energia elétrica e térmica, pois a exaustão extrairá calor do ambiente de forma muito intensa.

Esquema de dutos de ar para ventilação do porão

O canal de entrada é conduzido para fora da fachada do porão, sendo instalado com uma grade na abertura de captação. Sua saída de retorno, por onde o ar entra, desce até o chão a uma distância de meio metro deste.

Para minimizar a formação de condensação, o canal de entrada deve ser isolado termicamente pelo lado externo, especialmente sua parte 'externa'.

Para descobrir as perdas de pressão em um sistema de dutos retos, é necessário conhecer a velocidade do ar e usar este gráfico.

A entrada de ar da exaustão é posicionada no teto, no extremo oposto ao ponto onde está localizada a abertura de entrada. Colocar as aberturas de exaustão e do canal de entrada no mesmo lado do porão e no mesmo nível não faz sentido.

Como as normas de construção habitacional não permitem o uso de dutos verticais de exaustão natural para ventilação forçada, não se pode instalar dutos de ar neles.

Acontece quando não é possível posicionar os canais de entrada e exaustão de captação e descarga de ar em lados diferentes da adega (há apenas uma parede de fachada). Então é necessário separar os pontos de captação e descarga de ar verticalmente por 3 metros ou mais.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Neste vídeo, são demonstrados claramente os sinais de uma ventilação de má qualidade em um ambiente de porão. Os canais de troca de ar de entrada e exaustão nesta adega aparentemente existem, mas o ar não circula por eles. Estão presentes todos os problemas do porão – umidade, ar mofado e condensação abundante nas estruturas de envoltória:

No vídeo abaixo, é apresentada uma solução prática para exaustão forçada de uma adega usando um cooler de PC e uma placa solar. Notamos a originalidade da execução deste projeto de ventilação. Para uma adega do tipo 'armazenamento de vegetais', essa implementação de troca de ar é perfeitamente aceitável:

Como a redução completa da umidade no porão é impossível sem o isolamento térmico dos dutos 'frios', apresentamos um vídeo sobre a aplicação de isolamento tubular. Observamos que, para fins técnicos do porão, é racional envolver completamente o tubo isolado termicamente com fita adesiva reforçada – assim é mais seguro:

Um porão 'abandonado' é perfeitamente possível transformar em um ambiente com a finalidade desejada. Basta resolver o problema de troca de ar e eliminar as fontes de umidade. Em qualquer caso, o nível do subsolo do edifício não deve ser um local úmido e tomado por mofo. Afinal, suas paredes são a fundação da construção, cuja destruição é inadmissível.

Deseja instalar você mesmo a ventilação na adega, mas não tem certeza se está fazendo tudo corretamente? Faça suas perguntas sobre o tema do artigo no bloco abaixo. Aqui você também pode compartilhar sua experiência de instalação própria de ventilação em adega ou porão.