Otimização das condições de ventilação natural em edifícios de serviço para assegurar a qualidade do ar interior sem consumos excessivos de energia

Abstract

A saúde e o bem-estar em locais de trabalho são dois pré-requisitos fundamentais para a existência de um bom desempenho dos seus ocupantes. Assim, a permanência prolongada de trabalhadores no interior de locais de trabalho fechados pode prejudicar a sua saúde e reduzir a produtividade da empresa e consequentemente acarretar prejuízos financeiros. É neste contexto que a ventilação natural desempenha um papel importante no controle dos níveis de poluição no interior de edifícios. Todavia as condições de conforto térmico também devem ser tidas em conta, uma vez que o calor ou frio excessivo contribuem para a redução de produtividade e para o aumento de queixas dos utilizadores, e para maiores consumos energéticos de climatização. Para compreender como estes três parâmetros se correlacionavam foram realizadas medições in situ da qualidade do ar interior e foram administrados inquéritos aos ocupantes de dois edifícios de serviço. Estas medições contribuíram para a identificação das principais fontes de poluição, das condições de conforto térmico e da perceção dos ocupantes relativamente ao ambiente interior de edifícios desse tipo. Os resultados das medições da qualidade do ar e a análise do desempenho dos edifícios mostraram que as condições da qualidade do ar interior e do conforto térmico não eram adequadas, particularmente durante o período de ocupação, e que essas poderiam ser melhoradas com o auxílio de estratégias de ventilação natural, sem que ocorressem consumos excessivos de energia. Tendo em conta as condições climáticas do caso de estudo verificou-se que a utilização de ventilação cruzada noturna constitui uma estratégia eficaz para garantir a renovação de ar necessária à qualidade do ar interior, mas também para a melhoria do conforto térmico e para a redução dos consumos energéticos, em particular na estação de arrefecimento. Para a estação de aquecimento, esta estratégia conduz a custos acrescidos com climatização dos espaços, comparativamente à situação de um ambiente interior fechado. Contudo, ao longo do ano os custos totais de climatização para aquecimento e arrefecimento, proporcionados por esta estratégia são muito baixos.

The health and wellbeing at workplaces are essential to ensure a good performance of the workers. Therefore, prolonged exposure to a poor indoor air quality of workers inside enclosed workplaces can harm their health, reducing productivity and increasing absenteeism leading to financial losses to the companies. Natural ventilation plays an important role in the control of pollution levels inside buildings and is often considered to be the most energy efficient and healthy solution. However the thermal comfort conditions must also be taken into account, since thermal discomfort can also contribute to the reduction of productivity and can increase complaints of the occupants as well to higher energy consumption. To understand how these parameters are correlated, the indoor air quality and the thermal conditions were assessment in two office buildings. Additionally a survey of the occupants’ perception of the thermal conditions and indoor air quality was also performed. These measurements allowed identifying the main sources of pollution, to assess the thermal comfort conditions and to be acquainted with the perception of the occupants related to the indoor conditions of buildings. The survey showed that the indoor air quality and thermal comfort conditions were not adequate. Carefully designed, natural processes can provide ventilation to improve indoor air quality and thermal comfort condition at low running costs. Thus, several natural ventilation strategies were analyzed to ensure the indoor air quality, thermal comfort conditions and energy efficiency of a case study. Taking into account the climatic conditions, it was verified that the use of night cross ventilation is an effective way to ensure the indoor air quality, to improve the thermal comfort conditions and to reduce energy consumption in particular for cooling. In the heating season, this strategy leads to increased energy costs, compared to a closed indoor environment situation (air renovation is due to infiltration). However, the annual costs for heating and cooling associated to the implementation of this strategy are low.