Quando se trata de sistemas de ventilação, os sistemas de ar fresco são indispensáveis. O ar de exaustão deve ser complementado com entrada de ar fresco; caso contrário, a exaustão do ar num espaço totalmente fechado tornar-se-á ineficaz e ineficiente. Na prática de design convencional, o ar fresco é frequentemente introduzido dependendo apenas das janelas externas. Porém, para espaços sem janelas externas, ou espaços equipados com janelas externas que permanecem permanentemente fechadas, o sistema de exaustão não funcionará corretamente. O fluxo de ar de exaustão insuficiente em tais cenários não tem nada a ver com o desempenho do ventilador, mas decorre principalmente da falta de reposição de ar fresco. Por esta razão, a maioria dos laboratórios modernos adota um sistema de ar fresco combinado com o sistema de ventilação para manter o equilíbrio da pressão interna.
1. Sistema de ar fresco-de fluxo único
O sistema de ar fresco de fluxo-único é uma solução de ventilação diversificada desenvolvida com base nos três princípios básicos da ventilação mecânica, combinando exaustão mecânica centralizada com entrada de ar natural. Consiste em ventiladores, entradas de ar, saídas de ar e vários dutos e conectores de ar. O ventilador instalado no teto é conectado a um conjunto de saídas de exaustão por meio de dutos. Quando o ventilador funciona, o ar interno poluído é aspirado através das aberturas de sucção de ar interno e descarregado para o exterior, formando diversas zonas de pressão negativa efetivas no interior. O ar interno flui continuamente em direção a essas áreas de pressão negativa e é expelido para fora. Enquanto isso, o ar fresco externo é fornecido de forma constante para dentro de casa através de entradas de ar instaladas acima dos caixilhos das janelas, entre o caixilho da janela e a parede, garantindo um fornecimento constante de ar fresco interno de alta{6}}qualidade. Este sistema apresenta um modo de fornecimento de ar que não requer layout de duto de fornecimento dedicado. Os dutos de exaustão geralmente são dispostos em passagens, banheiros e outras áreas equipadas-no teto, não ocupando espaço interno adicional.
2. Sistema de ar fresco de-fluxo duplo
O sistema de ar fresco de-fluxo duplo é uma solução mecânica centralizada de suprimento e exaustão de ar construída com base nos três princípios básicos da ventilação mecânica, servindo como uma atualização eficaz e um complemento ao sistema de ar fresco de-fluxo único. O layout das unidades de exaustão e das saídas de exaustão internas no sistema de-fluxo duplo é basicamente consistente com o do sistema de-fluxo único. A principal diferença reside no facto de o ar fresco ser fornecido no interior por uma unidade de ar fresco dedicada. A unidade de ar fresco é conectada a difusores de ar internos por meio de dutos, fornecendo continuamente ar fresco externo para ambientes internos para atender às demandas diárias por ar ambiente limpo e de alta{7}}qualidade. Tanto as saídas de exaustão como as saídas de ar fresco estão equipadas com válvulas reguladoras de volume de ar. A energia mecânica da unidade principal aciona a exaustão e o fornecimento de ar coordenados para realizar a troca e ventilação completas de ar interno.
3. Sistema de fornecimento de ar-no nível do piso
O dióxido de carbono é mais denso que o ar, resultando em menor concentração de oxigênio próximo ao solo. Do ponto de vista da conservação de energia, organizar o fornecimento de ar fresco ao nível do chão pode alcançar um desempenho de ventilação superior. O ar frio fornecido através das aberturas de ventilação do piso ou dos difusores da parede inferior se espalha pela superfície do piso para formar um padrão de fluxo de ar organizado. Plumas de flutuação térmica são geradas em torno de fontes de calor para transportar o excesso de calor. Com baixa velocidade de fluxo de ar e fluxo de ar moderadamente turbulento sem fortes redemoinhos, a temperatura do ar na área de trabalho interna permanece uniforme horizontalmente enquanto forma uma estratificação de temperatura vertical distinta, que se torna mais óbvia com maior altura do piso. As plumas de fluxo de ar ascendente geradas por fontes de calor não apenas removem as cargas térmicas, mas também transportam o ar poluído da área de trabalho para o espaço interno superior, onde é descarregado através de saídas de exaustão-montadas na parte superior. O ar fresco fornecido pelas aberturas inferiores, juntamente com o calor residual e os poluentes, move-se para cima impulsionado pela flutuabilidade térmica e pelo fluxo de ar organizado. Portanto, o sistema de fornecimento de ar fresco ao nível do chão pode manter uma excelente qualidade do ar dentro da zona de trabalho interna.
Determinação do volume de ar fresco
No projeto padrão, o volume de ar fresco é calculado com base no volume de ventilação interna, geralmente definido em cerca de 80% do volume máximo de ventilação interna. O principal objetivo do projeto é manter uma pressão negativa interna estável de não menos que 10 Pascal e garantir um fluxo de ar de exaustão suave.
Para um sistema-de ar fresco integrado e completo, não é necessário calcular o volume de ar fresco de acordo com o volume total de ventilação de todos os espaços. Dado que existem factores de utilização simultânea entre os sistemas de ventilação de diferentes divisões, o volume de ar fresco pode ser determinado aplicando os coeficientes de utilização correspondentes. Esta disposição garante um fornecimento adequado de ar fresco para cada divisão individual, ao mesmo tempo que reduz o volume de ar necessário da conduta principal de ar fresco. Esse design proporciona melhor desempenho-de economia de energia, reduz o custo geral do projeto e atende totalmente aos requisitos operacionais.
Sob condições orçamentais limitadas, o investimento no sistema de ar fresco pode ser optimizado, dando prioridade ao fornecimento de ar para áreas altamente poluídas e, ao mesmo tempo, reduzindo adequadamente a configuração de ar fresco para outras zonas, ou apenas cumprindo os padrões higiénicos básicos de procura de ar fresco.
Tratamento de ar fresco
O ar fresco é extraído diretamente da atmosfera externa com temperatura e umidade ambiente naturais, sendo frio no inverno e quente no verão. Portanto, é necessário um tratamento adequado antes de fornecer ar fresco no interior para garantir o conforto térmico interno. No entanto, o tratamento do ar fresco não necessita de atingir o padrão dos sistemas de ar condicionado central, nem é obrigado a suportar a carga total de calor e humidade interior. Dado que o ar fresco fornecido acabará por ser esgotado para o exterior, é suficiente ajustar a sua temperatura para corresponder ao ponto de condição ambiente interior. O tratamento excessivo de ar fresco levará a um consumo substancial de energia e a altos custos-de operação a longo prazo. Normalmente, nenhum ajuste adicional de umidade alvo é realizado para o ar fresco que entra.
Métodos para reduzir o volume de ar fresco necessário
Além de priorizar o fornecimento de ar fresco para áreas poluídas mencionadas acima, um planejamento razoável do layout no projeto arquitetônico e de processos também pode ajudar a reduzir a demanda de ar fresco. É aconselhável organizar centralmente laboratórios com funções{1}}de geração de poluição e agrupar operações experimentais que produzem poluentes. Este layout minimiza a propagação de poluentes internos, reduzindo efetivamente a necessidade geral de fornecimento de ar fresco.
