Ao ser contratado para desenvolver o projeto do Empresarial 2 de Julho, em Salvador, Bahia, o engenheiro Mário Sérgio P. de Almeida, diretor da M S A, já sabia qual sistema deveria ser utilizado: insuflação pelo piso. A recomendação dos arquitetos obedecia a uma primeira necessidade básica, que é a flexibilidade de layout, com o mais baixo custo possível sem comprometimento do conforto térmico e da qualidade do ar interior.

O resultado foi além das expectativas. “O cliente não sabia como iria ocupar estes grandes espaços. Alguns poderiam ser fechados, outros abertos. O sistema permitiria ao cliente definir o seu layout. E, como vantagem adicional, obter ganhos substanciais no pé direito”, afirma Almeida, da MSA. Da laje até o piso elevado acabado são 16 cm. Acrescidos dos 20 cm para o retorno, o espaço ocupado ficou em 36 cm no total. Caso o sistema fosse por dutos, estes ocupariam no mínimo 40 cm, ou 45 cm, quando isolados, apenas para a insuflação. “A cada 10 andares se ganha quase um. Tanto que depois de contratado o projeto eles subiram um andar a mais”, informa o projetista.

Luiz Emilson Leiria, diretor da Termocontrol e responsável pela execução do projeto, diz que esta é “possivelmente a maior instalação de insuflação pelo piso do país. Foram instalados 2.300 difusores num total de 12.000 metros quadrados. A escolha deste tipo de sistema de distribuição de ar permitirá que os layouts de arquitetura interna, sempre sujeitos a mudanças no decorrer de seu uso, tenham uma imediata adequação dos difusores de ar por meio de uma simples realocação das placas de piso onde os mesmos estão instalados”, comemora.

Fator de simultaneidade de carga térmica

São, ao todo, 19 pavimentos tipo, divididos em duas zonas térmicas cada um, cujos  horários de pico das cargas térmicas é bastante simétrico, ou seja, uma zona térmica do pavimento registra sua demanda máxima pela manhã, enquanto a outra zona térmica registra sua demanda máxima no período da tarde. Isto permitiu ao projetista tirar partido de um fator de simultaneidade de carga térmica para a CAG da ordem de 75% ( fs=0,75 ), para a qual se adotou o uso de dois chillers de condensação a ar com capacidade nominal de 260 TR cada. “Trata-se de um claro exemplo do uso do fator de simultaneidade de carga térmica num sistema de água gelada. Esta é uma das grandes vantagens dos sistemas de água gelada e que não seria possível com um sistema de expansão direta”, comemora Leiria.
Foram projetados dois laços hidráulicos, primário e secundário, a partir da utilização de motobombas centrífugas dimensionadas para garantir a necessária vazão de água gelada a ser fornecida aos fancoils.

O balanceamento hidráulico nos dois laços, bem como no interior das serpentinas dos fancoils, é garantido pelo uso de válvulas balanceadoras de vazão e de válvulas reguladoras da pressão diferencial. Almeida explica que dada a existência de “diferença de pressão entre o primeiro e o último andar, faz-se necessário o uso dessas válvulas para garantir uma distribuição equilibrada entre todas as áreas. O que facilita, também, o comissionamento do sistema.” Também foram usados filtros de água que podem ser usados como tomada de pressão e temperatura, permitindo medir o fluxo de água em cada serpentina, além da temperatura de saída.

Tratamento especial aos fancoils e casas de máquinas

Cada pavimento recebeu a instalação de dois fancoils com capacidades nominais de 20 e 25 TR, montados com a insuflação de ar pela parte inferior do gabinete, diretamente para o plenum de piso, sem o uso de dutos, e dotados de filtragem de ar G4 / F5 e dampers de bypass no retorno. Foram instalados, também, sensores de pressão diferencial para status de filtro e para o acionamento dos inversores de frequência, que devem manter a vazão de ar dentro do estipulado no projeto, independentemente de variações da perda de carga nos filtros de ar ou no plenum de piso.

Um plenum com dimensões tão reduzidas traz dificuldades na saída do ar, pois a boca do ventilador fica muito próxima.  “Tivemos que elevar o fancoil um pouco, assim como o piso das casas de máquinas. Nesta obra especificamente o arquiteto colocou as casas de máquinas em um canto. Então tínhamos duas paredes, das quatro disponíveis, caso as casas de máquinas fossem no centro.  Tínhamos que trabalhar no limite, com a velocidade do ar o mais baixo possível. Como existem paredes nas casas de máquinas, tornou-se necessário fazer a sustentação destas que utilizam, também, espaços abaixo do piso, o que reduz ainda mais a área de passagem. Assim, foram usadas divisórias acústicas, em dry wall e isolamento de lã de rocha, e estrutura metálica para amplificar o espaço”, explica Almeida.

Os fan coils também passaram por tratamento especial, recebendo isolamento acústico com lã de rocha. Os gabinetes foram superdimensionados para receberem ventiladores de baixa velocidade, reduzindo o ruído. Foi necessário atentar para o fato de, em sendo a insuflação pelo piso em área aberta, o ruído poder expandir-se pelo piso, assim como pelo forro, no retorno. Por este motivo, e também visando facilitar o comissionamento, os ventiladores têm inversores de frequência.

Ganhos energéticos

Uma outra vantagem dos sistemas de insuflação pelo piso é a possibilidade de se trabalhar com temperaturas mais altas da água gelada. “Podemos trabalhar não com 7ºC, mas com 8ºC ou 8,5ºC, à medida em que a temperatura do ambiente fica estável.  Mas é preciso um controle grande de automação, uma vez que pode haver prejuízo no controle de umidade”, explica Almeida.

Inicialmente o sistema foi planejado para trabalhar com uma temperatura de insuflação do ar a 18 ºC. No entanto, observou-se uma umidade desconfortável e a temperatura foi reduzida para 17ºC. A regulagem é feita pela velocidade do ar.

Para garantir que a temperatura fique sempre em 17ºC, foram instalados dampers de by pass das serpentinas no ar de retorno. Similares aos utilizados em sistemas de Volume de Ar Variável (VAV), são monitorados por um termostato que, à medida que a temperatura atinge o set point, acionam um atuador que faz a modulação e vai abrindo-os para que o ar de retorno volte para o ambiente sem necessidade de sofrer novo resfriamento. São estes dampers que garantem que a temperatura jamais fique abaixo dos 17ºC recomendados em projeto.

A inexistência de isolamento nos pavimentos é outro fator de ganho energético. O piso do andar de cima é resfriado pela laje do retorno. “Interessante que havíamos colocado os termostatos de ambiente no retorno. Mas a válvula de duas vias fechava e não entendíamos a razão. Então fomos medir o retorno e constatamos que estava 2 graus abaixo da temperatura do ambiente. O ar saia a 23º ou 24ºC do ambiente, entrava no forro, encontrava a laje resfriada e ia para a máquina a 22ºC, fazendo com que o sensor fechasse a válvula de duas vias” relata Leiria.

As únicas lajes isoladas são a do térreo, que não tem ar condicionado, e no teto, que recebeu tratamento de poliestireno para redução da carga térmica. Além disso, foram usados vidros duplos laminados com fator especial de condutividade térmica, sem serem excessivamente reflexivos para não atrapalhar a vizinhança. Também as redes de distribuição de água gelada foram isoladas termicamente com tubos e mantas de borracha elastomérica, e revestidas com alumínio liso, para proteção mecânica, na CAG.

Sistema de automação

Como explica Almeida, um sistema deste tipo depende de automação e controle. Por isto, ele projetou os parâmetros iniciais que foram desenvolvidos, no que se refere aos esquemas de comandos de força e de controle, pela Múltipla Engenharia, também de Salvador.

O sistema de automação supervisiona o ar condicionado, permitindo ao usuário uma leitura à distância, em tempo real, das condições operacionais, envolvendo o status de cada fancoil ou chiller; as temperaturas de insuflação, ambiente e retorno de ar; além dos status de filtros sujos e pressões diferencias entre o plenum de piso e o ambiente, permitindo, ainda, a mudança dos set points envolvidos.

Segundo Almeida, da MSA, os maiores desafios do projeto se concentraram no atendimento à vazão de ar, devido à existência das duas paredes que impediam a saída do ar nas casas de máquinas; a altura do piso livre, de 14 cm; e a altura de retorno, de apenas 20 cm. As distâncias de insuflação pelo piso serem superiores a 15 metros, também se constituíram em grandes desafios. “Para vencer estes quinze metros usamos um duto que sai direto do plenum, sobe pelo forro e insufla o ar lá na frente, pelo piso novamente”, diz Leiria. Para combater a carga térmica próxima às fachadas foram utilizadas grelhas, formando uma cortina de ar e diminuindo a quantidade de difusores no piso.

O prédio, de propriedade da FUNCEF, está em fase de ocupação pela filial da CEF na Bahia, sofrendo ainda os processos inerentes ao TAB, executados pela equipe do setor de obras e engenharia da Termocontrol, coordenada pelo engenheiro Vinicius K. Leiria.

FICHA TÉCNICA: 

Obra:  Empresarial Dois de Julho

Local: Salvador/BA

Arquitetura:  Escritório Carlos Campelo

Construção:  Consórcio Sertenge/DanHebert

Projeto de AVAC:  MSA Ar Condicionado e Refrigeração

Instalação:  Termocontrol Ltda.

Chillers:  Hitachi

Difusores de piso e dampers de bypass :  TROX

Fancoils:  Trane

Isolamentos:  Armacell

Bombas:  KSB

Válvulas Balanceadoras e Controladoras:  TA Hydronics

Válvulas de 2 vias:  Belimo

Automação e quadros elétricos:  Múltipla

Válvulas e registros:  Niagara

Juntas de Expansão:  Dinatécnica

Filtros de Água:  Flowcon