Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação

APLICAÇÃO DO ENSAIO DE PORTA VENTILADORA À AVALIAÇÃO DA ESTANQUIDADE AO AR DE EDIFÍCIOS DE HABITAÇÃO ALEXANDRE MIGUEL COUTINHO MACHADO Dissertação submetida para satisfação parcial dos requisitos do grau de MESTRE EM ENGENHARIA CIVIL — ESPECIALIZAÇÃO EM CONSTRUÇÕES Orientador: Professor Doutor Nuno Manuel Monteiro Ramos JULHO DE 2013 MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 2012/2013 DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL Tel. +351-22-508 1901 Fax +351-22-508 1446  [email protected] Editado por FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO Rua Dr. Roberto Frias 4200-465 PORTO Portugal Tel. +351-22-508 1400 Fax +351-22-508 1440  [email protected]  http://www.fe.up.pt Reproduções parciais deste documento serão autorizadas na condição que seja mencionado o Autor e feita referência a Mestrado Integrado em Engenharia Civil - 2012/2013 - Departamento de Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, Portugal, 2013. As opiniões e informações incluídas neste documento representam unicamente o ponto de vista do respetivo Autor, não podendo o Editor aceitar qualquer responsabilidade legal ou outra em relação a erros ou omissões que possam existir. Este documento foi produzido a partir de versão eletrónica fornecida pelo respetivo Autor. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação i AGRADECIMENTOS O trabalho desenvolvido nos últimos meses teve o imprescindível apoio, colaboração e orientação das seguintes pessoas, sem as quais este não teria o mesmo desenvolvimento. Ao Professor Doutor Nuno Manuel Monteiro Ramos, orientador desta tese, pela orientação e conhecimentos transmitidos e constante apoio e disponibilidade durante todo este período. Ao Engenheiro Fernando Pedro Pereira, pela ajuda na realização dos ensaios, conselhos e discussão de assuntos que permitiram aprofundar o conhecimento sobre o tema. Ao Engenheiro António Curado, que tornou possível que a realização dos ensaios corressem da melhor forma possível, devido à sua boa relação com os moradores do Bairro do Lordelo e por fornecer valiosas informações sobre o mesmo. Ao Laboratório de Física das Construções por disponibilizar o equipamento da porta ventiladora para que fosse possível realizar os ensaios. Aos meus amigos, pais, irmãos e avó por toda a ajuda, apoio e motivação constantes ao longo da minha vida. A todos, os meus agradecimentos. Título do Trabalho - Arial 8pt itálico ii Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação iii RESUMO O nível de estanquidade ao ar de uma fachada está diretamente relacionado com a qualidade do ar interior, conforto e energia. Estes fatores associados às mudanças nos modos de vida das pessoas levaram à crescente preocupação com este tema. A evolução dos sistemas de ventilação, materiais e processos construtivos têm contribuído para a crescente estanquidade ao ar dos edifícios. O ensaio de pressurização/despressurização com porta ventiladora permite avaliar este nível de estanquidade dos componentes da envolvente de uma habitação. A norma utilizada para a realização dos ensaios foi a EN 13829:2001, sendo um dos requisitos de ensaio a obtenção dos valores das renovações horárias a 50 Pa (RPH50). O objetivo principal é fazer um estudo em 25 habitações para conhecer e tirar conclusões sobre o estado atual das habitações, em relação à estanquidade ao ar, em Portugal. Com os ensaios realizados e com os sistemas e equipamentos de ventilação das habitações caracterizados é possível concluir quais destes contribuem mais para a permeabilidade da envolvente. Do trabalho experimental foi destacado a possibilidade de aumentar a estanquidade ao ar com pequenas alterações aos equipamentos de ventilação, onde, das 25 habitações sujeitas a ensaio apenas 20% apresentaram um valor, de RPH50, inferior a 5,0 (h-1 a 50 Pa). PALAVRAS-CHAVE: Estanquidade, Porta Ventiladora, Renovações Horárias a 50 Pa (RPH50), Pressurização / Despressurização, Ventilação. Título do Trabalho - Arial 8pt itálico iv Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação v ABSTRACT The level of air tightness of a façade is directly related to indoor air quality, comfort and energy. These factors associated with changes in people’s lifestyles have led to an increasing concern about this issue. The evolution of ventilation systems, construction materials and processes have contributed to the increasing air tightness of buildings. The pressurization/depressurization blower door test allows to assess this level of tightness of the dwelling’s façade components. The standard used for the test was the EN 13829:2001, one of the test requirements is to obtain the values of the renovations per hour at 50 Pa (RPH50). The main objective is to make a study of 25 dwellings to reach conclusions about the current state of dwellings, in relation to air tightness, in Portugal. With the tests done and with the ventilation systems characterized is possible to conclude which of these contribute more to permeability of the façade. From the experimental work was highlighted the possibility of increasing air tightness with minor changes to ventilation systems, where, from the 25 dwellings subject to testing only 20% had a value of RPH50 below 5,0 (h-1 at 50 Pa). KEYWORDS: Air Tightness, Blower Door, Renovations per hour at 50 Par (RPH50), Pressurization/Depressurization, Ventilation. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação xii Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação xiii ÍNDICE DE QUADROS Quadro 2.1 – Medidas para melhorar a estanquidade ao ar. Adaptado de (GREENSPEC). .................. 5 Quadro 2.2 – Valores de caudais e respetivos anéis. ............................................................................ 10 Quadro 2.3 – Valores de caudais a 50 Pa para diferentes configurações do modelo Retrotec. ........... 11 Quadro 2.4 – Condições aceitáveis de testes, protocolos e requisitos de diferentes legislações aplicáveis ao ensaio de pressurização/despressurização. Adaptado de (RETROTEC). ...................... 14 Quadro 2.5 – Valores do fator de correção de altura. ............................................................................ 16 Quadro 2.6 – Valores do fator de correção da proteção ao vento. ........................................................ 16 Quadro 2.7 – Valores do fator de correção do tamanho das fendas. .................................................... 16 Quadro 2.8 – Tarefas a realizar para método A. Adaptado de (Sé). ...................................................... 21 Quadro 2.9 – Incertezas resultantes do ensaio variando o número de pontos de referência, tempo de referência e tempos médios para as pressões induzidas. Adaptado de (RETROTEC). ....................... 26 Quadro 2.10 – Valores limites de estanqueidade de habitações para diversos países. Adaptado de (RETROTEC). ........................................................................................................................................ 30 Quadro 2.11 – Resumo dos protocolos M1, M2, M3, M4 e M5. Adaptado de (FERNÁNDEZ-AGÜERA [et al.]). .................................................................................................................................................... 34 Quadro 2.12 – Taxa de infiltração (RPHav) e estanquidade ao ar (RPH50) das habitações. Adaptado de (SFAKIANAKI [et al.]). ....................................................................................................................... 36 Quadro 3.1 – Caudal máximo e mínimo obtidos com o ventilador em diversas unidades. ................... 41 Quadro 3.2 – Checklist para preparação e segurança do local de ensaio. Adaptado de (Retrotec). .... 45 Quadro 4.1 – Média de temperatura, velocidade e direção do vento nos dias de ensaio. .................... 54 Quadro 4.2 – Dimensões das habitações estudadas. ........................................................................... 55 Quadro 4.3 – Localização, tipologia e observações das habitações sujeitas a ensaio. ........................ 60 Quadro 4.4 – Casos com diferentes alterações à solução inicial de ventilação e correspondente número de ensaio. .................................................................................................................................. 65 Quadro 5.1 – Valores dos ensaios de pressurização e despressurização nas 25 habitações. ............. 72 Quadro 5.2 – Média e desvio padrão dos valores de RPH50 de pressurização. ................................... 80 Quadro 5.3 – Média e desvio padrão dos valores de q50 de pressurização. ......................................... 80 Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação xiv Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação xv SÍMBOLOS, ACRÓNIMOS E ABREVIATURAS ∆p - diferencial de pressão [Pa] ∆T - diferencial de temperatura [°C] ρe - massa volúmica do ar exterior [kg/m3] ρi - massa volúmica do ar interior [kg/m3] ρm - massa volúmica do ar a passar pelo ventilador durante o teste [kg/m3] ρr - massa volúmica do ar registada durante a calibração do ventilador [kg/m3] AE - área da envolvente [m2] AF - área útil [m2] Cenv - coeficiente de escoamento de ar [-] CFM - caudal escoado volumétrico [ft3/min] CL – coeficiente de infiltração de ar [m3/(h∙Pan)] ELA - área de infiltração equivalente [m2] n - expoente de escoamento [-] q50 - razão entre caudal escoado e área da envolvente a 50 Pa [m3/h/m2] RPH50 - renovações por hora a 50 Pa [h-1] RPHext - renovações horárias extrapoladas [h-1] RPHnat - renovações horárias a pressões normais [h-1] V - volume interior da habitação [m3] V  - caudal de ar infiltrado pela envolvente [m3/h] V env - caudal de ar escoado pela envolvente [m3/h] V m - caudal de ar infiltrado lido no sistema de medição [m3/h] V r - caudal de ar infiltrado que flui através do ventilador do sistema de medição [m3/h] w50 - razão entre caudal de ar escoado e área útil [m3/h/m2] ASTM - American Society for Testing and Materials ASHRAE - American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers ATTMA - Air Tightness Testing and Measurement Association BER - Building Energy Rating CGSB - Canadian General Standards Board EnEV - Energy Saving FEUP - Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação xvi LBL - Lawrence Berkley Laboratory LEED - Leadership in Energy and Environmental Design USACE - United States Army Corps of Engineers Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 1 1 INTRODUÇÃO 1.1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS A estanquidade ao ar de um edifício é um dos critérios importantes a ter em consideração na exigência atual da qualidade do ar interior, conforto e dos problemas energéticos que lhe estão associados. Atualmente o modo de vida das pessoas não permite que a ventilação seja feita através da abertura de janelas da habitação. A constante melhoria dos materiais e processos construtivos, como por exemplo, a utilização de caixilharias de melhor qualidade, tem conduzido à diminuição da renovação de ar por hora o que leva ao aparecimento de algumas anomalias, tais como condensações, fungos ou bolores, que representam riscos para a saúde, degradação dos revestimentos, desconforto habitacional e deficiências no funcionamento nos aparelhos a gás. O correto equilíbrio entre estanquidade, sistema de ventilação e isolamento térmico tem sido alvo de estudo para o surgimento de nova legislação onde são limitados os valores máximos e recomendados de RPH50. Esta importância de se quantificar as trocas entre o interior e o exterior de um edifício, levou ao desenvolvimento e aperfeiçoamento de métodos experimentais para a quantificação de caudais de ventilação. A utilização da porta ventiladora para ensaios de pressurização e despressurização permite caracterizar um edifício relativamente à sua estanquidade e à comparação desses valores, através de indicadores, com outros ensaios realizados em diferentes edifícios. As dificuldades na aplicação da legislação atualmente em vigor levou à necessidade de realizar um estudo aprofundado sobre esta temática e à sua aplicação prática através de ensaios com porta ventiladora. 1.2. OBJETIVOS DO TRABALHO A necessidade de conhecer a situação presente em Portugal a nível internacional e as medidas a adotar para melhorar a estanquidade ao ar. O ensaio com porta ventiladora permite avaliar o nível de estanquidade de determinado edifício ou habitação. O reduzido conhecimento sobre este ensaio a nível nacional criou a necessidade de aprofundar o conhecimento e a aplicação prática do mesmo. Com isto em referência, os objetivos principais são:  Conhecer as legislações aplicadas internacionalmente referentes aos ensaios de pressurização e despressurização com porta ventiladora focando a norma EN 13829:2001; Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 2  Obter indicadores de diferentes países sobre níveis de estanquidade ao ar;  Aplicar o método experimental a 25 habitações sujeitas a ensaio;  Recolher e interpretar os resultados obtidos. 1.3. ORGANIZAÇÃO E ESTRUTURA DO TEXTO A presente dissertação encontra-se dividida em cinco partes, conforme se resume:  O capítulo 2 encerra a pesquisa bibliográfica referente à estanquidade ao ar e medidas de melhoria, principais poluentes do ar interior e a relação dos sistemas de ventilação e os valores de estanquidade ao ar. Em relação ao ensaio com porta ventiladora é caracterizado os requisitos e a legislação internacional atualmente em vigor, onde se inclui a norma EN 13829:2001, métodos para preparar os ensaios e todos os procedimentos alusivos a esses ensaios e equipamento utilizado e ainda checklists úteis durante a realização dos testes. Por fim, é apresentado um conjunto de resultados de ensaios realizados em Portugal e noutros países e referências a procedimentos de ensaios e os seus resultados utilizados noutros países;  O capítulo 3 descreve detalhadamente, os componentes que constituem o sistema da porta ventiladora e é explicado o procedimento para a realização dos ensaios pelo método automático com o auxílio de um software e pelo método manual com a utilização do medidor digital. Nesta explicação estão expostas todas as tarefas deste e a introdução das variáveis que conduzem à obtenção dos resultados;  No capítulo 4 descreve-se o local do ensaio, condições climatéricas e habitações sujeitas ao estudo/teste, com a descrição geral da tipologia, dimensões, soluções construtivas e sistemas de ventilação que integram as habitações e é descrito as alterações às soluções de ventilação iniciais feitas pelos habitantes;  No capítulo 5 são apresentados os resultados das medições feitas nas 25 habitações localizadas no bairro do Lordelo. A partir destes resultados é são determinadas as renovações horárias em condições naturais e extrapoladas para 4Pa e é obtida a área de infiltração equivalente para cada ensaio. No final é feito um relatório onde se descreve a comparação entre blocos, entradas e habitações que foram sujeitas a ensaio com base nos resultados.  No capítulo 6 são resumidas as principais conclusões e recomendações com base no estudo realizado com a utilização da porta ventiladora. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 3 2 ESTADO DE ARTE 2.1. ESTANQUIDADE AO AR 2.1.1. CONCEITOS GERAIS A estanquidade da envolvente de um edifício representa a quantidade de infiltração de ar de um edifício em relação ao seu volume. A permeabilidade ao ar de um edifício é expressa em termos de infiltração de ar em metros cúbicos por hora por metro quadrado da área da envolvente do edifício, quando submetido a um diferencial de pressão de 50 Pa. Esta infiltração de ar é definida como o fluxo, não desejado, de ar para dentro e fora do edifício, resultante do diferencial de pressão causado pelo vento, equipamentos de ventilação e pelo efeito chaminé. A taxa de infiltração de ar através da envolvente do edifício é o volume de ar que passa através da envolvente por unidade de tempo. Esta taxa de fluxo, para um dado período de tempo, é usado para representar a estanquidade do edifício (FENNELL and HAEHNEL, 2005). A situação atual de exigência de qualidade do ar bem como os problemas energéticos existentes nos edifícios fazem da estanquidade ao ar um critério importante a considerar não só em edifícios existentes mas também em edifícios em fase de projeto. As infiltrações de ar nos edifícios são responsáveis por cerca de 20% a 50%, dependendo da zona climática e das características da construção da envolvente, dos custos de energia de aquecimento e ar condicionado e também por problemas de conforto, humidade e saúde (FERNÁNDEZ-AGÜERA [et al.], 2011). No entanto, edifícios com boa estanquidade ao ar, mas sem um sistema de ventilação, são tão maus como edifícios com infiltrações de ar, devido à elevada higrometria que pode apresentar (Green Building Advisor, 2013). Para se alcançar uma boa estanquidade ao ar é necessário uma camada resistente ao ar contínua na envolvente de todo o edifício. Isso inclui o piso térreo, paredes exteriores e teto. No entanto, a estanquidade ao ar não deve ser confundida com isolamento. Ambos são essenciais para um envolvente de qualidade e devem ser tratados de forma independente. Por exemplo, uma casa bem isolada com lã de vidro, não é estanque, pois o ar pode passar facilmente pelo isolamento. Por outro lado, uma casa estanque não é necessariamente bem isolada, com uma folha de alumínio pode-se alcançar uma estanquidade ao ar excelente, mas um isolamento irrelevante (Passivhaustagung, 2013). A importância de quantificar as trocas de ar entre espaços interiores do mesmo edifício, e entre o interior e o exterior do mesmo, levou ao desenvolvimento de métodos experimentais mais ou menos expeditos Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 4 para a quantificação destes caudais. Estes métodos experimentais são fundamentais pois, ao contrário dos métodos analíticos, permitem calcular os caudais de ar de um edifício englobando todos os fatores intervenientes, tais como, a geometria do edifício, intensidade e direção do vento, diferença de temperatura entre espaço interior e exterior, espaço envolvente do edifício e gradiente de temperatura no espaço interior (Engenharia Civil, 2013). Também é importante conhecer os percursos pelos quais o ar pode circular. Estas passagens podem ser observadas na Figura 2.1. Figura 2.1 - Principais percursos de passagem de ar. Adaptado de (SIG ENERGY MANAGEMENT). É necessário conhecer a diferença entre estanquidade ao ar e infiltração ao ar. A estanquidade apresenta resultados sempre iguais, em diferentes alturas, já a infiltração tem os seus valores a variar dependendo de vários fatores incluindo: Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 5  Direção do vento;  Orientação do edifício;  Tipo de ventilação (mecânica ou natural);  Diferencial de temperatura interior/exterior;  Comportamento dos ocupantes. 2.1.2. MEDIDAS PARA AUMENTAR A ESTANQUIDADE AO AR Paula Whalgren e Sikander (2010) referem algumas medidas para melhorar a estanquidade ao ar de um edifício. Em primeiro lugar, no projeto da envolvente do edifício, é importante identificar a localização da barreira ao ar. Isto é importante especialmente quando se trata de conexões entre componentes. Em segundo, descrever as conexões e juntas. Detalhes incomuns ou difíceis devem ter uma atenção extra. Uma terceira medida refere a conscientização sobre a importância das questões referentes à estanquidade durante a fase de construção é essencial. Informação, educação e formação sobre a permeabilidade de edifícios e métodos de ensaios é importante para se atingir este objetivo. Uma quarta medida para melhorar a estanquidade é a realização de diagnósticos de fugas de ar, para medir a permeabilidade ao ar e para especificar o nível desejado de desempenho. Quando a investigação da infiltração de ar é realizada, continuamente, durante um projeto de construção, é adquirido conhecimento adicional e obtém-se melhorias na construção e nos métodos de trabalho (WAHLGREN and SIKANDER, 2010). A equipa de especialistas da GreenSpec apresenta também algumas medidas para melhorar a estanquidade de uma habitação. No seu site pode-se consultar uma tabela com essas medidas, sendo algumas delas especificadas no Quadro 2.1 (Greenspec, 2013): Quadro 2.1 – Medidas para melhorar a estanquidade ao ar. Adaptado de (GREENSPEC). A barreira de ar deve ser impermeável ao ar, contínua, durável e acessível. Barreiras de ar internas precisam ser estanques, as barreiras de ar exteriores precisam ser à prova de vento. As barreiras de ar podem ser abertas a vapor, mas exigem especificações cuidadosas de construções adjacentes e materiais de isolamento. Com o edifício estanque é essencial existir ventilação mecânica. Ao instalar/reinstalar a moldura da janela/porta, certificar-se de que as aberturas de toda a moldura estão seladas. Quando as aberturas são grandes deve-se utilizar uma espuma flexível de expansão pré-comprimida. Não se deve utilizar adesivos de espuma para preencher os espaços. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 12 Como se pode observar na Figura 2.8 o movimento do fumo, perto de uma saída de ar condicionado, indica que esta é uma zona onde ocorrem fugas de ar, prejudicando a estanquidade ao ar do edifício. Em relação às imagens térmicas, uma vez que o ar é transparente, analisa-se a diferença de temperaturas em determinada superfície causada pelo ar proveniente de frinchas ou buracos não desejados que diminuem a estanqueidade da habitação. Para uma melhor análise deste efeito é preferível uma visão lateral da superfície e pode-se colocar um objeto perpendicular à parede (por exemplo na zona de tomadas de eletricidade) para facilitar o visionamento deste efeito. Estas imagens devem ser capturadas durante a execução do ensaio de despressurização para identificar os locais exatos onde se está a perder energia. Na Figura 2.9 pode-se observar a variação de temperaturas em determinada superfície, indicando a existência de passagem de ar nessa zona. Figura 2.9 – Diferenças de temperatura nas superfícies de uma habitação utilizando uma câmara termográfica. 2.3.2. NORMALIZAÇÃO A norma de referência para realizar este ensaio é a EN 13829:2001, onde é descrito que o ensaio de pressurização pode ser usado para: 1- Medir a permeabilidade do ar de um edifício ou parte dele para que cumpra com as especificações de projeto e estanquidade; 2- Comparar a permeabilidade ao ar relativa de edifícios ou partes de edifícios similares; 3- Identificar as fontes de infiltração de ar; 4- Determinar a redução da fuga de ar resultante de medidas individuais de ajuste aplicadas no edifício ou parte de um edifício. No entanto, este método não mede, diretamente, a taxa de renovação do ar, sendo necessário recorrer a uma estimativa analítica para efeitos de cálculo. A norma sugere que é melhor usar o método de pressurização para estabelecer um diagnóstico e o método de gás traçador para determinar diretamente a taxa de renovação de ar. Este método consiste na pressurização ou despressurização mecânica de um edifício e na medição da permeabilidade ao ar com um certo diferencial de pressão (∆p). A partir da relação entre os valores de caudais de ar (V ) e o diferencial de pressão é possível avaliar a permeabilidade da envolvente do edifício. Quer seja por extrapolação, interpolação ou por medições diretas, o princípio métrico usado para quantificar a estanqueidade ao ar é o caudal de ar através da envolvente, a uma pressão de referência específica. As pressões de referência mais comuns são 50 Pa e 4 Pa, mas 1 Pa, 10 Pa, 25 Pa e 75 Pa Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 13 também são utilizadas. O caudal de ar é geralmente indicado com a pressão de referência (por exemplo V 50 ou V 25). O valor 75 Pa já foi sugerida como uma pressão de referência porque componentes da envolvente são, por vezes, testados a esta pressão. Na prática esta pressão é demasiado alta para usar porque alguns componentes podem alterar quando sujeitos a tanta pressão e porque o equipamento de pressurização é muitas vezes demasiado pequeno para conseguir atingir esta pressão diretamente. O valor 50 Pa é a pressão mais comum para medir o caudal de ar. Este tem sido o valor tradicional desde que a utilização da porta ventiladora se tornou popular. É suficientemente baixa para se poder alcançar na maioria das habitações e elevada o suficiente para ser razoavelmente independente de influências meteorológicas. Quando são feitas medições num único ponto é utilizado quase sempre uma pressão de 50 Pa. O valor 25 Pa é uma pressão de referência normalizada para medir fugas em condutas. Às vezes é usado como uma pressão de referência na envolvente por esse motivo. É também muitas vezes utilizada como uma alternativa em medições num único ponto quando o equipamento não consegue atingir os 50 Pa. O valor 10 Pa é utilizado como uma pressão de referência na definição utilizada no Canadá para a área de infiltração equivalente (A) ou ELA (Equivalent Leakage Area). O valor 4 Pa é similarmente utilizada como a pressão de referência na ASTM (E779-99) na definição da área de infiltração equivalente e nas normas ASHRAE. O valor 1 Pa é a mais baixa das pressões de referência utilizadas na literatura. A extrapolação dos dados de medição, que é normalmente registada a pressões muito mais elevadas, é mais incerta do que para qualquer outra pressão de referência (SHERMAN and CHAN, 2004). Para além das regras e medidas a adotar durante a realização do ensaio de pressurização ou despressurização, referidas ao longo da dissertação, a norma EN 13829:2001 ainda especifica mais algumas a ter em consideração:  O equipamento de medição tem de ser capaz de medir diferenças de pressão, com uma precisão de ±2 Pa num intervalo de 0 Pa a 60 Pa;  O equipamento tem de ser capaz de medir o caudal de ar escoado dentro de 7% da leitura;  A norma ASTM (American Society for Testing and Materials), em relação ao ensaio de pressurização, estabelece que, apesar de ser opcional, o equipamento de medição da velocidade do vento deve ter uma precisão de ±0,25 m/s a uma velocidade de 2,5 m/s. As medições da velocidade do vento devem ser realizadas a uma distância afastada do edifício de 3 a 5 vezes a altura do edifício. Deve ser registado também a que altura do solo foi medida a velocidade do vento;  É boa prática medir pressões induzidas nos espaços adjacentes, como por exemplo o sótão e a cave ou apartamentos adjacentes, uma vez que o caudal de ar para dentro ou para fora destes espaços pode ter sido induzido através do método de ensaio;  Deve ser garantido que as perdas de pressão do interior e exterior não são influenciadas pelo movimento de ar provocado pelo equipamento;  Deve ser evitado que os tubos estejam expostos a grandes diferenças de temperatura (por exemplo, devido ao sol). Diferentes legislações possuem diferentes exigências em relação aos ensaios de pressurização e despressurização e é importante conhecer quais as normas que se aplicam em diferentes países, bem Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 14 como, as exigências no resultados e no procedimento de ensaio. O Quadro 2.4 apresenta as normas em vigor atualmente em diversos países e as exigências em relação a estes ensaios. Quadro 2.4 – Condições aceitáveis de testes, protocolos e requisitos de diferentes legislações aplicáveis ao ensaio de pressurização/despressurização. Adaptado de (RETROTEC). Norma ASTM CGSB EN 13829 ATTMA USACE Estado de Washington LEED Aplica-se a Residências Residências Residências Residências e grandes edifícios Grandes edifícios Grandes edifícios Apartamentos Origem EUA Canadá Europa Reino Unido EUA Estado de WA América do Norte Condições aceitáveis 41 a 95 °F (5ªC a 35ºC) Vento < 5mph Vento < 20km/h Vento < 6m/s Altura * ∆T < 500m°C Vento < 6m/s Altura * ∆T < 250m°C Pressões estáticas <10% da pressão mínima do ensaio ou <30% quando o ensaio é realizado em ambas as direções Intervalo com 95% de confiança 41 a 95 °F (5ªC a 35ºC) Vento < 5mph Pontos base Médias de 10 segundos, antes e após as medições de caudais Antes de cada medição de teste Médias de 30 segundos, antes e após um ensaio Médias de 30 segundos, antes e após as medições de caudais Médias de 20 segundos, 12 pontos antes e após medições de caudais Médias de 10 segundos, antes e após as medições de caudais Médias de 10 segundos, antes e após as medições de caudais Intervalo de pressões induzidas 10 a 60 Pa 15 a 50 Pa 10 a 50 Pa 10 a 60 Pa 25 a 75 Pa 25 a 80 Pa 10 a 60 Pa Número de pontos 5 a 10 1, 2 ou 7 5 7 12 12 5 Direção de teste preferido Ambas Despressurização Ambas Ambas Ambas Ambas Ambas Direção de teste aceitável Qualquer uma mas usualmente despressurização Despressurização Usualmente despressurização Usualmente pressurização Ambas a menos que o edifício requeira mais de 125,000 CFM Ambas Qualquer uma Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 15 Norma ASTM CGSB EN 13829 ATTMA USACE Estado de Washington LEED Resultados ELA a 4 Pa RPH50 CFM50 ELA a 10 Pa RPH50 q50 q50 q75 q75 ELA a 4 Pa Resultados exigidos (valores máximos) Nenhum Nenhum Nenhum 2 a 10 (m3/h)/m2 (q50) 0,25 CFM75/ft2 (q75) 0,40 CFM75/ft2 (q75) 1,25 pol2/ft2 ELA a 4 Pa 2.3.3. ANÁLISE DE RESULTADOS Como referido em 2.1.1 para calcular a taxa de infiltração pode-se utilizar o ensaio de pressurização e despressurização, com o auxílio de uma porta ventiladora. Podem-se realizar dois tipos de testes neste método, o método de um ponto, mais simples, é utilizado quando apenas se pretende quantificar a taxa de infiltração, e o método de dois pontos, quando para além da taxa de infiltração, se pretende estimar também o coeficiente e o expoente de fluxo de ar do edifício (SILVA, 2006). Um dos objetivos da realização deste ensaio é obter indicadores, cujos valores máximos estão definidos para diferentes países e que são utilizado na comparação entre diferentes edifícios. Um dos indicadores é o RPH50 (h-1), a 50 Pa, que estabelece a razão entre o caudal infiltrado através da envolvente (m3∙h-1) e o volume interior do espaço a ensaiar (m3), expressão (2.1). Os resultados deste parâmetro expressa a quantidade de vezes que o volume da habitação renova durante uma hora a uma pressão constante de 50 Pa. Todas as seguintes expressões podem ser consultadas na norma EN 13829:2001. 𝑅𝑃𝐻50 =𝑉󰇗50 𝑉 (2.1) Outros indicadores também podem ser utilizados para a comparação entre edifício, o q50 (m3/h/m2) que estabelece a razão entre o caudal escoado, a 50 Pa, e a área da envolvente, expressão (2.2) e o w50 (m3/h/m2) que é a razão entre o caudal escoado, a 50 Pa e a área de pavimento (área útil), expressão (2.3). 𝑞50 =𝑉󰇗50 𝐴𝐸 (2.2) 𝑤50 =𝑉󰇗50 𝐴𝐹 (2.3) Para converter valores em m3/h/m2 para valores de RPH50 (h-1) é necessário multiplicar pela área da envolvente e dividir pelo volume interno da habitação. É possível obter uma aproximação do valor de renovações do ar horárias, RPHnat (RPH natural) em situações de pressão normais dividindo o valor de RPH50 por 20 1 . A estimativa precisa das renovações horárias não é possível pois dependem de outros fatores como as condições climáticas (existência ou não de vento), efeito chaminé, proteção do edifício ao vento e o comportamento dos ocupantes das habitações (JOKISALO, 2008). 1 Esta relação deve ser sempre encarada como uma aproximação e apenas é relevante para edifícios de habitação. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 16 O valor de estanquidade ao ar em m3/h/m2 a 50 Pa também pode ser aproximado ao valor de renovações de ar por hora em circunstâncias de pressão normal ao dividir o valor de q50 por 20, esta aproximação é usada em países que utilizam este indicador como comparação, como por exemplo a Irlanda e o Reino Unido (SINNOTT and DYER, 2012). O LBL (Lawrence Berkley Laboratory) desenvolveu um método, utilizado nos Estados Unidos da América, mais preciso para calcular as renovações horárias a partir de caudais de infiltração a 50 Pa que tem em conta alguns fatores, como por exemplo a altura da habitação, o vento e a proteção da fachada ao vento. Este método consiste em dividir o valor de RPH50 por um fator N calculado usando a expressão (2.4) (SHERMAN, 1987). 𝑁=𝐶∙𝐻∙𝑆∙𝐿 (2.4) Onde: C = Fator climático depende do vento e da temperatura de diferentes zonas climáticas, ver Figura 2.10; H = Fator relacionado com a altura da habitação, Quadro 2.5; S = Fator relacionado com a proteção da habitação ao vento, Quadro 2.6; L = Fator relacionado com fendas existentes na habitação, Quadro 2.7. Quadro 2.5 – Valores do fator de correção de altura. Número de pisos 1 1,5 2 3 Fator de correção de altura (H) 1,0 0,9 0,8 0,7 Habitações mais altas estão sujeitas a um efeito chaminé mais forte, o que aumenta a infiltração em comparação com habitações mais baixas. Quadro 2.6 – Valores do fator de correção da proteção ao vento. Proteção ao vento Proteção Alta Proteção Normal Exposta Fator de correção da proteção ao vento (S) 1,2 1,0 0,9 Quadro 2.7 – Valores do fator de correção do tamanho das fendas. Tamanho das fendas Fendas Pequenas Fendas Normais Fendas Grandes Fator de correção do tamanho das fendas (L) 1,4 1,0 0,7 Embora possa ser difícil de estimar o tamanho das fendas existentes na habitação, pode-se assumir que habitações mais recentes têm fendas mais pequenas. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 17 Figura 2.10 – Valores do fator climático nos Estados Unidos da América. Existe ainda outro método mais preciso para o cálculo de RPHnat. Consiste em fazer uma extrapolação com base nos valores obtidos nos ensaios de pressurização/despressurização. Com estes valores é possível obter um gráfico de caudais vs pressões, Figura 2.12. O valor do caudal em condições de pressão natural, a qualquer pressão, pode ser obtido usando a expressão (2.10). Também se pode utilizar a expressão (2.5) para obter o caudal à pressão desejada: 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 à 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑑𝑒𝑠𝑒𝑗𝑎𝑑𝑎=(𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 à 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎)∙ (𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑑𝑒𝑠𝑒𝑗𝑎𝑑𝑎 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 )𝑛 (2.5) A área da envolvente (AE) é a área total de todos os pisos, paredes e tetos que limitam o volume interior sujeito ao teste, isso inclui paredes e o piso abaixo do nível do solo. Não devem ser retiradas as áreas na interseção das paredes interiores, pisos e tetos com paredes exteriores, pavimentos e tetos, Figura 2.11. Figura 2.11 – Dimensões de área da envolvente. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 18 Onde: 1 – Exterior; 2 – Dimensão global; 3 – Interior. A área útil (AF) é a área total de todos os elementos pertencentes ao volume interior e é calculada de acordo com os regulamentos nacionais. Após obter os resultados das medições do ensaio, geralmente, é necessário converter as leituras do sistema de medição do caudal de ar, V r, para o caudal atual que flui através do ventilador do sistema de medição, V m, à pressão e temperatura do ar de acordo com as especificações dos fabricantes. 𝑉󰇗𝑚=𝑓(𝑉󰇗𝑟) (2.6) 𝑉󰇗𝑚=𝑉󰇗𝑟𝜌𝑟 𝜌𝑚 (2.7) Onde: ρr = Massa volúmica do ar registada durante a calibração do ventilador; ρm = Massa volúmica do ar a passar pelo ventilador durante o teste, em kg/m3 (lb/ft3). Depois é necessário corrigir estes valores para obter um caudal de ar escoado pela envolvente do edifício, tendo em conta a densidade do ar atual, tanto para o ensaio de pressurização como para o ensaio de despressurização. Para a pressurização utilizar a expressão (2.8) e para a despressurização a expressão (2.9). 𝑉󰇗𝑒𝑛𝑣 =𝑉󰇗𝑚(𝜌𝑒 𝜌𝑖) (2.8) 𝑉󰇗𝑒𝑛𝑣 =𝑉󰇗𝑚(𝜌𝑖 𝜌𝑒) (2.9) Onde: ρe = Massa volúmica do ar interior, em kg/m3 (lb/ft3); ρi = Massa volúmica do ar exterior, em kg/m3 (lb/ft3). Só então se pode correlacionar os valores de caudais (V env) com os valores dos diferenciais de pressão (∆p), a representação gráfica num gráfico bi-logarítmico, Figura 2.12, reflete as características de permeabilidade ao ar da envolvente através do coeficiente C e expoente n. 𝑉󰇗𝑒𝑛𝑣 =𝐶𝑒𝑛𝑣 ∙(∆𝑝)𝑛 (2.10) Onde: V env = Caudal de ar escoado pela envolvente (m3∙s-1); Cenv = Coeficiente de escoamento de ar (-); ∆p = Diferencial de pressão entre o espaço interior e exterior (Pa); n = Expoente de escoamento. O expoente varia entre 0,5 e 1,0 correspondendo a escoamentos turbulentos (frinchas de pequenas dimensões) e escoamentos laminares (frinchas de grandes dimensões) respetivamente. Se os valores obtidos não estiverem dentro deste intervalo, então o teste é inválido e deve ser repetido. A análise desta forma pode ser traduzida pela seguinte fórmula logarítmica: log𝑉󰇗𝑒𝑛𝑣 =𝐶𝑒𝑛𝑣 +𝑛log∆𝑝 (2.11) Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 19 Figura 2.12 – Exemplo de gráfico bi-logarítmico obtido em ensaios de pressurização e despressurização. Os valores de ∆p devem ser utilizados segundo a expressão (2.12), subtraindo a média das pressões, antes e depois das medições dos caudais, ao diferencial de pressão em determinado ponto. ∆𝑝=∆𝑝𝑚−∆𝑝0,1+∆𝑝0,2 2 (2.12) O ensaio pode ser realizado com um diferencial de pressão entre 10 e 60 Pa, testes com valores perto do máximo, entre 40 e 60 Pa, geralmente produzem resultados mais precisos. A norma recomenda que os ensaios devem ser realizados com um diferencial de pressão de 50 Pa. Para obter o coeficiente de infiltração de ar, CL [m3/(h∙Pan)], é necessário corrigir o coeficiente de escoamento de ar, Cenv, para as condições standard [(20±1)°C e 1,013∙105 Pa] usando a expressão (2.13) para pressurização e (2.14) para despressurização. 𝐶𝐿=𝐶𝑒𝑛𝑣(𝜌𝑖 𝜌0)1−𝑛 (2.13) Onde: ρi = Massa volúmica do ar interior, em kg/m3 (lb/ft3); ρ0 = Massa volúmica do ar em condições standart, em kg/m3 (lb/ft3). 𝐶𝐿=𝐶𝑒𝑛𝑣(𝜌𝑒 𝜌0)1−𝑛 (2.14) Onde: ρe = Massa volúmica do ar interior, em kg/m3 (lb/ft3); ρ0 = Massa volúmica do ar em condições standart, em kg/m3 (lb/ft3). Os valores da massa volúmica podem ser encontrados no Anexo B da norma EN 13829:2001 onde estão contidas as expressões apropriadas para a temperatura, pressão barométrica e a humidade relativa. Em geral o efeito da pressão barométrica é desprezável, no entanto se for considerada, deve-se usar a pressão barométrica não corrigida medida in situ ou a pressão barométrica de acordo com a altura acima do nível do mar. A humidade relativa pode ser ajustada para 0 (ar seco). Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 20 A massa volúmica do ar, ρ, a uma temperatura, θ, em °C, pressão barométrica, ρbar, em Pa, e uma humidade relativa, φ, em %, pode ser calculada da seguinte maneira: 𝜌= 𝑃𝑏𝑎𝑟 − 0,37802 𝑃𝑣 287,055 (𝜃+273,15) (2.15) Onde: pv é a pressão parcial de vapor de água no ar calculada usando a próxima expressão: 𝑝𝑣=𝜑 𝑝𝑣𝑠 (2.16) Onde: pvs é a pressão de saturação de vapor no ar a uma temperatura, θ, obtido usando próxima expressão (2.15): 𝑝𝑣𝑠 =exp {59,484085 − (6790,4985 𝜃+273,15) 5,02502ln(𝜃+273,15)} (2.17) Após obtidos os valores do coeficiente de infiltração de ar (CL), pode-se calcular o caudal de infiltração de ar (V L) com a expressão (2.18). 𝑉𝐿 󰇗=𝐶𝐿(∆𝑝)𝑛 (2.18) O caudal de infiltração de ar com um diferencial de pressão de referência, ∆pr, normalmente 50 Pa é determinado usando a seguinte expressão (2.19). 𝑉󰇗∆𝑝𝑟=𝐶𝐿(∆𝑝𝑟)𝑛 (2.19) Por exemplo: 𝑉󰇗50 =𝐶𝐿(50 𝑃𝑎)𝑛 (2.20) De acordo com 6.3.1 da norma, o resultado final para o caudal de infiltração, corresponde à média dos caudais de infiltração determinados pelo teste de pressurização e despressurização, obtido da seguinte maneira: 𝑉󰇗50 =𝑉󰇗50,𝑑𝑒𝑠𝑝𝑟+𝑉󰇗50,𝑝𝑟𝑒𝑠 2 (2.21) É útil interpretar os resultados obtidos para uma forma mais fácil de compreender, como por exemplo obter uma área de infiltração equivalente (A), em metros quadrados, ou ELA (Equivalente Leakage Area) e deve ser considerada como uma aproximação. 𝑉󰇗∆𝑝𝑟=𝐶𝐿∙𝐴∙(2∙∆𝑝𝑟 𝜌0)𝑛 (2.22) 𝐴=𝑉󰇗∆𝑝𝑟 𝐶𝐿√𝜌0 2∙∆𝑝𝑟 (2.23) Pode-se utilizar a expressão (2.24) como simplificação para o cálculo da área de infiltração equivalente, considerando V 50 em m3/s, CL = 0,61 (para orifícios de contornos lisos), ρ0 = 1,2 kg/m3 (pressão standard), n pode assumir um valor de 0,5 e pressão = 50 Pa: 𝐴= 𝑉󰇗50 5.57 (2.24) 2.3.4. PREPARAÇÃO DO ENSAIO Para a realização do ensaio de pressurização é possível escolher entre dois métodos de ensaio dependendo do objetivo. É necessário preparar o edifício de maneiras diferentes consoante o método a utilizar. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 21 Método A: Ensaio de um edifício em utilização, significa que é possível determinar a permeabilidade ao ar numa situação em que os sistemas de aquecimento e arrefecimento estão em normal utilização. Neste método todas as aberturas devem estar fechadas (janelas, portas, aberturas de ventilação ajustáveis). O objetivo deste método é então medir a taxa de ar que contribui para o fluxo de infiltração/exfiltração em condições reais, sendo este utilizado para medir a estanquidade do ponto de vista energético. Método B: Ensaio da envolvente do edifício, é necessário fechar ou selar todas as aberturas para o exterior bem como desligar todos os equipamentos de ventilação mecânica e ar condicionado. Todos os elementos interiores devem estar abertos (exceto armários e outros semelhantes) para permitir uma pressão uniforme em todas as áreas em ensaio. Com este método é possível avaliar a qualidade da envolvente do edifício à permeabilidade do ar. A norma EN 13829:2001 refere que equipamentos de ventilação mecânica ou sistemas de ar condicionado devem ser selados. Outras aberturas de ventilação (por exemplo aberturas para ventilação natural) devem ser fechadas para fins do método A e seladas para o método B. Em relação a este assunto, Gavin Ó Sé, explica que o espirito do regulamento é que o edifício deve estar em condição o mais próximo possível para a sua utilização normal, exceto que qualquer ponto de vazamento que pode ser fechado deve ser fechado, e que o ar condicionado e as unidades de tratamento de ar devem ter a suas terminações seladas. Na prática, os responsáveis pela realização dos ensaios, deparam-se com muitas situações que causam confusão entre estes, ou onde outros participantes do projeto (como o construtor) podem discordar com os operadores do ensaio e insistir em selar temporariamente itens que não deveriam ser selados para o ensaio, por exemplo, uma caixa de correio ou porta de fogão. Gavin Ó Sé elaborou uma tabela (para o método A e para casas passivas), representada no Quadro 2.8, com base em tabelas similares do Passive House Institute para poder responder a estas dúvidas (SÉ, 2012). Quadro 2.8 – Tarefas a realizar para método A. Adaptado de (Sé). Categoria Item Deixar aberto Selar Desligar ou fechar Comentários Portas Porta para animais (gato) X Fechar se possível, ou então deixar como está Portas Porta para cave / corredor da cave / escada (não aquecido) X Porta aberta se local aquecido, caso contrário fechar Portas Portas exteriores X Possivelmente trancada para prevenir entradas indesejadas durante o ensaio. Garantir saída de emergência Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 28 Figura 2.13 – Valores de n50 no ano de 2000 na Alemanha. Adaptado de (PASSIVHAUSTAGUNG). O cientista do Passive House Intitute, Sören Peper, provou que valores entre 0,2 e 0,6 h-1 podem ser alcançados hoje em dia. Para tal é fundamental ter uma envolvente totalmente estanque (PEPER and FEIST, 2001). 2.4.2. REINO UNIDO L1A/B de 2010 – Conservation of Fuel & Power é o regulamento Britânico que se aplica a habitações, para novas construções e para construções existentes respetivamente. O regulamento L2A/B é o regulamento aplicado a construções não domésticas. Com estes regulamentos o governo pretende diminuir em 60% as emissões de CO2 até ao ano de 2050. O valor limite à permeabilidade ao ar deve ser inferior a 10 m3/h/m2 a 50 Pa. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 29 Figura 2.14 – Permeabilidade ao ar de 100 habitações de todos os tipos em Inglaterra e País de Gales (m3/h/m2 a 50Pa). Adaptado de (ANDERSONMECHANICAL). A Figura 2.14 representa um estudo feito na Inglaterra e País de Gales mostrando que cerca de um terço das 100 habitações ensaiadas falharam em alcançar o valor limite de permeabilidade de 10 m3/h/m2. Menos de 20% obteve o valor da boa prática de 7 m3/h/m2 (ANDERSONMECHANICAL, 2013). 2.4.3. SUÉCIA Na Suécia a permeabilidade máxima para casas passivas é de 0,3 L/s/m2, anteriormente, o requisito máximo era de 0,8 L/s/m2. Um estudo feito por Svensson e Hägerhed-Engman em 2009, Figura 2.15, mostra valores de estanquidade ao ar em 100 habitações na Suécia com valores a variar entre 0,11 e 2,5 L/s/m2 tendo a maioria valores próximos de 0,8 L/s/m2 (WAHLGREN and SIKANDER, 2010). Figura 2.15 – Valores de estanquidade ao ar em 100 habitações na Suécia em 2009. Adaptado de (WAHLGREN and SIKANDER). Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 30 2.4.4. LIMITAÇÕES REGULAMENTARES PARA A ESTANQUIDADE AO AR O Quadro 2.10 apresenta os requisitos limites de estanqueidade para alguns países conforme a legislação que se aplica a estes. Conforme os valores obtidos é possível fazer uma avaliação em relação ao nível de estanquidade das habitações. Quadro 2.10 – Valores limites de estanqueidade de habitações para diversos países. Adaptado de (RETROTEC). Norma País Comentários Requisitos Unidade Áustria Ventilação natural 3,0 h-1 50Pa Ventilação mecânica 1,5 h-1 50Pa Bulgária Apartamentos (multifamiliares) Estanquidade alta <2,0 h-1 50Pa Estanquidade média 2,0 – 5,0 h-1 50Pa Estanquidade baixa >5,0 h-1 50Pa Habitações unifamiliares Estanquidade alta <4,0 h-1 50Pa Estanquidade média 4,0 – 10,0 h-1 50Pa Estanquidade baixa >10,0 h-1 50Pa TNI 730330 República Checa Ventilação natural 4,5 h-1 50Pa Ventilação mecânica 1,5 h-1 50Pa Mecânica+recuperador de calor 1,0 h-1 50Pa Dinamarca Residências 1,5 (L/s 50Pa)/m2 Estónia Edifícios pequenos, novos 6,0 (m3/h)/m2 Edifícios pequenos, existentes 9,0 (m3/h)/m2 Finlândia Certificado de performance energética (EPC) 4,0 h-1 50Pa Novos apartamentos 0,5 h-1 50Pa Alemanha Com sistema de ventilação 1,5 h-1 50Pa Sem sistema de ventilação 3,0 h-1 50Pa Lituânia Ventilação natural 3,0 h-1 50Pa Ventilação mecânica 1,5 h-1 50Pa Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 31 Norma País Comentários Requisitos Unidade França Casas unifamiliares 0,8 (m3/h 4Pa)/m2 Outros edifícios residenciais 1,2 (m3/h 4Pa)/m2 Letónia Habitações 3,0 h-1 50Pa Holanda Com sistema de ventilação 2-3 h-1 50Pa Sem sistema de ventilação 4-6 h-1 50Pa Noruega 3.0 h-1 50Pa Eslovénia Ventilação natural 3,0 h-1 50Pa Ventilação mecânica 2,0 h-1 50Pa Eslováquia Casas unifamiliares com janelas de alta qualidade 4,0 h-1 50Pa Todos os outros edifícios 2,0 h-1 50Pa TS 825 Turquia Apartamentos (multifamiliares) Alto <2 h-1 50Pa Médio 2-5 h-1 50Pa Baixo >5 h-1 50Pa Habitações unifamiliares Alto <4 h-1 50Pa Médio 4-10 h-1 50Pa Baixo >10 h-1 50Pa ATTMA TSL1 Reino Unido Boa prática Ventilação natural 5,0 (m3/h 50Pa)/m2 Ventilação mecânica 1,0 (m3/h 50Pa)/m2 Prática normal Ventilação natural 7,0 (m3/h 50Pa)/m2 Ventilação mecânica 5,0 (m3/h 50Pa)/m2 CGSB 149.10 Japão Estanque 2,24 (cm2 ELA 9,8 Pa)/m2 Dubai, Emirados Árabes Unidos 10 (m3/h 50Pa)/m2 Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 32 2.5. INVESTIGAÇÃO RELACIONADA 2.5.1. IRLANDA A metodologia nacional da Irlanda para o cálculo do desempenho energético dos edifícios, o Building Energy Rating (BER) inclui características de estanquidade ao ar. Foi feito um estudo realizado por Sinnott e Dyer em 2012 sobre o parque habitacional existente na Irlanda pois havia escassez de conhecimentos do mesmo. O artigo apresenta resultados de testes de estanquidade ao ar de 28 habitações construídas entre 1944 e 2008. Os resultados foram comparados com estudos anteriores e em conformidade com as normas existentes. O estudo mostra que nem sempre as habitações mais recentes são mais estanques do que as habitações mais antigas. Como conclusão deste estudo concluiu-se que um bom projeto combinado com mão-de- obra de alta qualidade e controle rigoroso ao longo da construção do edifício é fundamental para assegurar um produto de qualidade. As 28 habitações foram divididas em três categorias, com base no ano de construção, 8 habitações pré- 1975, 13 habitações da década de 80 e 7 habitações do ano 2008. O ensaio para a medição da estanquidade ao ar foi realizado com base na norma EN 13829:2001, foi utilizado o método A, uma pressão máxima de 50 Pa e mínima de 10 Pa. A média dos resultados à estanquidade foi de 9,1 m3/h/m2, com o mínimo de 5,12 m3/h/m2 numa habitação pré-1975, e máximo de 14,42 m3/h/m2 numa habitação de 1980. Os resultados obtidos mostram que 50% das habitações ultrapassa o valor regulamentar de 10 m3/h/m2. As habitações mais antigas provaram ser mais estanques do que as habitações mais recentes, as habitações pré-1975, 1980 e 2008 obtiveram valores médios de 7,5 m3/h/m2, 9,4 m3/h/m2 e 10,4 m3/h/m2 respetivamente e apenas duas das sete habitações do ano de 2008 tiveram valores inferiores ao regulamentar de 10 m3/h/m2 como se pode analisar na Figura 2.16 elaborada a partir da tabela de resultados dos ensaios de Sinnott e Dyer, nessa tabela também podem ser consultados os valores em RPH50 (SINNOTT and DYER, 2012). Figura 2.16 – Medidas da estanquidade ao ar das habitações estudadas, por idade (n=28). Adaptado de (SINNOTT and DYER). Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 33 2.5.2. ESPANHA Fernández-Agüera [et al.], em 2011, propuseram cinco protocolos específicos para a realização dos ensaios de pressurização/despressurização com uso específico em edifícios em regiões do sul da Europa. Para validar esta proposta os ensaios foram realizados em 10 habitações recém-construídas no sul da Espanha. Estes protocolos foram propostos uma vez que os regulamentos internacionais são muito gerais e por vezes algo vagos, uma vez que tentam abranger todos os tipos de edifícios. Os resultados obtidos confirmam a necessidade de alguns protocolos distinguirem entre espaços secos e húmidos (cozinhas e casas de banho) dentro da habitação, dada a diferença na estanquidade entre eles, e de expandir o estudo dos indicadores propostos pela regulamentação internacional para uma tradução mais precisa do comportamento da envolvente e dos elementos qua a constituem. Em relação aos protocolos as variáveis são comuns aos cinco, como o tempo de medição, condições meteorológicas, diferença na pressão e a sequência de diferenças de pressão, todas baseadas na EN 13829:2001. Os cinco protocolos de medição são os seguintes: Protocolo 1: M1 Este protocolo de medição reproduz o método A, conforme definido pela norma EN 13829:2001, que tem como objetivo avaliar a estanquidade da envolvente do espaço a ser medido para as suas condições de utilização reais. Protocolo 2: M2 A ventilação de uma habitação é normalmente feita através da extração do ar a partir das zonas húmidas de uma maneira controlada através de uma série de grelhas, cujo funcionamento depende das condições exteriores, o que leva a uma entrada de ar não controlada através da envolvente. Com o protocolo M2 as grelhas ou aberturas através dos quais o ar é extraído são seladas, principalmente nas cozinhas e casas de banho. Este é o protocolo mais adequado, caso se pretenda avaliar a relação entre a impermeabilidade das habitações e a sua exigência energética. A ISO 9972, de acordo com as disposições da norma ISO 13790, estabelece que, a fim de calcular as taxas de renovação de ar causadas por infiltração/exfiltração não controladas através da envolvente do edifício, as “aberturas do sistema natural” devem permanecer abertas enquanto o ensaio de pressurização/despressurização está a ser realizado. Protocolo 3: M3 Este protocolo de medição reproduz o método B, conforme definido pela norma EN 13829:2001, que tem como objetivo avaliar a estanquidade dos elementos construtivos que constituem a envolvente do edifício e as suas juntas ou interfaces, selando ou fechando todas as aberturas intencionais, não apenas grelhas e aberturas de extração de ar (também seladas em M2), mas outros como as grelhas de ventilação para instalação de gás quando estes estão instalados nas cozinhas e o combustível é utilizado para fogões, fornos, etc. Protocolo 4: M4 Este protocolo segue as diretrizes do M3, mas restringe o espaço de medição, uma vez que a cozinha está selada. M4 (junto com M5) é adequado para estudar as diferenças entre métodos de construção de áreas húmidas e os de quartos e salas de estar (com proteção acústica) normalmente encontrados em apartamentos no sul da Europa. O trabalho de carpintaria tende a ser diferente, com permeabilidade ao ar diferente, assim como as juntas de carpintaria, por vezes, utilizadas em fachadas. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 34 Protocolo 5: M5 Este protocolo reduz ainda mais o espaço de medição, além de se vedar a cozinha (como em M4), as casas de banho também são seladas. Em combinação com M4, e como explicado em cima, é possível fazer uma avaliação mais detalhada da impermeabilidade da envolvente, atribuindo a responsabilidade de estanquidade para as diferentes partas da habitação e facilitar a intervenção em trabalhos de reabilitação. O Quadro 2.11 seguinte mostra, em sumário, os elementos que devem ser selados ou fechados para os diferentes protocolos de medição. Quadro 2.11 – Resumo dos protocolos M1, M2, M3, M4 e M5. Adaptado de (FERNÁNDEZ-AGÜERA [et al.]). M1 M2 M3 M4 M5 Exaustor de cozinha ◙ ◙ ◙ ◙ ◙ Aparelhos de ar condicionado ◙ ◙ ◙ ◙ ◙ Grelha de ventilação de gás da cozinha ○ ○ ◙ I I Grelha de ventilação da cozinha ○ ◙ ◙ I I Grelha de ventilação da casa de banho ○ ◙ ◙ ◙ I Janelas e portas exteriores Ф Ф Ф Ф Ф Portas interiores na zona de medição ○ ○ ○ ○ ○ Porta da cozinha ○ ○ ○ ◙ ◙ Porta da casa de banho ○ ○ ○ ○ ◙ Legenda: ○ Aberto Ф Fechado ◙ Selado I Fazer nada Fernández-Agüera [et al.], propuserem três parâmetros, não definidos na EN 13829:2001, como alternativa aos parâmetros mencionados nesta, em particular para w50 e q50, pois tal como defendem não são realmente adequados. Os três parâmetros escolhidos foram o NL, usado por Sherman e Matson e os outros dois são o h50 e f50.  NL, área de infiltração normalizada. Pode ser considerada uma alternativa ao RPH50 e corresponde a renovações/hora de ar que ocorre na habitação. Fornece informações sobre a adequação de planeamento da ventilação em habitações, tendo em consideração a infiltração.  h50, caudal de infiltração por unidade de área de janela a 50 Pa, ou a relação entre V 50 e o tamanho das aberturas. Este parâmetro fornece informações sobre as infiltrações através da unidade de superfície das aberturas, onde a maior parte das infiltrações ocorrem.  f50, caudal de infiltração por unidade de área de fachada a 50 Pa, ou a relação entre V 50 e a área de fachada. Fornece informação sobre a infiltração através da unidade de superfície de toda a fachada, elemento principal da envolvente através do qual ocorrem infiltrações. Os resultados obtidos podem ser consultados na Figura 2.17 Apesar de as medições terem sido feitas no mesmo tipo de edifício, com o mesmo processo construtivo e as mesmas variáveis exteriores, os resultados dos ensaios variaram muito, principalmente devido às diferentes envolventes resultantes dos Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 35 processos manuais utilizados durante a construção, facto que reforça a necessidade de adotar essas técnicas para ensaios de análise e controle que garantam envolventes com um comportamento semelhante ao planeado, como um primeiro passo no sentido de garantir a eficiência energética. O protocolo M1, associado ao método A da norma EN 13829:2001, foi definido como o protocolo de referência usado como base para a realização dos restantes protocolos que definem a metodologia de análise. Figura 2.17 – Resumo das medições M1, M2, M3, M4 e M5. Adaptado de (FERNÁNDEZ-AGÜERA [et al.]). Obtendo a diferença entre as medições M2 e M3, pode-se calcular a contribuição da infiltração através de aberturas intencionais na envolvente. Comparando M3 e M4, pode-se calcular a contribuição de infiltração de aberturas não controladas nas casas de banho. Foi também observado na realização destes ensaios que os resultados para M4 e M5 são praticamente idênticos, uma vez que dificilmente alguma casa de banho tem aberturas nas paredes exteriores. Como conclusões no caso em estudo, observou-se que quando se aplica os protocolos M4 e M5 (discriminação de áreas húmidas), a taxa de ar infiltrado a 50 Pa é reduzido em aproximadamente 42% em relação ao obtido a partir do protocolo base M1. É então necessário atribuir uma maior responsabilidade à infiltração desses locais apesar de ocuparem a menor superfície utilizável. Quando se comparam os resultados de M2 e M3 em relação a M1, a taxa de infiltração de ar a 50 Pa é reduzida em 13,4%, mostrando a importância de infiltrações decorrentes de aberturas intencionais na envolvente do edifício (FERNÁNDEZ-AGÜERA [et al.], 2011). Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 36 2.5.3. GRÉCIA Foram realizados ensaios, em 2008, de acordo com a norma EN 13829:2001, por Sfakianaki [et al.] em Atenas (Grécia), a 20 habitações. A média dos resultados de RPH50 foi de 7. Para além dos ensaios com a porta ventiladora, também foram realizados ensaios utilizando o método de gás traçador, para estimar a estanquidade do edifício e a taxa de infiltração em condições de pressão normal (RPHav), respetivamente. Os resultados obtidos podem ser consultados no Quadro 2.12. Quadro 2.12 – Taxa de infiltração (RPHav) e estanquidade ao ar (RPH50) das habitações. Adaptado de (SFAKIANAKI [et al.]). As habitações são divididas em três níveis de estanquidade da envolvente para habitações unifamiliares, naturalmente ventiladas e não protegidas com uma ou mais fachadas expostas ao vento e os seus valores de RPH50 correspondentes com base na EN ISO 13790:2004:  Baixo – Para valores de RPH50 ≥ 10 (h-1);  Médio – Para valores de RPH50 entre 4 e 10 (h-1);  Alto – Para valores de RPH50 ≤ 4 (h-1). Um fator importante associado à permeabilidade ao ar de uma habitação é o comprimento total da moldura (armação) da janela dividido pelo volume útil da habitação ou FLF (Frame length factor). Uma correlação linear entre os valores de RPH50 e o fator de comprimento total da moldura pode ser analisado na Figura 2.18. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 37 Figura 2.18 – Correlação linear entre os valores de RPH50 e o fator de comprimento total da moldura. Adaptado de (SFAKIANAKI [et al.]). Esta correlação linear foi depois estudada para os diferentes níveis de estanquidade ao ar (alto, médio, baixo). Como se pode ver na Figura 2.19, a correlação linear para os níveis “alto” e “médio” de estanquidade ao ar dão valores de R2 menores comparando com o valor de R2 = 0,9268 do nível “baixo” de estanquidade ao ar da habitação, indicando que o efeito do parâmetro FLF é muito mais importante em casos onde a estanquidade ao ar da envolvente é muito baixa (SFAKIANAKI [et al.], 2008). Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 44 Com esta tarefa realizada, ajusta-se uma última vez a caixilharia de alumínio à porta de ensaio e colocase o ventilador numa posição segura e orientado de acordo com o ensaio pretendido, Figura 3.6. Figura 3.6 – Ventilador em posição de segurança e ventilador tapado, necessário para medir os diferenciais de pressão de fluxo nulo inicial e final. Ligado ao medidor digital estão uma série de tubos que permitem obter o valor de várias pressões em diversos locais da habitação, Figura 3.7. Normalmente, um tubo é colocado para o exterior da habitação a ser ensaiada e um outro (ou mais) para dentro da habitação. Figura 3.7 – Conjunto de tubos para registo de pressões. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 45 3.1.2. CHECKLIST PARA PREPARAÇÃO E SEGURANÇA DO LOCAL DE ENSAIO Após a correta instalação da porta ventiladora ainda é necessário executar diversas tarefas antes da realização dos ensaios. No Quadro 3.2 pode ser consultada uma checklist com as diversas tarefas a ter em consideração para preparar o local e garantir a segurança e precisão do ensaio. De notar que esta checklist é a sugerida pela Retrotec e pode ser comparada com outras encontradas no capitulo 2 da presente dissertação. Quadro 3.2 – Checklist para preparação e segurança do local de ensaio. Adaptado de (Retrotec). Antes Depois Tarefa Preparação da envolvente da habitação Selecionar porta exterior mais adequada para instalar o sistema de porta ventiladora Fechar todas a portas exteriores (exceto a porta de teste) Porta para cave, aberta se o local for aquecido, fechada se não Fechar todas as janelas e claraboias Fechar todos os acessos ao sótão dentro da habitação Selar portas para animais Fechar controladores da lareira Preparação no interior da habitação Mover todos os itens soltos no caminho direto do fluxo de ar do ventilador Abrir qualquer porta interior para espaços aquecidos Remover luzes fluorescentes e claraboias difusoras Desligar todos os ventiladores no teto Verificar se há chamas ou brasas quentes Cobrir eventuais cinzas frias Zonas neutras: abertas para o exterior Sótão Cave se não aquecida Garagem Alpendre Espaço de acesso Aparelhos de exaustão: desligar Exaustores na cozinha e casa de banho Ventilação em toda a habitação Secador de roupa Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 46 Antes Depois Tarefa Sistema de aspiração central Ventiladores em espaços de acesso e sótão Outros dispositivos Refrigeradores de evaporação - desligar Unidades de ar condicionado - desligar Fechar aberturas de ar para o exterior Sistema de aquecimento (salamandra) - Desligar Aquecimento central e sistema de arrefecimento Desligar Remover filtro das grades Abrir os difusores de abastecimento Desligar sistema de ventilação de ar fresco Aquecimento de água Colocar na posição “piloto” e deixar as chaves no aquecedor 3.1.3. ENSAIO DE PRESSURIZAÇÃO/DESPRESSURIZAÇÃO COM SOFTWARE FANTESTIC Depois de a porta ventiladora estar corretamente instalada e as tarefas de selar, fechar ou abrir para preparar o local para o ensaio estarem concluídas, pode-se dar início aos ensaios de pressurização/despressurização (de notar que é necessário alterar a posição do ventilador bem como a do operador, interior ou exterior, dependendo do tipo de ensaio que se pretende realizar). Para tal existem dois métodos para a realização destes ensaios sendo estes o método automático e o método manual em que se utiliza o medidor digital para obter os resultados finais desejados. A aplicação do método automático indica a implica a instalação do software FanTestic. Após a instalação do software é necessário escolher a norma que pretendemos utilizar. Para a realização dos ensaios a norma escolhida foi a EN13829. Para introduzirmos as variáveis é preciso iniciar um novo teste, no menu inicial, Figura 3.8, onde também se pode visualizar todos os testes realizados. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 47 Figura 3.8 – Menu inicial do software FanTestic. Com a norma desejada escolhida é então necessário introduzir todas as variáveis que permitem calcular os índices e resultados finais como se pode observar na Figura 3.9. Figura 3.9 – Menu para a introdução das variáveis. As variáveis a introduzir são:  Elevation (m) – Altura acima do nível do mar, é utilizado para aplicar uma pequena correção no caudal de ar escoado;  Height of building above ground (m) – Altura do edifício acima do solo, é utilizado para obter o valor altura*∆T que tem de ser inferior a 500 m°C para estar de acordo com a EN13829;  Building exposure to wind – Deve ser selecionada a mais adequada as condições existentes; Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 48  Volume, V (m3) – Volume da habitação só é necessário caso se pretenda obter resultados que requeiram o volume, como por exemplo, as renovações horarias. Se a cave for incluída deve-se executar o ensaio com a porta aberta entre a cave e a habitação;  Total envelope area, AE (m2) – Área da envolvente exterior da habitação;  Floor área, AF (m2) – Área total de todos os elementos pertencentes ao volume interior;  Accuracy of building measurements – Percentagem usada para calcular a incerteza;  Barometric pressure (kPa) – Utilizado para correção de densidades, o valor utilizado foi de 101,325 Kpa de acordo com a norma EN13829;  Wind speed (Beaufort) – Deve ser selecionado o valor que mais se adequa à velocidade do vento durante a realização dos ensaios. A escala de Beaufort pode ser consultada no Anexo D da norma EN13829;  Operator location – Permite selecionar o ensaio de pressurização ou o ensaio de despressurização;  Temperature, initial & final – Temperatura no interior e exterior da habitação no início e final do ensaio. Depois de estas variáveis serem introduzida é então possível dar início aos ensaios selecionando o botão “Begin Automatic Test”. Automaticamente, o ensaio será iniciado, o software irá pedir para cobrir o ventilador. Como primeira tarefa é calculado (utilizados 10 pontos) o diferencial de pressão de fluxo nulo inicial (∆P0,1 , ∆P0,1- e ∆P0,1+). Após esta tarefa (e com o ventilador descoberto) segue-se o registo dos caudais de infiltração para os diferentes diferenciais de pressão (no caso prático de 0 Pa a 50 Pa). Por vezes é necessário alterar o tipo de anel que se encontra no ventilador, isto acontece em dois casos:  “TOO LOW” – Se esta mensagem aparecer é necessário aumentar a pressão do ventilador (restringir o caudal) substituindo o anel por um menor.  Ventilador a 100% - Por vezes o ventilador pode chegar a 100% da sua velocidade mas a pressão desejada pode não ser alcançada, para tal, é necessário diminuir a pressão do ventilador (aumentar o caudal) colocando um anel maior. Quando os caudais estiverem todos registados o software faz a leitura (após cobrir novamente o ventilador) do diferencial de pressão de fluxo final (∆P0,2 , ∆P0,2- e ∆P0,2+) também em 10 pontos, Figura 3.10. Figura 3.10 – Registo dos valores dos diferenciais de pressão de fluxo inicial e final. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 49 Os ensaios ficam assim concluídos e obtém-se os resultados finais de V50, RPH50, q50 e w50. Figura 3.11 – Resultados finais do ensaio. Durante o ensaio automático é possível ver no medidor digital a variação de valores ao longo do ensaio. 3.1.4. ENSAIO DE PRESSURIZAÇÃO/DESPRESSURIZAÇÃO PELO MÉTODO MANUAL Como referido anteriormente, também é possível realizar o ensaio de pressurização/despressurização, manualmente, utilizando o medido digital, Figura 3.12. Figura 3.12 – Medidor digital. Antes de se iniciar os ensaios é necessário configurar o medidor digital. 0 [Device] é possível escolher o modelo do ventilador a ser utilizado na realização dos ensaios. 1 [Mode] é possível visualizar os diferentes resultados. 2 [Range Config] configura-se o medidor para o anel que está no momento instalado no ventilador. 3 [Setup] permite alterar as unidades padrão, os resultados apresentados e pressões de referência, Figura 3.13. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 50 Figura 3.13 – Menu Setup do medidor digital. 4 [Baseline] permite registar medidas de referência durante o ensaio com a porta ventiladora ajustadas à pressão da habitação. 5 [Time Avg] com a pressão na habitação perto dos 50 Pa, pressionar o botão até aparecer a mensagem “LONG” (leituras longas úteis para dias com muito vento ou quando as leituras de pressão variam muito) e então registar as leituras quando estas estabilizarem (também permite escolher leituras de 5 a 10 segundos de média). Este é o último passo para a execução do ensaio manual. 6 [Auto Zero] permite eliminar automaticamente a sensibilidade à orientação e temperatura. 7 [Set Pressure] permite controlar o valor da pressão desejada (por exemplo 50 Pa). 8 [Set Speed] permite controlar, a partir do medidor digital, a velocidade do ventilador (também pode ser controlada no próprio ventilador). 9 [Jog/Hold] com a pressão ou velocidade definidas, este botão permite fazer pequenos ajustes (de 1% a 5%), nos valores apresentados no visor do medidor digital. Para a realização dos ensaios as tarefas são as seguintes: 1. Selecionar [On] para ligar o medidor. 2. Cobrir o ventilador e selecionar [Baseline]. Em dias com pouco vento selecionar [Enter] após 20 segundo e em dias com algum vento selecionar [Enter] após 60 segundos. 3. Com esta tarefa terminada é necessário tirar a cobertura do ventilador e colocar o anel adequado. Em [Range Config] pressionamos o botão até aparecer no medidor a letra do anel que está colocado no ventilador. 4. Ajustar velocidade no medidor ou no ventilador até atingir a pressão de 50 Pa. O valor do caudal de escoamento a 50 Pa pode então ser lido no medidor digital. Assim como no teste automático, a configuração do anel que está no ventilador pode não ser a correta, caso isso aconteça, uma mensagem a dizer “TOO LOW” aparecerá no visor do medidor, Figura 3.14, sendo então necessário substituir o anel por um menor e pressionar em [Range Config] até aparecer no visor o anel correspondente ao anel do ventilador. Figura 3.14 – Erro “too low” no visor do medidor digital. Outro erro que pode ocorrer é a velocidade do ventilador chegar a 100% e a pressão desejada não ser atingida, Figura 3.15. Para isso é necessário substituir o anel por um maior. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 51 Figura 3.15 – Erro velocidade do ventilador a 100%. 5. Caso o valor do caudal varie muito, pressionar o botão 5 [Time Avg] (durante 5 ou 10 segundos de média ou média a longo prazo) e registar as leituras. 3.1.5. DIFICULDADE ENCONTRADAS DURANTE A REALIZAÇÃO DOS ENSAIOS A seguinte lista apresenta algumas dificuldades encontradas durante a realização dos ensaios práticos, que atrasaram o tempo de duração de alguns destes, sendo, por vezes, mesmo necessário repetir o ensaio. A consciencialização da existência destes problemas permite, para além de diminuir o tempo de ensaio, obter resultados reais.  Má ligação entre os tubos que medem as pressões e o medidor digital onde, caso não estivessem bem colocados, desprendiam-se;  Cuidados a ter com os tubos que medem as pressões pois por vezes estes eram pisados, o que alterava em muito os dados lidos pelo medidor digital;  A hora em que os ensaios eram executados por vezes coincidia com a hora dos ocupantes das habitações quererem utilizar o exaustor para cozinhar;  Por vezes os ocupantes garantiam que as janelas estavam fechadas, o que não se verificava pois em algumas situações elas não estavam totalmente fechadas o que interferia com os ensaios;  A duração dos ensaios, no mínimo uma hora, em algumas situações interferia com a vida dos ocupantes das habitações;  O acesso para desligar a ventilação mecânica do edifício era, algumas vezes, difícil;  A utilização de energia do ventilador, computador e, raramente, do medidor digital, levantava algumas questões sobre quem teria os custos de energia;  Existência de condições climatéricas favoráveis. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 52 Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 53 4 DESCRIÇÃO DAS HABITAÇÕES SUJEITAS A ENSAIO 4.1. DESCRIÇÃO GERAL 4.1.1. LOCALIZAÇÃO As habitações sujeitas aos ensaios de pressurização e despressurização localizam-se no Bairro do Lordelo, Freguesia de Lordelo do Ouro, Porto, a 20 metros de altura acima do nível do mar. A data do projeto original é de Novembro de 1974 mas estes edifícios foram alvo de obras de reabilitação em 2009 e 2010. Figura 4.1 – Planta dos edifícios sujeitos a ensaio. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 60 4.1.5. OBSERVAÇÕES Após a realização dos ensaios de pressurização/despressurização com a porta ventiladora nas 25 habitações (4 T1, 15 T3 e 6 T4), observou-se uma grande variação nos valores de RPH50. Destes 25 ensaios, 13 correspondem ao bloco 14, 10 ao bloco 15 e 2 ensaios realizados no bloco 12. Para que seja possível comparar estes valores entre habitações é necessário identificar os sistemas de ventilação presentes em cada habitação, bem como, as suas alterações por parte dos utilizadores. O Quadro 4.3 apresenta as observações singulares a cada habitação, a sua localização no complexo habitacional e a sua tipologia. Quadro 4.3 – Localização, tipologia e observações das habitações sujeitas a ensaio. Nº do Ensaio Localização Tipologia Observações 1 B14 E88 H32 T3 (empena) GAR: Normal VC: Selado VWC: Membrana L: Selado 2 B14 E88 H42 T3 GAR: Normal VC: Selado VWC: Normal L: Abertura 3 B14 E88 H12 T3 GAR: Normal VC: Selado VWC: Normal L: Normal 4 B14 E56 H42 T3 GAR: Normal VC: Selado VWC: Normal L: Selado 5 B14 E56 H22 T3 GAR: Normal VC: Selado VWC: Normal L: Normal 6 B14 E140 H41 T3 GAR: Normal VC: Selado VWC: Normal L: PCR 7 B14 E174 H11 T3 GAR: Normal VC: Selado VWC: Normal L: Normal 8 B14 E174 H22 T1 (empena) GAR: Normal VC: A. Selado VWC: Normal L: Normal Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 61 Nº do Ensaio Localização Tipologia Observações 9 B14 E106 H11 T3 GAR: Normal VC: Selado VWC: Normal L: Abertura 10 B14 E126 H12 T3 GAR: Normal VC: Selado VWC: Normal L: Normal 11 B15 E159 H12 T3 GAR: Normal VC: Selado VWC: Normal L: Normal 12 B12 E46 H11 T1 (empena) GAR: Normal VC: Selado VWC: Normal L: Normal 13 B12 E46 H41 T1 (empena) GAR: Normal VC: Selado VWC: Normal L: Normal e JPS 14 B15 E63 H42 T4 (empena) GAR: Normal VC: Selado VWC: Normal L: Normal 15 B15 E114 H41 T3 GAR: Selado VC: Selado VWC: Normal L: Selado 16 B15 E114 H21 T3 GAR: Normal VC: Selado VWC: Normal L: Normal 17 B15 E63 H22 T4 (empena) GAR: Normal VC: Selado VWC: Normal L: PCR 18 B15 E114 H42 T4 (empena parcial 1) GAR: Normal VC: Selado VWC: Normal L: Selado Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 62 Nº do Ensaio Localização Tipologia Observações 19 B15 E145 H32 T4 (empena parcial 1) GAR: Normal VC: Selado VWC: Normal L: Normal 20 B15 E114 H32 T4 (empena parcial 1) GAR: Normal VC: Selado VWC: Normal L: Normal 21 B15 E63 H41 T3 GAR: Selado VC: Selado VWC: Normal L: Normal 22 B15 E125 H42 T3 GAR: Normal VC: Selado VWC: Normal L: Normal 23 B14 E70 H22 T4 (empena parcial 2) GAR: Normal VC: A. Selado VWC: GSV L: Normal 24 B14 E88 H22 T3 GAR: Normal VC: Selado VWC: GSV L: Normal 25 B14 E174 H42 T1 (empena) GAR: Normal VC: Selado VWC: Normal L: Normal Legenda: GAR: Grelhas autorreguláveis, VC: Ventilação na cozinha, VWC: Ventilação na casa de banho, L: Lavandaria, A. Selado: Abertura Selada, GSV: Grelha sem ventilador, PCR: Preenchido com revestimento, JPS: Janelas parcialmente revestidas. Alterações às soluções de ventilação iniciais resultam numa variação dos valores de RPH50 muito significativas, sendo necessário conhecer e comparar o impacto destas alterações nestes valores. As seguintes figuras apresentam estas modificações feitas pelos utilizadores. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 63 Figura 4.11 – Ventilador da casa de banho com membrana. Figura 4.12 – Lavandaria com abertura. Figura 4.13 – Abertura da lavandaria selada com a) fita adesiva e b) revestimento. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 64 Figura 4.14 – Lavandaria com abertura totalmente preenchida com revestimento. Figura 4.15 – Cozinha com abertura selada. Figura 4.16 – Lavandaria normal e janelas com abertura parcialmente selada. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 65 Figura 4.17 – Ventilação da casa de banho com grelha sem ventilador. Para uma melhor análise dos resultados obtidos dividiram-se os ensaios das habitações por casos como se pode observar no Quadro 4.4. O caso 1 (normal) corresponde à situação em que não houve alteração das soluções iniciais de ventilação e o exaustor da cozinha está selado. Os seguintes casos na sua descrição apresenta apenas as alterações feitas em relação à solução normal. Quadro 4.4 – Casos com diferentes alterações à solução inicial de ventilação e correspondente número de ensaio. Caso Descrição Número de habitações Ensaio 1 Normal 12 3, 5, 7, 10, 11, 12, 14, 16, 19, 20, 22 e 25 2 VWC: Membrana e L:Selado 1 1 3 L: Abertura 2 2 e 9 4 L: Selado 2 4 e 18 5 L: PCR 2 6 e 17 6 VC: A. Selado 1 8 7 L: Normal e JPS 1 13 8 GAR: Selado e L: Selado 1 15 9 VWC: GSV 1 24 10 VC: A. Selado e VWC: GSV 1 23 11 GAR: Selado 1 21 Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 66 Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 67 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO 5.1. PROCEDIMENTO DE ANÁLISE Com os ensaios realizados, com o auxílio do software FanTestic, são gerados relatórios onde podem ser consultadas todas a variáveis introduzidas, resultados finais, especificações do equipamento utilizado e gráficos de pressurização ou despressurização. Os ensaios 13 e 15 foram os ensaios com valores de RPH50 pior e melhor, respetivamente. A construção do quadro foi feita a partir da análise destes relatórios, onde foram lidos os valores da interceção Cenv, declive n, caudal a 50Pa (m3/h), q50 (m3/h∙m2) e RPH50 (h-1). É interessante conhecer a diferença apresentada nestes relatórios em relação a estes dois ensaios em particular. Os dois relatórios completos podem ser consultados no Anexo A. Para o ensaio 13 de pressurização (pior caso) correspondente ao Bloco 12, entrada 46, habitação 41, os detalhes da habitação, em relação às suas dimensões, localização e proteção da fachada ao vento podem ser consultados na Figura 5.1. Figura 5.1 – Detalhes da habitação (ensaio 13). No relatório também são gerados os valores das pressões estáticas, anel utilizado ao longo das medições, valores de caudal e pressão correspondente e valores de caudal corrigidos com base nas condições climatéricas. Estes registos podem ser consultados na Figura 5.2. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 68 Figura 5.2 – Valores de pressões e caudais gerados no relatório (ensaio 13). Automaticamente, também são gerados gráficos com as leituras da pressão induzida, Figura 5.3, e caudal em função da pressão induzida, Figura 5.4. Figura 5.3 – Gráfico com leituras da pressão induzida ao longo do ensaio (ensaio 13). Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 69 Figura 5.4 – Gráfico bi-logarítmico com valores do caudal em função da pressão induzida (ensaio 13). Finalmente, são gerados os resultados finais do ensaio como se pode observar na Figura 5.5. Figura 5.5 – Resultados finais do ensaio de pressurização (ensaio 13). Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 76 5.3 ANÁLISE DOS RESULTADOS Na Figura 5.11 é possível analisar os valores de RPH50 para as 25 habitações. Estes resultados têm uma média de 6,94 (h-1), no total dos valores de pressurização e despressurização, com um mínimo de 2,90 (h-1), na despressurização, correspondente ao ensaio 15 (caso 8) com as grelhas autorreguláveis seladas e a lavandaria selada como se pode observar na figura 4.13 b), e um máximo de 13,30 (h-1), na pressurização, correspondente ao ensaio 13 (caso 7) com uma abertura na janela da lavandaria parcialmente selada. Os dois valores mais elevados dos ensaios de pressurização correspondem aos ensaios 12 (12,85 h-1) e 13 (13,30 h-1) situados no bloco 12 do complexo habitacional. Apesar de ambos serem T1 em empena, esta não será a razão pelo qual os valores são tão elevados pois por comparação direta com outros T1 pertencentes a outros blocos, estes valores elevados não se verificam. Pondo de parte o ensaio 13 por se tratar de um caso singular em que as janelas da lavandaria têm uma considerável abertura para o exterior, parcialmente selada, verificou-se que o ensaio 12 possui as condições normais das soluções de ventilação iniciais. Uma análise importante é comparar os valores de RPH50 e q50 entre habitações do mesmo bloco. Os resultados, de RPH50, para o bloco 14 podem ser observados na Figura 5.12 e os resultados, de q50, na Figura 5.13. O ensaio 1, com a membrana no ventilador da casa de banho e lavandaria selada com um cerâmico, apresenta o melhor resultado do ensaio de pressurização deste bloco (3,76 h-1). Esta habitação, excluindo o pior ensaio correspondente ao número 13, possui a maior diferença entre os ensaios de pressurização/despressurização. Essa diferença é de 0,82 h-1 e está relacionada com a particularidade da membrana no sistema de ventilação mecânica da casa de banho. Esta membrana impede que o ar entre para a habitação pois verificou-se que, mesmo com o ventilador mecânico desligado, quando o vento incidia com alguma velocidade na fachada havia admissão de ar pelo ventilador. No bloco 14 os valores para os ensaios de pressurização variam entre 3,75 h-1 e 8,81 h-1. Concluiu-se que apesar de haver esta grande diferença entre o limite inferior e superior, os valores de RPH50 variam pouco em habitações da mesma entrada, exceto em casos em que existem alterações significativas nos sistemas de ventilação. Em relação aos ensaios 4 e 5 a diferença consiste na existência de uma fita adesiva, como se pode ver na figura 5.3 a), a selar as placas para ventilação na lavandaria o que leva a uma variação de valores pequena. Na entrada 88 fez-se medições ao longo de todos os pisos para as habitações 12, 22, 32 e 42 que correspondem aos ensaios 3, 24, 1 e 2, respetivamente. A abertura do ensaio 2 estava quase toda tapada com um objeto, durante a realização do ensaio, para manter as condições reais de utilização pois é assim que os utilizadores têm esta abertura durante todo o ano, daí os valores serem baixos em relação aos ensaios 3 e 24, mas quando comparado com o ensaio 9 (outro caso com abertura nas placas de ventilação da lavandaria), pode-se observar que os valores do ensaio 9 já são superiores. A grelha sem ventilador na casa de banho do ensaio 24 mostrou eficácia pois os valores são semelhantes aos obtidos no ensaio 3, correspondente a um caso em condições normais. Na entrada 174 do bloco 14, a pequena abertura existente na cozinha, devido à inexistência de um extrator, pouco ou nada influenciou nos resultados do ensaio pois esta foi devidamente selada. Nesta entrada os valores de RPH50 também variam pouco entre si. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 77 Figura 5.12 – Valores de RPH50 do bloco 14. Figura 5.13 – Valores de q50 do bloco 14. 4,76 4,47 5,40 6,70 6,17 3,76 5,38 7,51 6,49 7,06 8,34 7,08 8,81 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 5-E56 H22 4-E56 H42 23-E70 H22 3-E88 H12 24-E88 H22 1-E88 H32 2-E88 H42 9-E106 H11 10-E126 H12 6-E140 H41 7-E174 H11 8-E174 H22 25-E174 H42 Valores de RPH50 do Bloco 14 RPH50 Pressurização RPH50 Despressurização 20,58 7,07 21,00 28,97 26,68 16,27 8,51 32,47 28,06 11,18 36,06 15,98 10,46 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 5-E56 H22 4-E56 H42 23-E70 H22 3-E88 H12 24-E88 H22 1-E88 H32 2-E88 H42 9-E106 H11 10-E126 H12 6-E140 H41 7-E174 H11 8-E174 H22 25-E174 H42 Valores de q50 de Pressurização do Bloco 14 Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 78 O indicador q50 estabelece a relação entre o caudal escoado, a 50 Pa, e a área da envolvente, assim sendo, os valores de q50, mais baixos correspondem a habitações localizadas no último andar, uma vez que a área da envolvente é superior pois considerou-se a área do teto, e habitações com tipologias maiores. Os valores de RPH50 entre as diferentes habitações é proporcional aos valores de q50, excluindo as habitações localizadas no último piso. As tipologias que constituem o bloco 14 são do tipo T3 e T1 (empena). As habitações dos ensaios 8 e 25 correspondem à tipologia T1 (empena) sendo o resto das habitações T3. Analisando os resultados dos ensaios 6 (T3 no último piso), 8 (T1) e 9 (T3), pode-se verificar que ambos têm valores de RPH50 próximos mas valores de q50 muito diferentes. Isto deve-se à diferença existente nos volumes e nas áreas da envolvente das habitações. Por exemplo, o ensaio 6 e 9 têm o mesmo volume e valores de caudal próximos mas a área da envolvente do ensaio 6 é 2.8 vezes superior à área do ensaio 9. A mesma análise aplica-se ao ensaio 8, apesar da sua área de envolvente ser menor, o valor de q50 é superior ao ensaio 6 (que tem um valor de RPH50 muito próximo ao do ensaio 8), pois o volume da habitação do ensaio 6 é muito superior. O mesmo tipo de análise foi feita para o bloco 12 e 15 (por se tratarem da mesma empreitada), como se pode ver na e na Figura 5.14. Os valores de RPH50 variam, na pressurização, entre 3,25 h-1 e 13,30 h-1 correspondendo aos ensaios 15 e 13, respetivamente. Na Figura 5.15 é possível observar a variação dos valores de q50 para as diferentes habitações do bloco 12 e 15. Em relação ao bloco 15 também se verifica uma pequena variação dos valores de RPH50 em relação a habitações da mesma entrada. A exceção observa-se na entrada 114 onde os ensaios 15 e 18 têm valores muito inferiores ao ensaio 20. Isto deve-se à selagem da abertura na lavandaria dos ensaios 15 e 18 enquanto o ensaio 20 está em condições normais. Isto demostra a grande contribuição que esta abertura na lavandaria dá no aumento dos valores de RPH50. A diferença entre os ensaios 15 e 18, localizados na mesma entrada e no mesmo piso, corresponde à selagem das grelhas autorreguláveis no ensaio 15. A selagem das grelhas autorreguláveis contribui para a diminuição dos valores de RPH50, isso pode ser observado no ensaio 21 onde, a única modificação por parte dos moradores, foi a selagem destas grelhas. Comparando o ensaio 21 com o 22 (condições normais), ambos localizados no último piso e com a mesma tipologia, os valores de RPH50 do ensaio 21 são bastante menores. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 79 Figura 5.14 – Valores de RPH50 dos blocos 12 e 15. Figura 5.15 – Valores de q50 dos blocos 12 e 15. 12,85 13,30 5,21 5,07 5,17 10,21 8,10 3,25 4,27 10,55 7,82 9,73 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 12-B12 E46 H11 13-B12 E46 H41 17-B15 E63 H22 21-B15 E63 H41 14-B15 E63 H42 16-B15 E114 H21 20-B15 E114 H32 15-B15 E114 H41 18-B15 E114 H42 22-B15 E125 H42 19-B15 E145 H32 11-B15 E159 H12 Valores de RPH50 dos Blocos 12 e 15 RPH50 Pressurização RPH50 Despressurização 28,88 15,78 16,76 8,03 7,26 44,17 32,39 5,15 6,54 16,75 30,90 42,08 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 12-B12 E46 H11 13-B12 E46 H41 17-B15 E63 H22 21-B15 E63 H41 14-B15 E63 H42 16-B15 E114 H21 20-B15 E114 H32 15-B15 E114 H41 18-B15 E114 H42 22-B15 E125 H42 19-B15 E145 H32 11-B15 E159 H12 Valores de q50 de Pressurização dos Blocos 12 e 15 Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 80 Na Figura 5.15 é possível observar que os valores de q50 mantêm a mesma relação, comparativamente às diferentes habitações, com os valores de RPH50. O ensaio 15, assim como nos valores de RPH50, possui o valor de q50 mais baixo. Os ensaios 11 e 16, apesar de terem valores de RPH50 menores do que os ensaios 12, 13 e 22 possuem valores de q50 superiores a estes. A razão deve-se ao facto de que os ensaios 12 e 13 são de tipologia T1 (empena), com a particularidade do ensaio 13 estar situado no último piso e o ensaio 22 tem a mesma tipologia que os ensaios 11 e 16 (T3), mas situa-se no último piso. O Quadro 5.2 apresenta a média e o desvio padrão dos valores de RPH50 de pressurização para cinco situações diferentes. Os ensaios sem alterações referem-se ao estudo de caso 1, conforme indicado no Quadro 4.4. Quadro 5.2 – Média e desvio padrão dos valores de RPH50 de pressurização. Ensaios Todos Bloco 14 Blocos 12 e 15 Bloco 14 sem alterações (n=5) Blocos 12 e 15 sem alterações (n=7) Bloco 14 com alterações (n=8) Blocos 12 e 15 com alterações (n=5) Média RPH50 7,10 6,30 7,96 7,02 9,20 5,85 6,22 Desvio padrão 2,67 1,51 3,40 1,62 2,44 1,34 4,03 O Quadro 5.3 apresenta os mesmos valores do Quadro 5.2 mas para o indicador q50. Quadro 5.3 – Média e desvio padrão dos valores de q50 de pressurização. Ensaios Todos Bloco 14 Blocos 12 e 15 Bloco 14 sem alterações (n=5) Blocos 12 e 15 sem alterações (n=7) Bloco 14 com alterações (n=8) Blocos 12 e 15 com alterações (n=5) Média q50 20,72 20,25 21,22 24,83 28,92 17,40 10,45 Desvio padrão 11,65 9,58 13,98 9,72 13,16 8,90 5,42 Em ambos os casos, as alterações por parte dos moradores diminuíram consideravelmente os valores de RPH50 e q50. Após esta análise dos valores em ambos os blocos, as principais conclusões a tirar são:  Selar a abertura da lavandaria com um revestimento contribui para diminuir muito os valores de RPH50; Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 81  A membrana instalada no ventilador mecânico da casa de banhos também contribui para diminuir os valores de RPH50, especialmente durante o ensaio de despressurização;  Selar as grelhas autorreguláveis contribui para a diminuição dos valores de RPH50;  Quando comparadas as médias dos valores de RPH50 e q50 entre as habitações que sofreram alterações por parte dos moradores e das que não sofreram, pode-se concluir que as alterações feitas pelos utilizadores contribuíram para a diminuição destes valores.  A análise dos blocos foi feita em separado por pertencerem a diferentes empreitadas. Os blocos 12 e 15 (mesma empreitada) apresentam no geral piores valores de RPH50 e q50 e com uma maior variabilidade de valores. A exceção está nos valores de q50 nos casos em que há alterações nas moradias sendo a razão a existência de mais habitações situadas no último piso e com áreas de envolvente superiores. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 82 Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 83 6 CONCLUSÕES 6.1. CONCLUSÕES PRINCIPAIS Os resultados e análise do estudo experimental dos ensaios de pressurização e despressurização com porta ventiladora permitiram aprofundar o conhecimento sobre os níveis de estanquidade presentes nas habitações do bairro do Lordelo. Atualmente ainda existem alguns acertos a implementar na aplicabilidade do ensaio, havendo por vezes algumas dúvidas sobre quais os itens a selar temporariamente. Apesar de existir legislação em diversos países, onde estão especificados quais os indicadores a obter para que se possa fazer a comparação de resultados entre diferentes edifícios, persiste ainda algum desajuste de interpretação e definições entre técnicos, regiões ou países. Por exemplo, deveria ser claramente especificado a forma correta para medir a área da envolvente ou o volume da habitação, sendo então necessário melhorar as especificações das normas para que esta comparação entre edifícios seja realizada nas mesmas condições. Este é um tema ainda em desenvolvimento e alguns investigadores têm contribuído para o avanço e melhoria do conhecimento sobre o ensaio de pressurização/despressurização. Um desses exemplos é o caso do estudo realizado na Espanha em 2011 onde são propostos cinco protocolos para avaliar a estanquidade de diversos elementos. Também neste ensaio são propostos três parâmetros que não constam na norma EN 13829:2001. Noutro estudo, Grécia, também é estudado a relação do fator FLF com os valores de RPH50. Em relação aos 25 ensaios de pressurização/despressurização realizados no bairro do Lordelo os valores de pressurização e despressurização são muito semelhantes podendo assim ser feita uma análise apenas com base nos valores de pressurização. A alteração das soluções de ventilação por parte dos habitantes, levou à necessidade de se fazer uma análise em separado das habitações que mantiveram as soluções iniciais, e aquelas que sofreram alterações, como a substituição ou até mesmo a remoção e/ou selagem parcial/completa, dos equipamentos de ventilação. Para tal foi necessário elaborar uma tabela com os diferentes casos de alterações. Dos três blocos sujeitos a ensaio, dividiu-se o bloco 14 dos blocos 12 e 15 por se tratarem de empreitadas diferentes. A média de todos os valores de RPH50 do ensaio de pressurização foi de 7,10 h-1, sendo que, para o bloco 14 a média foi de 6,30 h-1 e para os blocos 12 e 15 a média foi de 7,96 h-1. Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 84 As alterações feitas pelos habitantes levaram, na maioria dos casos, a melhorias nos valores de RPH50, tal pode ser observado no quadro 5.2 onde se pode concluir que as médias dos valores de RPH50 das habitações que mantiveram a solução inicial foram superiores tanto no bloco 14 como no bloco 12 e 15. Após a análise detalhada de todos os resultados quando comparados com o caso específico de cada habitação levou às seguintes conclusões:  Selar a abertura da lavandaria com um revestimento contribui para diminuir muito os valores de RPH50;  A membrana instalada no ventilador mecânico da casa de banhos também contribui para diminuir os valores de RPH50, especialmente durante o ensaio de despressurização;  Os materiais e processos construtivos utilizados influenciam na variação dos valores de RPH50;  Selar as grelhas autorreguláveis contribui para a diminuição dos valores de RPH50;  As condições climatéricas influenciam os resultados finais dos ensaios.  Quando comparado as médias dos valores de RPH50 entre o total dos ensaios de determinado bloco e os valores desses bloco mas em condições em que os sistemas de ventilação não sofreram alterações, pode-se concluir que as alterações feitas pelos utilizadores contribuíram para a diminuição dos valores de RPH50. A clarificação dos problemas que surgem durante a realização dos ensaios permitiu aumentar o desempenho e a veracidade dos resultados obtidos e também diminuir o tempo de duração do ensaio. Os problemas principais foram:  Má ligação entre os tubos que medem as pressões e o medidor digital onde, caso não estivessem bem colocados, desprendiam-se;  Cuidados a ter com os tubos que medem as pressões pois por vezes estes eram pisados, o que alterava em muito os dados lidos pelo medidor digital;  A hora em que os ensaios eram executados por vezes coincidia com a hora dos ocupantes das habitações quererem utilizar o exaustor para cozinhar;  Por vezes os ocupantes garantiam que as janelas estavam fechadas, o que não se verificava pois em algumas situações elas não estavam totalmente fechadas o que interferia com os ensaios;  A duração dos ensaios, no mínimo uma hora, em algumas situações interferia com a vida dos ocupantes das habitações;  O acesso para desligar a ventilação mecânica do edifício era, algumas vezes, difícil;  A utilização de energia do ventilador, computador e, raramente, do medidor digital, levantava algumas questões sobre quem teria os custos de energia;  Inexistência, por vezes, de condições climatéricas favoráveis.  Valores de q50 baixos não significam necessariamente valores de RPH50 pois estes apenas dependem do volume enquanto o primeiro depende da área de envolvente. Finalmente é possível concluir que Portugal, com base dos valores de RPH50, apresenta um nível de estanquidade baixa para edifícios multifamiliares, estando alguns deles muito perto ou até num nível de estanquidade média. 6.2. DESENVOLVIMENTOS FUTUROS Estão a ser desenvolvidos esforços para a implementação de uma nova legislação que engloba a realização do ensaio de pressurização. Em Portugal poucos ensaios têm sido feitos sobre este assunto, Aplicação do ensaio de porta ventiladora à avaliação da estanquidade ao ar de edifícios de habitação 85 assim, é necessário uma melhor caracterização experimental da estanquidade dos edifícios, não só para conhecer a situação atual mas também para que se possa obter uma série de resultados comparativos. A obtenção dos resultados de RPH50, quando comparados com os requisitos das legislações, permitirá melhorar os sistemas de ventilação, materiais e processos construtivos utilizados para se atingir um nível de estanquidade elevado.~ A.4 Induced Pressure vs. Flow Pressurize Test Results Results Results 95% confidence Uncertainty Correlation, r [%] 99,91 95% confidence limits Air flow at 50 Pa, V50 [m3/h] 1330 1280 1385 +/-3,8% Intercept, Cenv [m3/h.Pan] 121,5 103,0 142,0 Air changes at 50 Pa, n50 [/h] 13,30 11,90 14,75 +/-10,7% Intercept, CL [m3/h.Pan] 121,26 103,0 142,5 Permeabilit y at 50 Pa, q50 [m3/h.m2] 15,804 14,113 17,495 +/-10,7% Slope, n 0,6125 0,5643 0,6607 Specific Leakage at 50 Pa, w50 [m3/h.m2] 30,093 26,873 33,313 +/-10,7% A.5 Combined Test Data Results 95% Confidence Interval Uncertainty Air flow at 50 Pa, V50 [m3/h] 1330 1280 1385 +/-3,8% Air changes at 50 Pa, n50 [/h] 13,30 11,90 14,75 +/-10,7% Permeability at 50 Pa, q50 [m3/h.m2] 15,804 14,113 17,495 +/-11,0% Specific leakage at 50 Pa, w50 [m3/h.m2] 30,093 26,873 33,313 +/-11,0% Calibration Certificate Retrotec 1000 Range N K K1 K2 K3 K4 Open(22) 0,5214 519,618 -0,07 0,8 -0,115 1 A 0,503 264,996 -0,075 1 0 1 B 0,5 174,8824 0 0,3 0 1 C8 0,5 78,5 -0,02 0,5 0,016 1 C6 0,505 61,3 0,054 0,5 0,004 1 C4 0,5077 42 0,009 0,5 0,0009 1 C2 0,52 22 0,11 0,5 -0,001 1 C1 0,541 11,9239 0,13 0,4 -0,0014 1 L4 0,48 4,0995 0,003 1 0,0004 1 L2 0,502 2,0678 0 0,5 0,0001 1 L1 0,4925 1,1614 0,1 0,5 0,0001 1 A.6 RELATÓRIO DE PRESSURIZAÇÃO DO ENSAIO 15. Building Air Leakage Test Results In Compliance with European Norm EN13829 Building Details Building Address: b15 e114 h41 press Customer Info: Test technician: Test company: FEUP Elevation: 12 m Height above ground: 11 m Building Volume, V: 159 m³ Total envelope area, AT BAT 100,3 m² Floor Area, AF 63,6 m² Building exposure to wind: Partially protected building Accuracy of measurements: 10% Testing Details Fan Model: Retrotec 1000 Fan SN: Gauge Model: DM-2 Gauge SN: 208948 Pressurize set Date: 2013-05-23 Time: 16:13 to 16:29 Environmental Conditions: Barometric Pressure: 101,3 KPa from Stand. temp. and pressure. Wind speed: 1: Light air Temperature: Initial: indoors 21 °C outdoors 20 °C. Final: indoors 21 °C outdoors 20 °C. Test Data: 10 bias pressures taken for 10 sec each. 5 induced pressures taken for 20 sec each. A.7 Bias, initial [Pa] -1,43 -1,15 -0,27 -0,25 -0,23 -0,34 -1,58 -3,41 -0,75 1,25 Building Test Pressure [Pa] -10,2 -20,8 -30,5 -40,2 -50,7 Bias, final[Pa] -0,80 -1,61 -0,43 -1,26 -0,77 1,27 0,54 0,68 -0,95 -1,82 Door Fan Pressure, [Pa] 13,1 43,9 81 112,5 152,1 Range(s) Used C2 C2 C2 C2 C2 Total flow, Vr [m3/h] 135,3 259,4 358,1 424,6 496,4 Corrected flow, Venv [m3/h] 135,6 260, 0 359,0 425,7 497,7 Error [%] -3,1% 3,4% 4,5% -0,8% -3,7% Bias pressure Averages: initial [Pa] ∆P01 -0,82, ∆P01- -1,05, ∆P01+ 1,25 final [Pa] ∆P01 -0,52, ∆P01- -1,09, ∆P01+ 0,83 Induced Pressure A.8 Induced Pressure vs. Flow Pressurize Test Results Results Results 95% confidence Uncertainty Correlation, r [%] 99,74 95% confidence limits Air flow at 50 Pa, V50 [m3/h] 517,0 470,0 567,0 +/-9,3% Intercept, Cenv [m3/h.Pan] 23,45 16,60 33,21 Air changes at 50 Pa, n50 [/h] 3,251 2,805 3,695 +/-13,7% Intercept, CL [m3/h.Pan] 23,454 16,55 33,10 Permeabilit y at 50 Pa, q50 [m3/h.m2] 5,151 4,448 5,854 +/-13,7% Slope, n 0,7905 0,6853 0,8958 Specific Leakage at 50 Pa, w50 [m3/h.m2] 8,128 7,019 9,238 +/-13,7% A.9 Combined Test Data Results 95% Confidence Interval Uncertainty Air flow at 50 Pa, V50 [m3/h] 517,0 470,0 567,0 +/-9,3% Air changes at 50 Pa, n50 [/h] 3,251 2,805 3,695 +/-13,7% Permeability at 50 Pa, q50 [m3/h.m2] 5,151 4,448 5,854 +/-14,0% Specific leakage at 50 Pa, w50 [m3/h.m2] 8,128 7,019 9,238 +/-14,0% Test Notes: (add notes here) Título do Trabalho A.10 Calibration Certificate Retrotec 1000 Range N K K1 K2 K3 K4 Open(22) 0,5214 519,618 -0,07 0,8 -0,115 1 A 0,503 264,996 -0,075 1 0 1 B 0,5 174,8824 0 0,3 0 1 C8 0,5 78,5 -0,02 0,5 0,016 1 C6 0,505 61,3 0,054 0,5 0,004 1 C4 0,5077 42 0,009 0,5 0,0009 1 C2 0,52 22 0,11 0,5 -0,001 1 C1 0,541 11,9239 0,13 0,4 -0,0014 1 L4 0,48 4,0995 0,003 1 0,0004 1 L2 0,502 2,0678 0 0,5 0,0001 1 L1 0,4925 1,1614 0,1 0,5 0,0001 1