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CENTRO UNIVERSITÁRIO BARRIGA VERDE – UNIBAVE
ENGENHARIA CIVIL
CARLA ALBERTON DE BONA
EVERALDO RICARDO CAMPOS
GUSTAVO GOULART DE OLIVEIRA
ANÁLISE CRÍTICA NBR 16401
INSTALAÇÕES DE AR CONDICIONADO
ORLEANS
Junho 2013
1
SUMÁRIO
1. Introdução
2. Procedimento de elaboração e documentação do projeto
3. Condições Climáticas e termoigrométricas de projeto
4. Cálculo de carga térmica
5. Critérios de projeto do sistema
6. Critérios de seleção dos equipamentos principais
7. Difusão do ar
8. Distribuição do ar – Projeto
9. Distribuição do ar – Construção dos dutos
10. Instalações de água gelada, água quente e água de condensação
11. Linhas frigoríficas
12. Instalações elétricas
13. Controles e automação
14. Ensaios e aprovação
15. Fatores que afetam o conforto térmico
16. Avaliação das condições de conforto térmico
17. Parâmetros de conforto
18. Avaliação e controle
19. Ventilação
20. Filtragem
21. Requisitos de projeto e execução relativos à qualidade do ar
22. Requisitos de manutenção relativos à qualidade do ar
2
Introdução
A NBR (Norma Brasileira de Regulamentação) 16401 tem como objetivo
geral normatizar os sistemas centrais e unitários de instalações de ar-
condicionado.
As exigências constituintes nesta norma dividem-se em três partes,
projetos de instalação, parâmetros de conforto térmico e qualidade do ar
interior.
Os condicionadores de ar, são equipamentos indispensáveis no mundo
moderno, proporcionam excelente qualidade térmica, facilitando o desempenho
das mais variadas tarefas no cotidiano, tanto nas mais altas temperaturas,
quanto nas mais baixas.
Sendo assim, é necessário um conhecimento técnico e teórico
aprofundado do equipamento, tanto para instaladores quanto para
engenheiros, arquitetos e demais profissionais que trabalham no ramo da
construção, pois ele tem papel fundamental na projeção e execução dos
ambientes que receberão esses equipamentos.
3
2. Procedimento de elaboração e documentação do projeto
Este processo deve ocorrer em etapas sucessivas, devendo atender às
necessidades do usuário de acordo com a normalidade exigida.
Deve ser feitos vários estudo preliminares, como: estudo de impacto
ambiental; eficiência do aparelho; influencias do terreno e arquitetônicas.
Este processo se dividi em anteprojeto, projeto, plantas de
detalhamento, projeto legal e executivo.
3. Condições Climáticas e termoigrométricas de projeto
O projetista deve dimensionar o sistema de acordo com o ambiente do
empreendimento, dando as condições de projeto conforme as restrições
encontradas em áreas de maior abrangência (comércio, autônomos). Calcular
analisando o clima interno e externo para gerar um sistema de conforto
segundo ABNT 164001-2:2008, tabelas Anexo A (normativas).
4. Cálculo de carga térmica.
Ter em mãos todos os fatores que interferem no desempenho térmico
do sistema, toda fonte que provoca dissipação de calor no ambiente
(computador, motores elétricos, pessoas, iluminação, etc.), mediante tabela
fornecida pelo fabricante do aparelho, obter o número de calorias por hora
(Kcal/h) necessária a cada tipo de ambiente, o volume de ar interno (m³).
Consultar Anexo C 1-2-3 (informativo)- ABNT NBR 16401: 1: 2008.
Fazer as transformações de unidades.
5. Critérios de Projeto do Sistema
Proceder aos cálculos de forma confiável, sem exceder ou minimizar o
sistema, buscar exatidão, proporcionando equilíbrio entre sistema e ambiente,
não causando desconforto interno e externo ( saúde, gastos excessivos de
energia, ruídos), obedecendo critérios da ABNT NBR 10152.
Compatibilizar o sistema com o projeto de segurança contra incêndios,
para não obstruir passagens de emergência e sobrecarregar o ambiente com
fumaça e gases tóxicos, garantindo segurança de vazão.
Seguir a ABNT NBR 16401-1: 2008 e ABNT NBR 9442 que fala sobre
os materiais isolantes.
4
6. Critérios de seleção dos equipamentos principais.
Grupos resfriadores de água: Projetar de acordo com a ARI 550/590, verificar
as exigências de eficiência.
Torres de resfriamento e condensadores evaporativos: para selecionar as
torres, depende do dimensionamento do sistema de resfriamento evaporativo e
torres de resfriamento: TBU e TBSc, freqüência 0,4%, resfriamento e
desumificação, tabela A.1 Anexo A (informativo), “bulbo úmido”. Seu
posicionamento é estipulado na ABNT NBR 16401-3.
Condensadores resfriados a ar: selecionado quando bulbo seco, projeto com
dimensionamento de sistema de resfriamento e desumificação, temperatura
sensível, ver TBS e TBUc da tabela A1 Anexo A (informativo). Trabalhando em
ambiente frio controla-se a pressão de condensação através dos ventiladores,
reduzindo ou aumentando a rotação do ventilador.
Sistema central multisplit: tomar cuidado com a capacidade, quando usado
externamente o comprimento equivalente dá perda de carga em linha
frigorífica.
Unidade de tratamento de ar: é recomendadas unidades com selo INMETRO
na classe A.
Ventiladores: as unidades de tratamento de ar precisam de ventiladores de alta
eficiência, pois interagem com o sistema, uniformizando o fluxo.
Bombas hidráulicas: trabalha com eficiência máxima, mas tomar cuidado com a
pressão de sucção para não ocorrer à cavitação.
Motores elétricos: dimensioná-los com cálculo exato da potência requerida.
5
7. Difusão do ar:
Devem satisfazer as condições estipuladas na ABNT NBR 16401 1-2.
Evitar os curtos-circuitos do ar ABNT NBR 16401-3.
Seleção de grelhas e difusores: devem ser selecionados de acordo com as
instruções do fabricante.
8. Distribuição de ar – Projeto.
O trajeto deve ser o menor possível, atender a ABNT NBR 16401-3,
para dimensioná-los ver (Referência Bibliográfica [c5]. Há vários métodos para
controlar as perdas de carga e custos do sistema ao longo de sua vida e tipos
de materiais de dutos. A classe de pressão do duto deve ser considerada pela
ABNT NBR 16401 tabela 1 – Classe de Pressão. O projeto deve apresentar
limite de vazamento admissível, fazendo ensaios de vazamento como condição
de aceitação da rede de dutos, verem tabela 2- Recomendação de classe de
vazamento de acordo com a aplicação. Os registros corta fogo e fumaça
devem estar de acordo com as UL 555, UL555 S ou DIN 4102-Parte 6 e
recomendações da SMACNA . Isolar os dutos metálicos para evitara
condensação em sua superfície,conforme UNE- 92106. Para o tratamento
acústico dos dutos verificar método de cálculo na Referência Bibliográfica [ 6].
9. Distribuição de ar- Construção dos dutos.
O projeto de detalhes para construção dos dutos deve ser de
responsabilidade da empresa instaladora. Aos dutos metálicos devem ser
adotadas as recomendações do manual SMACNA – HVAC duct constution
standards, dutos de material fibroso devem ser construídos com as
recomendações do manual SMACNA – Fibrous glass duct constrution
Standards
10. Instalação de água gelada, água quente e água de condensação.
Projetar de modo a não deixar água parada no interior durante 7 dias
para não proliferar microorganismos. Recomenda-se vazão variável
controladas por válvulas de 2 vias e para sistema de pequeno porte 3 vias. A
velocidade do fluído é recomendada nas tabelas 3 velocidade econômicas
6
recomendadas e 4 velocidade máxima recomendada para minimizar a
erosão.Para dimensionamento verificar Referências Bibliográficas [7], o
projetista deve dimensionar para equilibrar os custos da rede e do consumo de
energia. Os materiais são de aço-carbono, preto, galvanizado, cobre policloreto
de vinila (PVC). Quanto ao projeto da rede hidráulica, cotar a rede e distribuir
de forma a prever possíveis manutenções de reparo. A instaladora é
responsável pelos detalhes de execução das tubulações. Isolar as tubulações
de água quente e fria com material específico para evitar a condensação
superficial da água gelada.
11. Linhas frigoríficas.
Unidades interna e externa dos sistemas split e mult-split obedecem às
instruções do fabricante, sistemas de expansão direta seguem técnicas
convencionais dos sistemas frigoríficos, detalhes, Referência Bibliográfica [8].
12. Instalações elétricas obedecem a ABNT NBR 5410 de baixa tensão e
ABNT NBR 14039 média tensão, usar quadro de distribuição separando
sistema com central de água gelada e sistema com unidades autônimas com
medidor na entrada do alimentador.
13. Controle de automação.
Usar Controlador Lógico Programável, utilizar de protocolo de
comunicação aberto, preferencialmente BACNET ou MODBUS no caso de
interligação com o sistema supervisório dos quadros de controle se tiver
sistema de automação predial.
14. Ensaios de aprovação.
É exigido no projeto a realização de ensaios, ajustes e regulagens antes
do uso operacional da instalação, planejado e documentado. Especificar no
projeto desenhos, os locai de leituras de medição do fluxo.
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  • 1. CENTRO UNIVERSITÁRIO BARRIGA VERDE – UNIBAVE ENGENHARIA CIVIL CARLA ALBERTON DE BONA EVERALDO RICARDO CAMPOS GUSTAVO GOULART DE OLIVEIRA ANÁLISE CRÍTICA NBR 16401 INSTALAÇÕES DE AR CONDICIONADO ORLEANS Junho 2013 1
  • 2. SUMÁRIO 1. Introdução 2. Procedimento de elaboração e documentação do projeto 3. Condições Climáticas e termoigrométricas de projeto 4. Cálculo de carga térmica 5. Critérios de projeto do sistema 6. Critérios de seleção dos equipamentos principais 7. Difusão do ar 8. Distribuição do ar – Projeto 9. Distribuição do ar – Construção dos dutos 10. Instalações de água gelada, água quente e água de condensação 11. Linhas frigoríficas 12. Instalações elétricas 13. Controles e automação 14. Ensaios e aprovação 15. Fatores que afetam o conforto térmico 16. Avaliação das condições de conforto térmico 17. Parâmetros de conforto 18. Avaliação e controle 19. Ventilação 20. Filtragem 21. Requisitos de projeto e execução relativos à qualidade do ar 22. Requisitos de manutenção relativos à qualidade do ar 2
  • 3. Introdução A NBR (Norma Brasileira de Regulamentação) 16401 tem como objetivo geral normatizar os sistemas centrais e unitários de instalações de ar- condicionado. As exigências constituintes nesta norma dividem-se em três partes, projetos de instalação, parâmetros de conforto térmico e qualidade do ar interior. Os condicionadores de ar, são equipamentos indispensáveis no mundo moderno, proporcionam excelente qualidade térmica, facilitando o desempenho das mais variadas tarefas no cotidiano, tanto nas mais altas temperaturas, quanto nas mais baixas. Sendo assim, é necessário um conhecimento técnico e teórico aprofundado do equipamento, tanto para instaladores quanto para engenheiros, arquitetos e demais profissionais que trabalham no ramo da construção, pois ele tem papel fundamental na projeção e execução dos ambientes que receberão esses equipamentos. 3
  • 4. 2. Procedimento de elaboração e documentação do projeto Este processo deve ocorrer em etapas sucessivas, devendo atender às necessidades do usuário de acordo com a normalidade exigida. Deve ser feitos vários estudo preliminares, como: estudo de impacto ambiental; eficiência do aparelho; influencias do terreno e arquitetônicas. Este processo se dividi em anteprojeto, projeto, plantas de detalhamento, projeto legal e executivo. 3. Condições Climáticas e termoigrométricas de projeto O projetista deve dimensionar o sistema de acordo com o ambiente do empreendimento, dando as condições de projeto conforme as restrições encontradas em áreas de maior abrangência (comércio, autônomos). Calcular analisando o clima interno e externo para gerar um sistema de conforto segundo ABNT 164001-2:2008, tabelas Anexo A (normativas). 4. Cálculo de carga térmica. Ter em mãos todos os fatores que interferem no desempenho térmico do sistema, toda fonte que provoca dissipação de calor no ambiente (computador, motores elétricos, pessoas, iluminação, etc.), mediante tabela fornecida pelo fabricante do aparelho, obter o número de calorias por hora (Kcal/h) necessária a cada tipo de ambiente, o volume de ar interno (m³). Consultar Anexo C 1-2-3 (informativo)- ABNT NBR 16401: 1: 2008. Fazer as transformações de unidades. 5. Critérios de Projeto do Sistema Proceder aos cálculos de forma confiável, sem exceder ou minimizar o sistema, buscar exatidão, proporcionando equilíbrio entre sistema e ambiente, não causando desconforto interno e externo ( saúde, gastos excessivos de energia, ruídos), obedecendo critérios da ABNT NBR 10152. Compatibilizar o sistema com o projeto de segurança contra incêndios, para não obstruir passagens de emergência e sobrecarregar o ambiente com fumaça e gases tóxicos, garantindo segurança de vazão. Seguir a ABNT NBR 16401-1: 2008 e ABNT NBR 9442 que fala sobre os materiais isolantes. 4
  • 5. 6. Critérios de seleção dos equipamentos principais. Grupos resfriadores de água: Projetar de acordo com a ARI 550/590, verificar as exigências de eficiência. Torres de resfriamento e condensadores evaporativos: para selecionar as torres, depende do dimensionamento do sistema de resfriamento evaporativo e torres de resfriamento: TBU e TBSc, freqüência 0,4%, resfriamento e desumificação, tabela A.1 Anexo A (informativo), “bulbo úmido”. Seu posicionamento é estipulado na ABNT NBR 16401-3. Condensadores resfriados a ar: selecionado quando bulbo seco, projeto com dimensionamento de sistema de resfriamento e desumificação, temperatura sensível, ver TBS e TBUc da tabela A1 Anexo A (informativo). Trabalhando em ambiente frio controla-se a pressão de condensação através dos ventiladores, reduzindo ou aumentando a rotação do ventilador. Sistema central multisplit: tomar cuidado com a capacidade, quando usado externamente o comprimento equivalente dá perda de carga em linha frigorífica. Unidade de tratamento de ar: é recomendadas unidades com selo INMETRO na classe A. Ventiladores: as unidades de tratamento de ar precisam de ventiladores de alta eficiência, pois interagem com o sistema, uniformizando o fluxo. Bombas hidráulicas: trabalha com eficiência máxima, mas tomar cuidado com a pressão de sucção para não ocorrer à cavitação. Motores elétricos: dimensioná-los com cálculo exato da potência requerida. 5
  • 6. 7. Difusão do ar: Devem satisfazer as condições estipuladas na ABNT NBR 16401 1-2. Evitar os curtos-circuitos do ar ABNT NBR 16401-3. Seleção de grelhas e difusores: devem ser selecionados de acordo com as instruções do fabricante. 8. Distribuição de ar – Projeto. O trajeto deve ser o menor possível, atender a ABNT NBR 16401-3, para dimensioná-los ver (Referência Bibliográfica [c5]. Há vários métodos para controlar as perdas de carga e custos do sistema ao longo de sua vida e tipos de materiais de dutos. A classe de pressão do duto deve ser considerada pela ABNT NBR 16401 tabela 1 – Classe de Pressão. O projeto deve apresentar limite de vazamento admissível, fazendo ensaios de vazamento como condição de aceitação da rede de dutos, verem tabela 2- Recomendação de classe de vazamento de acordo com a aplicação. Os registros corta fogo e fumaça devem estar de acordo com as UL 555, UL555 S ou DIN 4102-Parte 6 e recomendações da SMACNA . Isolar os dutos metálicos para evitara condensação em sua superfície,conforme UNE- 92106. Para o tratamento acústico dos dutos verificar método de cálculo na Referência Bibliográfica [ 6]. 9. Distribuição de ar- Construção dos dutos. O projeto de detalhes para construção dos dutos deve ser de responsabilidade da empresa instaladora. Aos dutos metálicos devem ser adotadas as recomendações do manual SMACNA – HVAC duct constution standards, dutos de material fibroso devem ser construídos com as recomendações do manual SMACNA – Fibrous glass duct constrution Standards 10. Instalação de água gelada, água quente e água de condensação. Projetar de modo a não deixar água parada no interior durante 7 dias para não proliferar microorganismos. Recomenda-se vazão variável controladas por válvulas de 2 vias e para sistema de pequeno porte 3 vias. A velocidade do fluído é recomendada nas tabelas 3 velocidade econômicas 6
  • 7. recomendadas e 4 velocidade máxima recomendada para minimizar a erosão.Para dimensionamento verificar Referências Bibliográficas [7], o projetista deve dimensionar para equilibrar os custos da rede e do consumo de energia. Os materiais são de aço-carbono, preto, galvanizado, cobre policloreto de vinila (PVC). Quanto ao projeto da rede hidráulica, cotar a rede e distribuir de forma a prever possíveis manutenções de reparo. A instaladora é responsável pelos detalhes de execução das tubulações. Isolar as tubulações de água quente e fria com material específico para evitar a condensação superficial da água gelada. 11. Linhas frigoríficas. Unidades interna e externa dos sistemas split e mult-split obedecem às instruções do fabricante, sistemas de expansão direta seguem técnicas convencionais dos sistemas frigoríficos, detalhes, Referência Bibliográfica [8]. 12. Instalações elétricas obedecem a ABNT NBR 5410 de baixa tensão e ABNT NBR 14039 média tensão, usar quadro de distribuição separando sistema com central de água gelada e sistema com unidades autônimas com medidor na entrada do alimentador. 13. Controle de automação. Usar Controlador Lógico Programável, utilizar de protocolo de comunicação aberto, preferencialmente BACNET ou MODBUS no caso de interligação com o sistema supervisório dos quadros de controle se tiver sistema de automação predial. 14. Ensaios de aprovação. É exigido no projeto a realização de ensaios, ajustes e regulagens antes do uso operacional da instalação, planejado e documentado. Especificar no projeto desenhos, os locai de leituras de medição do fluxo. 7
  • 8. 8