Pressurização de sala de isolamento, Exercícios de Termodinâmica Aplicada

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Workshop:

Dimensionamento básico do sistema de

ar condicionado e ventilação mecânica

para um quarto de isolamento

respiratório (AII)

Eng⁰. Bruno Perazzo

Set/

Características do Programa

 Ambiente de isolamento respiratório (AII) com

antecâmara do tipo cascata e banheiro.

 Configuração sem recirculação de ar (100% de ar

exterior).

 Pé-direito livre do ambiente (piso ao nível do forro):

h=3,0m.

 Paredes até a laje de teto.

1. Bases de Dimensionamento

1.1 - Referências Normativas:

Brasil, Presidência da República, Secretaria-Geral, Subchefia para

Assuntos Jurídicos. Lei nº 13.589, de 4 de Janeiro de 2018. Dispõe

sobre a manutenção de instalações e equipamentos de sistemas de

climatização de ambientes.

ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas (2021): Tratamento de

ar em ambientes assistenciais de saúde (EAS) – Requisitos para projeto

e execução das instalações. Norma Brasileira n˚ 7256.

ANVISA, Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Regulamento Técnico

para planejamento, programação, elaboração e avaliação de projetos

físicos de estabelecimentos assistenciais de saúde. Resolução-RDC nº

50, de 21 de fevereiro de 2002

1. Bases de Dimensionamento

1.2 – Tipo de ambiente:

AII, ambiente de isolamento de infecções por aerossóis: de acordo com

NBR-7256, trata-se de local para o isolamento de pacientes com

suspeita ou confirmação de infecções transmitidas por aerossóis

menores que 5 μm, bem como salas de processo e guarda de materiais

e equipamentos potencialmente contaminados.

Ambiente (^) ambienteTipo de^ Classe de risco^ Temperatura (⁰C)

Umidade relativa (%)

Vazão mínima de ar exterior (ACH)

Vazão mínima de ar total (ACH)

Nível de pressão

Classe de filtragem do ar insuflado

Exaustão total do ar ambiente

AII sem recirculação, com antecâmara

AII 3 20 - 24 Máx. 60 12 12 (-) G4+F8 sim

1.3 – Bases de Dimensionamento:

De acordo com seção 6.3 e tabela A.2 da NBR-7256 (2021)

1. Bases de Dimensionamento

1.6 – Critérios de Dimensionamento:

• Instalação no Rio de Janeiro, condições externas de dimensionamento para verão:

o Freq.: 0,4%;

o Tbs = 38,1 ⁰C;

o Tbu = 25,6 ⁰C;

• Condições internas a serem mantidas:

o Tbs : 22 ± 2 ⁰C;

o UR: máx. 60%.

1. Bases de Dimensionamento

1.6 – Critérios de Dimensionamento:

- Área efetiva de vazamento dos elementos construtivos (ELA):

o Portas:

elemento Tipo ELA máxima*

P1 Dupla 0,04 m²

P2 Dupla 0,04 m²

P3 simples 0,03 m²

* Com base nos valores apresentados em Ashrae Handbook of Smoke Control.

o Forro:

elemento ELA máxima*

Forro 2,4 cm²/m²

* Com base nos valores apresentados pelo NIST/ASHRAE fundamentals 1997 (cap. 25).

Obs: Valores de referência adotados para este exercício. Avaliar em função das especificidades de cada caso.

2. Mapa de Pressões Diferenciais

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3. Dimensionamento das Vazões de Insuflação

Adotar o maior valor

Critério Carga Térmica

Critério renovação de ar

Para diluição de

contaminantes

Para controle de

temperatura e

umidade

3. Dimensionamento das Vazões de Insuflação

Ante-câmara Quarto AII WC AII

200 𝑚^3 /ℎ

750 𝑚^3 /ℎ

vem da UTA vem da UTA

4. Estimativa das vazões de exfiltração / infiltração

Ante-câmara Quarto AII WC AII

200 𝑚^3 /ℎ

750 𝑚^3 /ℎ

vem da UTA vem da UTA

• • • (^) - - -

infiltração por

Frestas na porta

infiltração por

Frestas no forro

Relação “power-law”:

Vazão de ar L/s

Expoente de fluxo

Diferença de pressão Pa

Coeficiente de fluxo

Dimensionamento/ Aproximação:

Área efetiva de vazamento (m²)

4. Estimativa das vazões de exfiltração / infiltração

elemento ELA* Área ΔP Vazão estimada: Adotado

antecâmara 2, cm²/m²

4,5 m² 5 Pa (^) 840 × 2,4 ×4,5 × 5 /10.000 =2 L/s ou 7 m³/h

10 m³/h

Quarto AII 2, cm²/m²

12 m² 10 Pa (^) 840 × 2,4 × 12 × 10 /10.000 =8 L/s ou 28 m³/h

50 m³/h

banheiro 2, cm²/m²

6 m² 15 Pa (^) 840 × 2,4 ×6,0 × 15 /10.000 =5 L/s ou 17 m³/h

20 m³/h

4.2 – Estimativa das vazões de infiltração por frestas nos forros

4. Estimativa das vazões de exfiltração / infiltração

Ante-câmara Quarto AII WC AII

200 𝑚^3 /ℎ

750 𝑚^3 /ℎ

vem da UTA vem da UTA

• • • (^) - - -

infiltração por

Frestas na porta

infiltração por

Frestas no forro

270 𝑚^3 /ℎ^ 200 𝑚^3 /ℎ^232 𝑘𝑔/ℎ

270 𝑚^3 /ℎ

10 𝑚^3 /ℎ

20 𝑚^3 /ℎ

50 𝑚^3 /ℎ

5. Dimensionamento das vazões de exaustão

5.2 – Quarto AII

Quarto AII

750 𝑚^3 /ℎ

270 𝑚^3 /ℎ

50 𝑚^3 /ℎ

Balanço de massa no

volume de controle:

(900 m³/h)

5. Dimensionamento das vazões de exaustão

5.3 – Ante-câmara

Ante-câmara

200 𝑚^3 /ℎ

270 𝑚^3 /ℎ

270 𝑚^3 /ℎ

10 𝑚^3 /ℎ

12 𝑘𝑔/ℎ Balanço de massa no

volume de controle:

(220 m³/h)