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Sistemas Hospitalares de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado

7.1.1 Objetivo do Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado Hospitalar

O objetivo do aquecimento, ventilação e ar condicionado hospitalar é criar um ambiente interno confortável e saudável, ao mesmo tempo que previne eficazmente as infeções adquiridas no hospital, mantém o ambiente médico e higiênico mais adequado exigido durante os processos médicos, implementa medidas de prevenção de desastres adequadas e garante a segurança, a eficácia e a confiabilidade dos equipamentos e sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado. Além disso, devem ser adotadas medidas para prevenir a propagação da poluição e economizar energia, tendo como premissa a proteção do meio ambiente global.

O aquecimento, a ventilação e o ar condicionado frequentemente atingem os seus objetivos através de um sistema único, composto por uma série de componentes e equipamentos. Entre eles, o ar condicionado envolve o maior número de componentes e equipamentos, incluindo geralmente fontes de frio e calor, unidades de tratamento de ar, equipamentos de distribuição e controlo automático. A grande maioria dos sistemas de ar condicionado tem as seguintes funções:

(1) Fornecer a capacidade de arrefecimento e aquecimento necessária.

(2) Recorrer a equipamentos de aquecimento, refrigeração, ventilação e ar condicionado para aquecer, arrefecer, humidificar, desumidificar e remover contaminantes do ar fornecido, bem como para reduzir o ruído.

(3) Distribuir o ar tratado (contendo ar fresco suficiente) por cada espaço condicionado e distribuí-lo de forma organizada no interior da divisão.

(4) Controlar e manter os parâmetros ambientais internos, como a temperatura do ar, a humidade, a qualidade do ar, o movimento do ar, o ruído e a diferença de pressão entre a divisão condicionada e o seu entorno, dentro de intervalos predefinidos.

O aquecimento é frequentemente descrito como o fornecimento de calor a um edifício no inverno e a manutenção de uma determinada temperatura interna por meio de radiadores internos de tipo radiante ou convectivo. A principal tarefa da ventilação é controlar as substâncias nocivas e o excesso de calor e humidade num espaço por meio de ar de insuflação, ar de exaustão ou da combinação de ambos, com ênfase na salvaguarda da saúde dos ocupantes. O ar condicionado refere-se ao controlo simultâneo de vários parâmetros e à manutenção do ambiente interno num estado estável. Por exemplo, a temperatura, a humidade, o movimento do ar, a qualidade do ar, o ruído e a diferença de pressão num espaço são controlados dentro de intervalos predeterminados, com ênfase em garantir o conforto dos ocupantes no espaço condicionado ou em cumprir os requisitos dos processos de produção.

7.1.2 Tarefas e Requisitos

(1) O ar condicionado geralmente pode ser classificado, de acordo com os requisitos do utilizador, em ar condicionado de conforto e ar condicionado de processo.

O ar condicionado de conforto fornece aos ocupantes um ambiente interno confortável e saudável, adequado ao seu trabalho; no caso de edifícios de escritórios, o ambiente interno disponibilizado também deve contribuir para melhorar a eficiência profissional dos ocupantes.

O ar condicionado de processo fornece o ambiente interno especial necessário para o fabrico de produtos, o armazenamento ou outros processos de investigação e desenvolvimento.

[Referência] Os hospitais dispõem de múltiplos departamentos internos, e as funções e requisitos de cada um são distintos. De um modo geral, um hospital geral divide-se em três grandes departamentos: o departamento de ambulatório, o departamento de internamento e o departamento de diagnóstico e tratamento.

O departamento de ambulatório é o local onde a grande maioria dos doentes é diagnosticada, tratada ou admitida; apresenta um grande fluxo de pessoas e uma ampla variedade de patologias, existindo mistura de doentes com diferentes doenças. O departamento de internamento é um espaço para o tratamento e reabilitação dos doentes, sendo também o local onde estes residem. Exceto em áreas especiais como salas de operações limpas, enfermarias assépticas e unidades de cuidados intensivos, de um modo geral, os departamentos de ambulatório e internamento requerem ar condicionado de conforto.

O departamento de diagnóstico e tratamento é o centro de diagnóstico e terapêutica de todo o hospital, bem como o centro de fornecimento de equipamentos, instrumentos médicos e produtos farmacêuticos. Trata-se do departamento com os equipamentos mais avançados e as funções mais complexas do hospital. Inclui serviços de fisioterapia, radiologia, análises clínicas laboratoriais, diagnóstico funcional, salas de isótopos, entre outros, e compreende também serviços de esterilização central, fornecimento de instrumentos e curativos, preparação e dispensa farmacêutica, distribuição de medicamentos, etc. A maior parte do controlo ambiental interno é determinada por requisitos de equipamentos e processos. Da mesma forma, o controlo ambiental interno de espaços como salas de operações limpas, enfermarias assépticas e unidades de cuidados intensivos é definido por requisitos de processos médicos; por conseguinte, a maioria dos departamentos do departamento de diagnóstico e tratamento pode ser classificada como ar condicionado de processo.

(2) Tarefas do aquecimento, ventilação e ar condicionado hospitalar.

Criar um ambiente confortável e saudável, capaz de fornecer ar fresco e limpo aos doentes e ao pessoal médico, e controlar parâmetros internos como a temperatura, a humidade e o movimento do ar, para que as pessoas se sintam confortáveis e à vontade.
Criar ambientes que promovam a eficácia dos cuidados médicos — por exemplo, manter os recém-nascidos aquecidos, controlar ambientes de alta temperatura para aumentar o metabolismo dos doentes ou ambientes de baixa temperatura para suprimir o metabolismo dos doentes durante intervenções cirúrgicas, manter enfermarias de alta humidade para doentes com doenças respiratórias como a asma, e fornecer um ambiente adequado para o metabolismo hídrico na terapia aberta de doentes com queimaduras de corpo inteiro — todas estas medidas são benéficas para o tratamento.
Criação de ambientes que garantam o funcionamento normal de equipamentos médicos, como os tomógrafos computadorizados por raios X (abreviadamente, tomógrafos CT), os aceleradores de elétrons e os aparelhos de imagem por ressonância magnética (abreviadamente, aparelhos de MRI). Para manter e plenamente exercer suas funções, os requisitos relativos ao ambiente interno são muito rigorosos. Além das salas principais de diagnóstico ou tratamento, esses equipamentos também envolvem grandes salas de máquinas, salas de informática e uma série de salas auxiliares. As salas de máquinas, salas de informática ou salas de diagnóstico e tratamento frequentemente possuem requisitos especiais para os parâmetros ambientais internos, e as diversas salas auxiliares também têm requisitos diferentes. Os grandes centros de informática utilizados para a gestão hospitalar moderna também possuem certos requisitos para o ambiente interno.

7.1.3 Seleção dos Tipos de Sistema e Princípios de Projeto

(1) Sistemas de HVAC.

Os tipos de sistema podem ser classificados, de acordo com o meio circulante no sistema, em sistemas todo-água, a vapor, todo-ar, ar-água, de refrigerante e outros tipos. Especificamente, a seleção de um sistema de HVAC adequado deve levar em consideração diversos aspectos, como a utilização e a natureza do edifício, as características das cargas térmicas e de umidade, os parâmetros de controle e sua precisão, a área e a localização da sala de máquinas do ar condicionado, além do investimento inicial e dos custos de operação e manutenção.

Sistemas todo-ar Todas as cargas da sala são suportadas por ar tratado de forma centralizada.

Os sistemas todo-ar podem ser ainda divididos, de acordo com a variação do volume de ar de insuflamento, em:

Sistemas de volume de ar constante. O estado do ar de insuflamento varia com as alterações na carga térmica e de umidade interna, enquanto o volume de ar fornecido à sala permanece constante. Quando a carga térmica e de umidade é elevada, a diferença de temperatura do ar de insuflamento é grande; quando a carga térmica e de umidade é baixa, a diferença de temperatura do ar de insuflamento é pequena.
Sistemas de volume de ar variável. O volume de ar de insuflamento varia com as alterações na carga térmica e de umidade interna, enquanto o estado do ar de insuflamento permanece basicamente inalterado. Quando a carga térmica e de umidade é elevada, é fornecido um volume de ar maior; quando a carga térmica e de umidade é baixa, é fornecido um volume de ar menor.

Sistemas ar-água Parte da carga de ar condicionado é suportada por ar tratado de forma centralizada, enquanto as cargas restantes são tratadas pela água, que atua como meio entregue a dispositivos dentro da sala climatizada, onde o ar interno é tratado localmente (aquecimento, resfriamento, etc.). Os sistemas ar-água incluem sistemas que combinam ar externo com unidades de ventiloconvector, ventilação por deslocamento combinada com tetos radiantes, entre outros.

Sistemas todo-água Todas as cargas da sala são suportadas por água gelada ou água quente fornecida centralizadamente, como os sistemas de ventiloconvectores, sistemas de painéis radiantes de água gelada (quente) e sistemas de aquecimento por água quente.

Sistemas de refrigerante e a vapor As cargas de resfriamento e aquecimento necessárias no ambiente interno são fornecidas inteiramente pela evaporação e condensação do refrigerante dentro da sala. De acordo com o método de resfriamento do condensador externo no verão, eles podem ser classificados em tipos resfriados a ar, resfriados a água e outros; de acordo com a instalação e combinação, podem ser classificados em tipo janela, tipo armário vertical (a unidade de refrigeração e o equipamento de ar condicionado montados no mesmo armário vertical) e tipo split (geralmente o compressor e o condensador formam a unidade externa, enquanto o evaporador é a unidade interna, além de unidades multi-split controladas por inversor de frequência), entre outros. Os sistemas de aquecimento a vapor, que no inverno utilizam a condensação do vapor e a liberação de calor em equipamentos internos de dissipação de calor (aquecedores ventilados, radiadores), também pertencem a esta categoria. Os sistemas de aquecimento a vapor podem ser ainda divididos em sistemas de aquecimento a vapor de baixa pressão e de alta pressão.

【Referência】 Os sistemas todo-ar de volume de ar constante podem ser divididos, de acordo com a forma de utilização do ar de retorno, em sistemas de passagem única (sistemas com 100% de ar externo), sistemas de retorno primário de ar e sistemas de retorno primário e secundário de ar. A mistura de ar externo com o ar de retorno interno é geralmente chamada de retorno primário de ar, enquanto a mistura do ar de retorno interno com o ar que já passou por tratamento térmico e de umidade é chamada de retorno secundário de ar.

Os sistemas com 100% de ar externo são utilizados apenas quando o volume de ar exaurido das salas do sistema é superior ao volume de ar de insuflamento calculado a partir da carga, e nos casos em que as salas do sistema contêm substâncias perigosas ou gases nocivos, ou onde o processo possui requisitos específicos e não é permitida a recirculação de ar. Quando a sala climatizada permite uma diferença de temperatura maior do ar de insuflamento ou o ganho de umidade interno é elevado, deve ser adotado um sistema de retorno primário de ar. Quando a sala climatizada requer uma diferença de temperatura menor do ar de insuflamento, ou o ganho de umidade interno é baixo e a faixa de flutuação permitida da umidade relativa é ampla, é preferível um sistema de retorno secundário de ar.

Como os sistemas de passagem única (sistemas com 100% de ar externo) consomem energia excessiva, o ar de retorno deve ser utilizado o máximo possível, desde que seja garantido o volume de ar externo necessário.

【Referência】 De acordo com a disposição dos equipamentos do sistema de HVAC, os sistemas são classificados em sistemas centralizados, descentralizados (locais) e semicentralizados (híbridos). [Referência] Quanto ao tipo de ar condicionado mais adequado para edifícios hospitalares, não é possível fazer generalizações. Como os diversos departamentos de um edifício hospitalar diferem em função e nos seus requisitos de ar condicionado, não é possível selecionar um tipo único uniforme; um sistema adequado pode ser escolhido com referência à Tabela 7.1. Em comparação com outros edifícios, os sistemas de ar condicionado hospitalares são complexos e envolvem inúmeros métodos, apresentando maiores dificuldades de projeto, construção e gestão.

Tabela 7.1 Comparação dos Sistemas de HVAC

Item	Sistema HVAC centralizado	Sistema HVAC semicentralizado	Sistema HVAC totalmente descentralizado
Natureza do espaço ou processo produtivo	Alto coeficiente de uso simultâneo entre os ambientes; os processos médicos ou produtivos são contínuos; adequado para processos produtivos em larga escala	Cada ambiente possui certo grau de independência; os processos médicos ou produtivos podem ser contínuos; a contaminação cruzada entre os ambientes pode ser evitada	Cada ambiente é independente, com um único processo médico ou produtivo; adequado para projetos de reforma
Características do espaço	Os ambientes têm área relativamente grande e são numerosos, com localização centralizada, mas a temperatura, a umidade, a limpeza ou o grau de esterilidade dos ambientes não devem diferir muito	Os ambientes estão localizados centralmente, e diferentes ambientes podem ser combinados em um único sistema	Ambientes individuais ou ambientes com localização dispersa
Custo do equipamento por unidade de área	Relativamente baixo	Depende do preço das unidades terminais; o custo situa-se entre os dois	Relativamente alto
Manutenção e operação	Requer operadores especialmente treinados, mas a carga de trabalho de manutenção é pequena; a gestão do sistema é relativamente complexa, e os ambientes individuais não podem fazer seus próprios ajustes	Entre os tipos centralizado e totalmente descentralizado; cada ambiente pode ajustar por conta própria, e a gestão é conveniente	Operação simples; os ocupantes podem operá-lo eles mesmos, mas a carga de trabalho de manutenção é relativamente grande; o ajuste e a gestão são simples

(2) Princípios de projeto para sistemas de ar condicionado hospitalares.

Zoneamento adequado do ar condicionado. O sistema de ar condicionado deve ser zoneado com cuidado. Primeiro, devem ser realizados uma investigação detalhada e uma comparação repetida a respeito das funções dos vários departamentos e ambientes do hospital, dos parâmetros de projeto do ar condicionado interno, da situação dos equipamentos, dos requisitos de higiene, das horas de uso e das cargas de ar condicionado; somente então o sistema poderá ser zoneado de forma racional, de modo a garantir os parâmetros exigidos por cada ambiente, reduzir as influências adversas entre diferentes zonas, facilitar a gestão e a manutenção e diminuir os custos operacionais. Em geral, é preferível que ambientes com altos requisitos de limpeza, ambientes severamente contaminados ou áreas independentes e autônomas sejam transformados em sistemas separados.
Métodos de ar condicionado adequados. Além de garantir a temperatura, a umidade e a limpeza especiais exigidas por cada ambiente, a escolha do método de ar condicionado hospitalar também afeta o investimento inicial do sistema, os custos operacionais, o ruído e a vibração internos e a capacidade de remoção de contaminação. Na seleção do método de ar condicionado, também deve ser dada ênfase particular à facilidade de uso, aos baixos requisitos de manutenção e à alta confiabilidade, especialmente para salas de cirurgia, salas neonatais, unidades de terapia intensiva e similares. Dadas as capacidades relativamente fracas de gestão e manutenção do ar condicionado nos hospitais do país, se o sistema HVAC ou seus modos de operação e controle forem complexos demais, frequentemente os resultados previstos no projeto não poderão ser alcançados.
O sistema deve ser flexível e ter capacidade de reserva. A flexibilidade do sistema se reflete principalmente em sua capacidade de se adaptar ao desenvolvimento da tecnologia médica e à atualização dos equipamentos de diagnóstico e tratamento. Enfatizar a flexibilidade do sistema (incluindo as fontes de resfriamento e aquecimento) e deixar capacidade de reserva tem o objetivo de acomodar mudanças na planta baixa do edifício hospitalar, mudanças nas cargas internas e as necessidades de reforma ou expansão do edifício.
Altos requisitos de atenuação de ruído e redução de vibração. A maioria dos departamentos hospitalares possui altos requisitos de atenuação de ruído e redução de vibração; caso contrário, a recuperação dos pacientes será prejudicada, o trabalho médico normal dos profissionais de saúde será perturbado e alguns equipamentos de diagnóstico e tratamento de precisão poderão até ser afetados. A atenuação de ruído e a redução de vibração devem ser consideradas de forma abrangente, levando em conta o zoneamento do sistema, a escolha do tipo de sistema, a seleção de equipamentos e a localização das salas de equipamentos.
O sistema deve incorporar medidas de economia de energia. O coeficiente de uso simultâneo do ar condicionado hospitalar é relativamente baixo: alguns departamentos, como as enfermarias, precisam operar 24 horas por dia; alguns, como as salas de cirurgia, precisam funcionar apenas por períodos curtos; e alguns, como as salas de atendimento de emergência, precisam poder funcionar a qualquer momento, resultando em uma grande diferença entre as cargas de pico e de vale. Alguns departamentos exigem que o aquecimento ou o ar condicionado seja ligado com antecedência e desligado com atraso, o que acrescenta complexidade à transição sazonal do sistema. Em geral, o ar condicionado hospitalar exige uma grande quantidade de ar fresco, e alguns departamentos exigem até 100% de ar fresco. Tudo isso exige que correspondentes medidas de economia de energia sejam consideradas no projeto do sistema.
Tamanho adequado do sistema. As funções dos vários departamentos em um edifício hospitalar diferem muito, e seus horários de funcionamento também variam. Portanto, o sistema de ar condicionado não deve ser excessivamente grande ou centralizado, mas também é desnecessário adotar sistemas descentralizados em excesso. Em geral, é aconselhável adotar o fornecimento centralizado de fontes de resfriamento e aquecimento, com distribuição zoneada …o sistema é preferível. Nos hospitais na China, exceto em enfermarias e locais semelhantes, o ar condicionado é desligado à noite. Deve-se atentar para o princípio de que cada zona de ar condicionado deve poder ser vedada das demais; caso contrário, a infecção cruzada pode ser facilmente causada pelo movimento descontrolado do ar através de dutos, poços de escada ou entre as zonas. [Referência] Nos hospitais, os processos e atividades médicas, assim como a equipe médica e os pacientes, geram continuamente substâncias nocivas que poluem o ar interior e fazem com que ele não atenda aos padrões higiênicos. A forma mais eficaz de evitar que as substâncias nocivas poluam o ar interior é capturá-las diretamente nos pontos onde são geradas e, após a purificação, descarregá-las no exterior; esse método de ventilação é chamado de ventilação de exaustão localizada. Um sistema de ventilação de exaustão localizada requer pequeno volume de ar e apresenta bons resultados, portanto, deve ter prioridade no projeto.

Um sistema de ventilação de exaustão localizada é geralmente composto por coifas de exaustão locais, dutos de ar, equipamentos de purificação, ventiladores, etc.

[Referência] Se, devido a limitações das condições médicas, a fontes não fixas ou dispersas de substâncias nocivas ou a outros motivos, não for possível adotar a ventilação de exaustão localizada, ou se, após sua adoção, a concentração interior de substâncias nocivas ainda exceder os padrões higiênicos, será necessário ventilar todo o espaço, ou seja, insuflar uma grande quantidade de ar novo para diluir a concentração de substâncias nocivas de toda a área até que ela fique abaixo da concentração máxima permitida; esse método é chamado de ventilação geral. É importante ressaltar que a eficácia da ventilação geral está relacionada não apenas à taxa de ventilação, mas também à organização do fluxo de ar de ventilação. Isso requer selecionar corretamente um método de ventilação adequado, dispor de forma racional as posições das saídas de insuflamento e de exaustão, distribuir os volumes de ar e selecionar os tipos de saídas, a fim de alcançar melhores resultados com um volume de ventilação menor.

[Referência] Os três métodos comumente utilizados para a ventilação geral são os seguintes:

① Ventilação por diluição. Este é o método mais utilizado, também conhecido como ventilação mista. O fluxo de ar limpo insuflado se distribui de forma turbulenta no ambiente, difundindo-se e misturando-se continuamente no interior do recinto, diluindo as substâncias nocivas no ar interior e reduzindo sua concentração, ao mesmo tempo em que descarrega continuamente o ar poluído no exterior, de modo que a concentração de substâncias nocivas no ar interior não exceda o limite máximo permitido especificado pelos padrões higiênicos.

Para determinar a taxa de ventilação por diluição, o cálculo se baseia inicialmente em uma situação ideal, a saber: assume-se que as substâncias nocivas são emitidas de forma uniforme no recinto (a distribuição da concentração de substâncias nocivas no ar interior é homogênea), que a mistura entre o fluxo de ar insuflado e o ar interior se completa instantaneamente, e que os fluxos de ar de insuflamento e exaustão são isotérmicos. Portanto, com base no balanço de massa, a taxa de ventilação por diluição necessária para que a concentração de substâncias nocivas no interior atinja $y_2$ em regime permanente pode ser calculada pela seguinte fórmula:

$$L = \frac{x}{y_2 - y_0}\ (\mathrm{m^3/s}) \tag{7.1}$$

Onde: $L$ — taxa de ventilação por diluição ($\mathrm{m^3/s}$);

$x$ — taxa de emissão de substâncias nocivas (g/s);

$y_0$ — concentração de substâncias nocivas no ar insuflado ($\mathrm{g/m^3}$);

$y_2$ — concentração de substâncias nocivas no ar interior ($\mathrm{g/m^3}$), determinada de acordo com os padrões higiênicos.

Na realidade, a distribuição das substâncias nocivas no recinto e do fluxo de ar de ventilação nunca é totalmente uniforme, tampouco o processo de mistura pode ser concluído instantaneamente. Mesmo que a concentração média interior de substâncias nocivas esteja em conformidade com os padrões higiênicos, a concentração de substâncias nocivas no ar próximo às fontes pode ainda ser muito superior à média interior. A fim de garantir que a concentração de substâncias nocivas na zona de respiração das pessoas próximas às fontes se mantenha abaixo do valor permitido, a taxa de ventilação por diluição efetivamente necessária é muito maior que o valor calculado pela fórmula (7.1). Por esse motivo, um fator de segurança $K$ é introduzido na fórmula (7.1), de modo que ela passa a ser:

$$L = \frac{Kx}{y_2 - y_0}\ (\mathrm{m^3/s}) \tag{7.2}$$

A determinação do fator de segurança $K$ deve levar em consideração diversos fatores, como a toxicidade das substâncias nocivas, a distribuição das fontes e a não uniformidade de sua emissão, a organização do fluxo de ar interior e a eficácia da ventilação; em geral, ele pode ser selecionado empiricamente na faixa de 3 a 10.

② Ventilação por deslocamento, também chamada de ventilação por deslocamento térmico. As saídas de ar insuflado são frequentemente instaladas na parte inferior do recinto, e as saídas de ar de retorno, na parte superior. É insuflado ar levemente resfriado a baixa velocidade ($V<0{,}2\sim0{,}3$m/s); devido à diferença de densidade em relação ao ar interior, ele desce e se difunde lentamente, formando uma camada de “piscina rasa de ar novo” na parte inferior de todo o recinto. Onde houver calor excedente (como pessoas, equipamentos etc.) tem um gradiente positivo de temperatura na direção vertical. O ar fresco insuflado na parte inferior, com perturbação relativamente pequena, atravessa primeiro a zona de trabalho sob a ação da flutuabilidade térmica, escoa sobre as fontes de calor (como ocupantes, equipamentos etc.), arrasta o ar quente circundante e sua temperatura aumenta; impulsionado pelo “empurrão” do ar de insuflamento subsequente, ele sobe direcionalmente em direção à boca de retorno, onde é “sugado”, formando um escoamento aproximadamente de deslocamento no ambiente. O ar poluído na zona de trabalho é continuamente substituído por ar fresco ligeiramente mais frio até que se atinja um estado estacionário. Os ocupantes do ambiente estão sempre envolvidos pelo fluxo de ar fresco insuflado. Devido à restrição do teto, forma-se uma estratificação de concentração no ambiente: a parte superior do ambiente apresenta maior concentração de poluentes e uma mistura mais completa, enquanto a parte inferior está relativamente limpa e estagnada, garantindo assim a qualidade do ar interior. Observa-se que a vazão de ar de insuflamento exigida é menor do que a da ventilação por diluição. A ventilação por deslocamento é geralmente adequada para ocasiões em que as fontes de poluição são acompanhadas por fontes de calor, com altura do ambiente não inferior a 2,4 m.

③ Ventilação por fluxo unidirecional (Unidirectional airflow ventilation). Também chamada de ventilação por extrusão; o fluxo unidirecional é, por vezes, denominado fluxo de pistão. O ar fresco limpo forma, em toda a seção transversal do ambiente (que pode ser vertical ou horizontal), um escoamento com linhas de corrente paralelas, uma única direção e velocidade uniforme, como um grande pistão empurrando todo o ar interno poluído para fora. Uma vez que os poluentes sejam gerados no ambiente, eles são removidos pelo trajeto mais curto e não se espalham. Essa forma de ventilação requer a maior vazão de ar e apresenta o melhor desempenho. No entanto, tem elevado custo de construção e grandes despesas operacionais, só podendo ser utilizada em locais que exigem alta limpeza. Sua vazão de ar de insuflamento é determinada pela seguinte fórmula:

$$L = v \cdot S , (\mathrm{m^3/s}) \tag{7.3}$$

onde: $L$ — vazão de ar de insuflamento ($\mathrm{m^3/s}$); $v$ — velocidade média do ar na seção transversal ($\mathrm{m/s}$); $S$ — área da seção transversal do ambiente ($\mathrm{m^2}$).

De acordo com o padrão de escoamento dominante no ambiente, os fluxos de ar acima podem ser divididos em dois grandes tipos. A ventilação por diluição tradicional e a ventilação por fluxo unidirecional são distribuições de ar controladas por fluidodinâmica, enquanto a ventilação por deslocamento térmico é uma distribuição de ar interior controlada termicamente. A ventilação por diluição ideal atinge uma concentração uniforme em todos os pontos do ambiente, com a concentração do ar de exaustão igual à concentração na zona de trabalho interna. As concentrações do ar de exaustão na ventilação por fluxo unidirecional e na ventilação por deslocamento são muito maiores do que a concentração na zona de trabalho interna, o que demonstra que sua eficácia de ventilação é superior à da ventilação por diluição. O fluxo unidirecional também é frequentemente utilizado em salas altamente limpas e estéreis.

【Referência】O resfriamento radiante é um novo tipo de método de condicionamento de ar surgido na Europa nos últimos anos. Uma abordagem mais adequada é utilizar a ventilação por deslocamento em combinação com um teto resfriado. O painel de teto resfriado e as tubulações de água podem ser fabricados como uma unidade integral, formando diretamente uma unidade de painel de teto; ou as tubulações de água e o painel metálico de teto podem ser conectados por meio de aletas, formando uma unidade; as tubulações de água também podem ser embutidas no painel de teto na forma de tubos capilares e montadas em uma unidade de instalação. O teto resfriado apenas pode remover a carga térmica sensível e não pode remover a carga de umidade. Para evitar condensação no painel de teto, a temperatura da água de alimentação deve ser superior à temperatura do ponto de orvalho do ar interior, geralmente acima de 14 °C.

Quando a carga de resfriamento é elevada, o sistema de ventilação por deslocamento deve, no mínimo, remover a carga de umidade interna, e a capacidade de resfriamento do teto resfriado deve ser controlada em 50%–60% da capacidade total de resfriamento, a fim de garantir a operação normal do sistema de ventilação por deslocamento. A ventilação por deslocamento também favorece a remoção de substâncias nocivas internas e não causa infecção cruzada, sendo, portanto, muito adequada para uso em enfermarias hospitalares, mas é dispendiosa.

As fontes frias comumente utilizadas incluem o seguinte:

Como o resfriamento de piso utiliza água gelada a cerca de 17 °C, onde houver água de poço ou água subterrânea disponível, o custo é particularmente baixo.
Bombas de calor: como podem tanto resfriar quanto aquecer, são especialmente adequadas para sistemas de resfriamento e aquecimento de piso e têm operação confiável; utilizam-se principalmente bombas de calor ar/água e, por vezes, também bombas de calor água/água.
Água em temperatura adequada produzida em processos tecnológicos.

【Referência】Se um sistema de resfriamento de piso for utilizado no verão e também houver necessidade de aquecimento no inverno, adotar um piso radiante de baixa temperatura é um bom método. Ele utiliza o piso interno da edificação para realizar a troca térmica. Em geral, considera-se que a temperatura da água gelada para resfriamento de piso deve ser controlada entre 16 e 18 °C; se a temperatura da água for muito baixa, ocorrerá condensação no piso e os pés sentirão desconforto. Para garantir o conforto humano, a temperatura da superfície do piso deve, preferencialmente, ser superior a 18 °C. Sob essa condição, dependendo da temperatura ambiente, a temperatura do ambiente pode ser reduzida em 3 a 5 °C. Em regiões relativamente secas, a temperatura da água pode até ser reduzida para 13 °C sem causar condensação, caso em que o efeito de resfriamento é bastante intensificado. A temperatura da superfície do piso é afetada pela temperatura externa e pelo grau de isolamento térmico da envoltória do edifício, Isso deve ser totalmente considerado. Por exemplo, em condições de alta carga, quando a temperatura da superfície da parede atinge 30℃, mesmo que a temperatura da água de entrada seja tão baixa quanto 10℃, a temperatura do piso raramente cai abaixo de 20℃, portanto não ocorre condensação.

Durante o aquecimento de inverno, este sistema utiliza água quente de baixa temperatura que percorre todo o piso como superfície dissipadora de calor. Ao mesmo tempo que o piso aquece o ar circundante por transferência de calor por convecção, ele também troca calor por radiação com as estruturas de fechamento circundantes, elevando assim a temperatura da superfície desses fechamentos; a transferência de calor por radiação representa aproximadamente 50% da transferência de calor total. Além de vantagens como economizar a área útil dos ambientes e facilitar a decoração e a mobília interna, as características mais marcantes do aquecimento de piso são o conforto e a eficiência energética. O aquecimento radiante pode reduzir a dissipação de calor radiante do corpo humano causada pela baixa temperatura das superfícies internas dos fechamentos, aumentando assim o conforto humano. Quando se utiliza aquecimento radiante, como o fluxo de ar interno é fraco, o coeficiente de transferência de calor por convecção entre as superfícies internas dos fechamentos e o ar interno é bastante reduzido, diminuindo consideravelmente a perda de calor do edifício. Atualmente, seu custo ainda é relativamente elevado, e ele é utilizado apenas para aquecer espaços abertos em hospitais (como postos de enfermagem) ou outros locais que exigem alto grau de conforto.

7.1.4 Fontes de resfriamento e aquecimento hospitalar

As fontes de calor geralmente são caldeiras a vapor e caldeiras de água quente, com combustíveis incluindo carvão, óleo e gás; também pode ser utilizado vapor de alta pressão ou água de alta temperatura fornecidos por usinas termelétricas. As fontes de resfriamento incluem o tipo por compressão elétrica e o tipo por absorção, frequentemente fabricados na forma de unidades para fornecer diretamente meios de resfriamento (como ar, água, fluidos refrigerantes, etc.). O tipo por compressão elétrica pode ser dividido em alternativo, de parafuso e centrífugo, podendo também ser classificado em apenas resfriamento e bomba de calor; o tipo por absorção inclui unidades de efeito simples, duplo efeito e até triplo efeito, além de geradores de água fria/quente a fogo direto. Suas capacidades e desempenhos são apresentados na Tabela 7.2.

Tabela 7.2 Faixa de capacidade e desempenho das máquinas frigoríficas

Tipo		Capacidade/kW	Taxa de eficiência energética COP (energia primária)	Taxa de eficiência energética COP (energia secundária)
Compressão elétrica	Alternativo	70～140	3,2	1,12
Compressão elétrica	Parafuso	75～1 800	3,3	1,16
Compressão elétrica	Centrífugo	350～1 800	3,5	1,26
Absorção	Efeito simples	350～3 500	0,58	0,50
Absorção	Duplo efeito	350～3 500	1,30	1,11
Absorção	Gerador de água fria/quente a fogo direto	350～3 500	0,97	0,82

Nota: A temperatura de entrada/saída da água gelada das máquinas frigoríficas por compressão elétrica é 7℃/12℃, e a temperatura de entrada/saída da água das máquinas frigoríficas por absorção é 8℃/13℃.

[Referência] O COP (Coeficiente de Desempenho) na tabela é denominado parâmetro de desempenho de uma máquina frigorífica; é a razão entre o trabalho inserido (compressor) e o trabalho produzido (capacidade de refrigeração) da máquina frigorífica (ou bomba de calor). Nos Estados Unidos, é chamado de taxa de eficiência energética EER (Energy Efficiency Ratio), e o EER ao longo de um período é chamado de taxa de eficiência energética sazonal (SEER).

[Referência] A seleção das fontes de resfriamento e aquecimento na fase inicial de construção de um hospital é muito importante e deve basear-se na política nacional básica de utilização racional da energia, melhoria da eficiência de utilização da energia e conservação de energia. Bons equipamentos de fontes de resfriamento e aquecimento e suas combinações também devem ser capazes de reduzir a carga ambiental e possuir confiabilidade, segurança e economia, além de facilidade de manutenção e gestão e alto desempenho para atualizações. Como a estrutura energética e os preços variam de região para região e a força econômica difere consideravelmente, a seleção também está sujeita a restrições de muitos aspectos, como proteção ambiental e proteção contra incêndios. Além disso, todos esses fatores estão em constante mudança, por isso é muito difícil obter um esquema fixo e mais razoável de combinação de fontes de resfriamento e aquecimento. Atualmente, existem os seguintes esquemas de combinação de fontes de resfriamento e aquecimento e os correspondentes princípios de seleção (Tabela 7.3). Tabela 7.3 Sistemas de fontes de calor (resfriamento) para ar-condicionado

Método	Combinação de fontes de resfriamento e aquecimento	Princípios de seleção
Método convencional	Máquina frigorífica por compressão elétrica e caldeira (a carvão, a óleo, a gás); máquina frigorífica por compressão elétrica e aquecimento municipal (ou distrital)	Quando o fornecimento local de energia elétrica não é restrito, as máquinas frigoríficas por compressão elétrica são preferidas; os sistemas grandes utilizam principalmente unidades centrífugas, os sistemas de médio porte utilizam principalmente unidades de parafuso e os sistemas pequenos utilizam principalmente unidades alternativas; onde as condições permitirem, são preferidos o aquecimento centralizado ou as caldeiras a óleo e a gás
Máquina frigorífica por absorção de brometo de lítio	Tipo por absorção de efeito simples e caldeira; tipo por absorção de duplo efeito e caldeira	Preferido quando o fornecimento de energia elétrica é restrito e há fornecimento de calor de uma usina termelétrica ou caldeiras suficientes para o aquecimento de inverno, especialmente quando há calor residual ou calor excedente disponível para utilização
Máquina frigorífica por absorção de brometo de lítio	Gerador de água gelada/quente a fogo direto	Preferido quando o fornecimento de energia elétrica é restrito e há gás barato disponível no verão
Método por bomba de calor	Fonte de água	Edifícios com zonas internas e perimetrais que necessitam de resfriamento e aquecimento simultâneos, ou onde existam fontes de água limpa disponíveis
Método de bomba de calor	Fonte de calor do ar	Pequenos e médios edifícios que necessitam de ar condicionado durante todo o ano, ou onde o uso de energia primária é inconveniente
Método de bomba de calor	Fonte de calor do solo	Regiões com boas condições geotérmicas
Método de bomba de calor	Recuperação de calor	Preferida em situações onde há calor residual ou calor excedente disponível
Método especial	Método de energia total	Desenvolver ativamente a tecnologia de cogeração combinada de calor, energia elétrica e resfriamento onde as condições permitirem
Método especial	Resfriamento e aquecimento distrital	Desenvolver ativamente estações de resfriamento e aquecimento distrital onde as condições permitirem
Método especial	Método de armazenamento de frio (calor)	Para equilibrar a diferença entre pico e vale no fornecimento de energia, podem ser promovidos sistemas que combinam ar condicionado com armazenamento térmico e distribuição de ar a baixa temperatura; se houver uma tarifa de eletricidade preferencial substancial, os sistemas pequenos também podem adotar caldeiras elétricas que armazenam calor usando eletricidade fora do horário de pico

[Referência] De modo geral, o investimento em fontes de resfriamento e aquecimento e seu consumo de energia operacional correspondem a cerca de 30% de todo o sistema de ar condicionado, portanto a seleção das unidades é de grande importância. De acordo com a Cláusula 4.8 da norma nacional Operação Econômica de Sistemas de Ar Condicionado, unidades de refrigeração com alto coeficiente de desempenho (COP) devem ser priorizadas. Geralmente, a seleção de resfriadores de água é determinada com base na carga calculada, não devendo ser aplicado nenhum fator de seleção adicional.

[Referência] Na China, especialmente no sul, as bombas de calor são cada vez mais utilizadas diretamente como fonte de resfriamento e aquecimento para o controle do ambiente interno. Classificadas por fonte de calor, existem os tipos de fonte de água, fonte de ar e fonte de solo.

Uma bomba de calor é definida como um dispositivo que absorve calor de uma fonte de calor a uma temperatura mais baixa e o transfere para uma fonte de calor a uma temperatura mais alta. Pode-se observar que todos os equipamentos de refrigeração, incluindo aparelhos de ar condicionado e máquinas de refrigeração que operam em ciclos de refrigeração, são bombas de calor. No entanto, na prática da engenharia, o termo bomba de calor geralmente se refere a sistemas com o aquecimento como finalidade; existem bombas de calor que fornecem tanto aquecimento quanto resfriamento, bem como bombas de calor apenas para aquecimento ou bombas de calor de recuperação de calor que fornecem aquecimento e resfriamento simultaneamente.

O ciclo de aquecimento de uma bomba de calor é o mesmo que o ciclo de refrigeração, exceto que ele pode, conforme necessário, controlar o fornecimento de calor para o ambiente climatizado por meio de seu condensador ou o fornecimento de resfriamento por meio de seu evaporador; por vezes, tanto o aquecimento quanto o resfriamento são utilizados.

① Para sistemas de ar condicionado, é particularmente importante selecionar o tipo comum de unidade de água gelada (quente) por bomba de calor de fonte de ar com alto coeficiente de desempenho (COP). A capacidade de aquecimento de uma bomba de calor deve ser compatível com a carga de aquecimento do edifício. Como a temperatura e a umidade do ar externo variam muito conforme a região, a estação e o horário do dia, essas variações têm um impacto significativo no projeto, na seleção e na operação de bombas de calor de fonte de ar. O principal problema das bombas de calor de fonte de ar é que, à medida que a temperatura do ar externo diminui, a temperatura de evaporação cai, a eficiência da bomba de calor diminui e a capacidade de aquecimento decresce, enquanto a demanda de calor do edifício aumenta. Especialmente quando a temperatura do ar cai abaixo de －5℃, a capacidade de aquecimento cai drasticamente, resultando em um desequilíbrio entre oferta e demanda. À medida que a temperatura ambiente muda, há excesso ou insuficiência de capacidade de aquecimento durante a maior parte do tempo.

② O rápido desenvolvimento de unidades de refrigeração por absorção de brometo de lítio, especialmente unidades de queima direta, proporcionou opções mais flexíveis para a seleção de fontes de resfriamento e aquecimento. Sua característica mais notável é o baixo consumo de eletricidade; por exemplo, o consumo de energia da própria unidade de água gelada/quente por absorção de brometo de lítio de queima direta é apenas 3%～4% do de um resfriador centrífugo, e mesmo quando os equipamentos auxiliares são levados em consideração, o consumo de energia é de apenas cerca de 23%. Portanto, quando o fornecimento de energia elétrica é apertado, ou quando hospitais e redes de calor têm fornecimento de vapor barato ou água quente a alta temperatura, ou quando outro calor residual está disponível, selecionar uma máquina de refrigeração por absorção de brometo de lítio pode ser uma solução melhor. No entanto, a eficiência de utilização de energia das unidades de refrigeração por absorção de brometo de lítio é menor do que a dos resfriadores de compressão elétrica.

[Referência] As máquinas de refrigeração por absorção de brometo de lítio devem ser determinadas racionalmente de acordo com as condições de fonte de calor (ou combustível) disponíveis para o usuário; de acordo com a Tabela

7.4 Seleção de Tipos de Unidades com Base nos Parâmetros da Fonte de Calor.

Tabela 7.4　Parâmetros de Fonte de Calor de Vários Tipos de Unidades em Condições Nominais

Tipo de Unidade	Tipo e Parâmetros da Fonte de Calor (ou Combustível)
Unidade de queima direta	Gás natural, gás de cidade, óleo leve
Unidade de duplo efeito a vapor	Pressão nominal do vapor de 0,25, 0,4, 0,6, 0,8 (MPa)
Unidade de duplo efeito a água quente	Água quente ＞150℃
Unidade de efeito simples a vapor	Gás residual (0,1MPa)
Unidade de efeito simples a água quente	Calor residual (água quente a 80～150℃)
【Referência】A configuração padrão de uma unidade de absorção de brometo de lítio de queima direta oferece uma capacidade de aquecimento equivalente a 80% de sua capacidade de refrigeração, sendo uma configuração relativamente econômica e razoável. Portanto, ao selecionar uma unidade de brometo de lítio de queima direta, deve-se considerar a correspondência entre as cargas de refrigeração e aquecimento do edifício e as capacidades de refrigeração e aquecimento da unidade. Quando a carga de aquecimento exceder a capacidade de aquecimento da unidade, não se deve aumentar a capacidade de aquecimento por meio do aumento do porte do tipo de unidade; caso contrário, o investimento aumentará e a eficiência da unidade diminuirá. O gerador de alta pressão ou o queimador podem ser ampliados adequadamente, mas se forem ampliados em excesso, isso também afetará a correspondência entre os geradores de alta e baixa pressão, causando igualmente redução da eficiência e aumento do consumo de energia.

A maioria dos hospitais na China construiu salas de caldeiras centrais como fontes de calor, todas utilizando caldeiras a vapor. O número de caldeiras deve, preferencialmente, ser de 2 ou mais para garantir o fornecimento de vapor ao hospital. Além de fornecer vapor para todo o hospital, as caldeiras a vapor também podem fornecer água quente para aquecimento e água quente doméstica ao hospital por meio de trocadores de calor vapor-água na estação de troca de calor. De modo geral, os horários de pico de uso de vapor do hospital e os horários de pico de aquecimento do hospital são deslocados durante o dia, de modo que o vapor excedente pode ser utilizado para produzir água quente para aquecimento e água quente doméstica por meio de trocadores de calor. A seleção da caldeira pode ser baseada nas condições de abastecimento de combustível local, escolhendo-se caldeiras a carvão, a óleo ou a gás, ou caldeiras de aquecimento elétrico.

No entanto, os hospitais consomem uma grande quantidade de água quente, portanto a sala de caldeiras deve, preferencialmente, instalar tanto caldeiras a vapor quanto caldeiras de água quente. O combustível das caldeiras de água quente deve, preferencialmente, ser o mesmo das caldeiras a vapor, o que oferece flexibilidade de uso, custos operacionais mais baixos do que a produção de água quente por meio de troca de calor vapor-água, e reduz bastante o consumo de energia de transmissão.

【Referência】Os sistemas de ar condicionado aquecidos por redes de calor urbanas ou fontes de calor de salas de caldeiras regionais (vapor, água quente) devem ser equipados com trocadores de calor para fornecimento de calor. Os trocadores de calor devem ser de tipos novos, altamente eficientes, de estrutura compacta, fáceis de manter e com vida útil longa. A capacidade dos trocadores de calor deve ser determinada de acordo com a carga de aquecimento calculada. Quando a fonte de calor primária apresentar estabilidade baixa, a área da superfície de transferência de calor do trocador de calor deve ser multiplicada por um fator de 1,1～1,2. O condensado de vapor dos trocadores de calor vapor-água geralmente deve ser recuperado e reutilizado. Os trocadores de calor devem ser equipados com dispositivos automáticos de controle de temperatura.

【Referência】Nos últimos anos, por preocupação com a proteção do ambiente urbano, muitas grandes cidades proibiram a queima de carvão e promoveram ativamente energias limpas como o gás natural (e até mesmo a eletricidade). No passado, os hospitais adotavam salas de caldeiras centrais para fornecer vapor de forma centralizada para aquecimento, uma abordagem baseada inteiramente no modelo de caldeira a carvão, originalmente destinada a melhorar a eficiência das caldeiras a carvão e reduzir as emissões de poluentes. Para o gás natural (ou eletricidade), a poluição deixou de ser um problema, e a diferença de eficiência entre caldeiras de grande e pequeno porte não é mais significativa. Como a rede de tubulação de gás (ou rede elétrica) do hospital já chega a todos os departamentos, não é necessário investir pesadamente na construção de uma rede de calor; caldeiras de água quente de pequena capacidade (ou os chamados grandes aquecedores de água) podem ser instaladas no local. Elas quase não apresentam requisitos especiais para os locais de instalação, e sua operação e gerenciamento são muito simples. Esse aquecimento descentralizado e independente permite alcançar facilmente um zoneamento e uma tubulação razoáveis, além de encurtar bastante as distâncias de transmissão; cada departamento pode ligar e desligar as caldeiras a qualquer momento conforme necessário, e os problemas de diferentes departamentos que iniciam o funcionamento mais cedo e encerram mais tarde são, portanto, facilmente resolvidos. Como os usuários finais podem utilizar as fontes de calor de forma mais conveniente e eficaz, as dificuldades de projeto e gerenciamento da antiga rede de aquecimento central — como aquecimento por zona, aquecimento antecipado e aquecimento de emergência — são resolvidas e, ao mesmo tempo, o “gotejamento, escape e vazamento” das tubulações de transmissão de vapor também é eliminado, reduzindo bastante as perdas de transmissão de calor.

7.1.5　Configuração e Requisitos da Sala de Máquinas

(1) Os hospitais geralmente devem adotar sistemas centralizados de fornecimento de refrigeração e aquecimento. Ao selecionar unidades resfriadoras, geralmente não deve haver menos de 2 unidades; quando apenas 1 unidade for necessária, deve ser selecionado um modelo de múltiplos compressores com controle conjunto. O número de unidades resfriadoras não deve ser excessivo e deve ser compatível com os padrões de variação da carga de ar condicionado e os requisitos de regulação. Unidades de ar condicionado compactas ou split, resfriadas a ar ou a água, descentralizadas, só devem ser adotadas quando as seguintes condições forem atendidas.

Edifícios onde a área climatizada é relativamente pequena, onde um sistema centralizado de fornecimento de refrigeração e aquecimento é antieconômico, ou onde não é possível dispor de salas de máquinas e tubulações.
Edifícios nos quais os ambientes que necessitam de ar condicionado apresentam disposição muito dispersa.
Em edifícios com sistemas centralizados de refrigeração e aquecimento, os poucos ambientes cujos horários de uso e requisitos de utilização são distintos.
Ambientes com requisitos especiais de temperatura e umidade.

(2) Os seguintes pontos devem ser observados na seleção de unidades de ar condicionado e na disposição das salas de máquinas em hospitais.

A localização da sala de máquinas e a disposição das unidades devem levar em conta fatores como inspeção rotineira, manutenção e substituição das unidades.
Devem ser selecionadas unidades de ar condicionado capazes de prevenir eficazmente a contaminação secundária. As serpentinas, bandejas de drenagem, umidificadores, entre outros componentes das unidades de ar condicionado e das unidades ventiloconvectoras, devem ser de fácil limpeza e desinfecção.
Para facilitar a manutenção das unidades de ar condicionado ou a substituição dos seus filtros internos, é recomendável instalar os equipamentos na sala de máquinas ou em uma intercamada técnica. Para facilitar a operação e a gestão de manutenção, eles não devem ser instalados no interior de forros de teto.
A área da sala de máquinas de ar condicionado e o tamanho do espaço entre a unidade de ar condicionado e as diversas conexões de tubulação devem ser dimensionados para que filtros, válvulas e demais componentes possam ser operados e mantidos com facilidade.

[Referência] Em salas de máquinas de grande e médio porte, a sala de máquinas principal e a sala de bombas devem, preferencialmente, ser instaladas separadamente, devendo ser disponibilizadas uma sala de controle (com janelas de observação ou divisórias de vidro) e uma sala de manutenção, com unidades terminais de ar condicionado alocadas nesses ambientes. A sala de máquinas deve contar com instalações de abastecimento de água e drenagem, e o piso e as bases dos equipamentos devem ser revestidos com materiais de fácil limpeza. A sala de máquinas deve dispor de boas instalações de ventilação. Salas de máquinas localizadas em subsolos devem contar com ventilação mecânica, com taxa de trocas de ar não inferior a 6 vezes por hora.

[Referência] Os equipamentos da sala de máquinas devem ser dispostos de forma compacta, com trajeto de tubulação racional, operação facilitada e espaço de manutenção adequado, além de cumprir os seguintes requisitos:

① A distância livre entre uma unidade e a parede não deve ser inferior a 1,0 m, e a distância em relação ao painel de distribuição de energia não deve ser inferior a 1,5 m.

② A distância livre entre unidades entre si, ou entre uma unidade e outros equipamentos, não deve ser inferior a 1,2 m.

③ Deve ser reservada uma distância para manutenção não inferior ao comprimento do evaporador, do condensador ou do gerador de baixa temperatura.

④ A distância livre entre a unidade e as tubulações, dutos de chaminé ou eletrocalhas localizadas acima dela não deve ser inferior a 1,0 m.

⑤ A largura das passagens principais na sala de máquinas não deve ser inferior a 1,5 m.

[Referência] No projeto de sala de máquinas de unidades de absorção a fogo direto, o projeto dos tanques de armazenamento de óleo e dos tanques de óleo diário, do sistema de abastecimento de óleo (gás) e do sistema de exaustão de gases de combustão deve cumprir as disposições pertinentes das normas nacionais vigentes.

7.1.6 Cálculo das Cargas de Ar Condicionado e do Volume de Ar de Insuflamento

(1) Os distúrbios de calor e umidade no ambiente interno têm duas origens: uma natural e outra proveniente de processos produtivos e atividades humanas. No âmbito natural, as variações de temperatura e umidade da atmosfera externa e a intensidade do calor da radiação solar afetam os parâmetros do ambiente interno por meio da envoltória do edifício e do ar admitido no recinto; no âmbito interno, calor ou umidade são liberados durante a operação de processos e o funcionamento de equipamentos produtivos, e inclusive em edifícios civis, corpos humanos, iluminação, equipamentos, eletrodomésticos etc. também geram calor ou umidade — todos esses fatores afetam os parâmetros do ambiente interno. O calor excedente e a umidade excedente geralmente também variam com as mudanças nas condições internas e externas; a partir desses valores, o calor excedente e a umidade excedente que exercem maior influência, ou que afetam frequentemente o equilíbrio interno, devem ser definidos como as grandezas de “carga” para os cálculos de ar condicionado; por vezes, o calor excedente interno no verão é chamado de “carga interna de resfriamento”, e o calor excedente no inverno é chamado de “carga interna de aquecimento”. A magnitude das cargas de calor e umidade tem influência decisiva nos equipamentos e na escala do sistema de ar condicionado, além de impactar a racionalidade e a economicidade do sistema. Por isso, medidas razoáveis devem ser analisadas em conjunto a partir de aspectos de arquitetura, processos etc. para reduzir a carga.

Além das cargas de ambiente citadas acima (cargas que ocorrem no interior dos ambientes climatizados), as cargas de sistema (cargas que ocorrem fora dos ambientes climatizados) também constituem as cargas de ar condicionado. Por exemplo, a carga de ar fresco causada pela diferença entre o estado do ar fresco e o estado do ar interno, e as cargas causadas pela transferência de calor por meio de dutos de ar e pelo calor gerado por ventiladores, não atuam diretamente no espaço interno, mas, em última instância, também são suportadas pelo sistema de ar condicionado. Portanto, os equipamentos de tratamento de ar também devem ser selecionados de acordo com a carga do sistema.

A carga de uma sala de cirurgia limpa apresenta as características de uma sala limpa biológica. Os equipamentos médicos da sala de cirurgia não devem ser considerados como uma carga de calor (resfriamento) estável e contínua, o que elevaria excessivamente a estimativa de carga da sala de cirurgia.

Atualmente, a maioria das salas de cirurgia são pequenas câmaras estanques instaladas no interior das estruturas de envoltória de construções civis, com diversos tubos percorrendo os corredores intermediários entre as câmaras. Se Com uma planta baixa de dois corredores ou uma planta similar, a sala operatória situa-se na zona interior. A proporção da carga de ar condicionado atribuível à envolvente do edifício é ainda menor, e o cálculo da carga pode ser integralmente considerado como transferência de calor em regime estacionário. Antes da cirurgia, praticamente não existe carga de humidade na sala; durante o procedimento cirúrgico, o pessoal reúne-se em volta da mesa operatória, pelo que a geração de humidade fica concentrada. Além disso, embora atualmente existam cada vez mais dispositivos médicos na sala, poucos são utilizados continuamente durante toda a operação, e o fator de utilização simultânea também é reduzido — isto verifica-se mesmo em cirurgias de grande porte, como a cirurgia cardíaca. Acresce que, entre os dispositivos recentemente desenvolvidos, predominam os de finalidade específica, enquanto os de finalidade geral são escassos. Para operações de rotina, o equipamento médico habitualmente utilizado consiste apenas em alguns itens, como unidades eletrocirúrgicas e máquinas de anestesia. Relativamente, o ganho de calor por iluminação e a geração de calor e humidade pelo pessoal variam pouco. Por outras palavras, as caraterísticas da carga durante a cirurgia são que a carga térmica varia consideravelmente, enquanto a carga de humidade é relativamente estável, o que provoca grandes variações na relação calor-humidade interior — esta é a principal causa de a humidade relativa interior exceder o limite especificado. Por conseguinte, a capacidade de refrigeração do sistema de ar condicionado da sala operatória pode ser dimensionada de acordo com a carga térmica (de refrigeração) de pico, mas a configuração do sistema deve ter mais em conta as variações da relação calor-humidade; também não é adequado aplicar diretamente unidades industriais de temperatura e humidade constantes.

(2) A capacidade e o equipamento do sistema de ar condicionado. Estes são geralmente determinados com base na carga de refrigeração de verão. Uma vez que as perturbações térmicas e de humidade na sala climatizada diferem entre o inverno e o verão, sendo o grau de impacto no verão superior ao do inverno, e porque as medidas e dispositivos para refrigeração e desumidificação do ar são mais complexos do que os para aquecimento e humidificação do ar, e o investimento em equipamento e os custos operacionais também são maiores no verão do que no inverno, o caudal de ar de insuflação e a capacidade do equipamento são normalmente determinados de acordo com a carga de verão. Exceto para salas que requerem ar condicionado durante todo o ano, no sul da China o ar condicionado é utilizado sobretudo durante a estação quente. Mesmo em regiões frias onde é necessário aquecimento, o interior de alguns edifícios continua a ser aquecido por equipamentos de aquecimento no inverno, e o ar condicionado é utilizado apenas no verão.

[Referência] Os ganhos de calor e de humidade calculados de verão de uma sala ou zona climatizada devem ser determinados de acordo com os itens da Tabela 7.5:

Tabela 7.5 Ganhos de calor e de humidade calculados de verão

N.º	Ganho de calor calculado de verão da sala ou zona climatizada	Ganho de humidade calculado de verão da sala ou zona climatizada
1	Calor transferido através da envolvente do edifício	Ganho de humidade através da envolvente do edifício
2	Calor dissipado pelo corpo humano	Humidade dissipada pelo corpo humano
3	Calor transportado pelo ar de infiltração	Humidade transportada pelo ar de infiltração
4	Calor dissipado por alimentos ou materiais	Humidade dissipada por alimentos ou materiais
5	Calor dissipado por equipamentos, aparelhos, tubagens e outras fontes de calor internas	Humidade dissipada por equipamentos
6	Calor radiante solar que penetra através de janelas exteriores	Humidade dissipada em processos de reação química
7	Calor dissipado pela iluminação	Humidade dissipada a partir de diversas superfícies húmidas, superfícies líquidas ou correntes líquidas
8	Calor latente gerado juntamente com diversos processos de dissipação de humidade

[Referência] O controlo do ambiente térmico e de humidade interior é conseguido através do fornecimento de uma determinada quantidade de ar para a sala (designado ar de insuflação) para remover as cargas de calor e humidade interiores, de modo que o calor e a humidade do ar interior atinjam um estado relativamente equilibrado e os parâmetros ambientais interiores possam ser controlados dentro de um determinado intervalo. Por conseguinte, o caudal de ar de insuflação ou os parâmetros do ar de insuflação do sistema de ar condicionado devem ser determinados de acordo com os valores das cargas de calor e humidade da sala climatizada, e o ar de insuflação deve ser tratado por dispositivos de tratamento de ar para as funções de refrigeração, aquecimento, desumidificação e humidificação. Se o caudal de ar de insuflação for fixo, o valor da carga determina os parâmetros do ar de insuflação; se os parâmetros do ar de insuflação forem fixos, o valor da carga determina o caudal de ar de insuflação. Ao remover as perturbações de calor e humidade, deve também ser fornecida uma determinada quantidade de ar fresco (designado ar exterior) e descarregada uma determinada quantidade de ar interior (designado ar de exaustão) para manter o ar interior adequadamente limpo. Em situações gerais, é necessário que o caudal de ar de compensação seja superior ao caudal de ar de exaustão para evitar a infiltração de ar exterior, de modo a que a limpeza e outros parâmetros interiores sejam menos afetados pelas condições externas. Para efeitos de poupança de energia, parte do ar interior é frequentemente reutilizada ao ser devolvida ao sistema, passando a integrar o ar de insuflação; esta porção de ar é designada ar de retorno.

7.1.7 Poupança de Energia dos Sistemas de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado (AVAC)

Etapas de tradução

Preservar a estrutura Markdown, numeração, valores e rótulos originais.
Traduzir o texto técnico para português com terminologia apropriada de AVAC e energia.
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Tradução

(1) Os hospitais são edifícios de alto consumo energético, e as cargas hospitalares incluem AVAC, abastecimento de água e drenagem, energia elétrica e iluminação, além das cargas necessárias aos serviços médicos. Entre elas, as cargas de serviços médicos incluem abastecimento de água quente, abastecimento para cozinha e serviços de alimentação, esterilização e desinfecção e lavanderia, principalmente na forma de vapor, com algumas utilizações de gás e eletricidade. A carga de serviços médicos é a maior carga do hospital, correspondendo a 25%～38% da carga consumida anualmente. Antigamente, dava-se atenção apenas ao facto de que a transferência de calor e os vazamentos de autoclaves, esterilizadores e tubulações quentes se converteriam em cargas de ar-condicionado; agora, a dissipação de calor de grandes equipamentos de diagnóstico e tratamento, de novos tipos de instalações médicas (como salas de reabilitação por hidroterapia), de grandes sistemas informáticos e de equipamentos em alguns sistemas de salas limpas biológicas tornou-se cargas de ar-condicionado que não podem ser ignoradas, alterando assim significativamente a composição da carga de ar-condicionado dos edifícios hospitalares e a proporção de cada componente. Com a modernização dos hospitais na China, a conservação de energia nos sistemas de AVAC deve receber grande atenção, especialmente nos seguintes aspetos:

A quantidade de ar novo necessária nos hospitais é elevada e as exigências são rigorosas; alguns departamentos exigem mesmo 100% de ar novo. Muitos departamentos ou seções também precisam extrair o pó, as bactérias, os odores, o calor excessivo, a umidade excessiva e os gases nocivos que geram, pelo que a exaustão é necessária em muitos locais e em grandes volumes. Alguns departamentos também possuem requisitos rigorosos de controle de pressão positiva, e grandes quantidades de ar novo são descarregadas para o exterior como ar de vazamento não controlado. Manter uma pressão positiva adequada é fundamental para reduzir a vazão de ar novo. Se a pressão positiva for demasiado baixa, o espaço limpo não fica protegido contra a intrusão de ar externo poluído; se for demasiado elevada, a reposição de ar novo do sistema aumenta e a carga de ar novo cresce. Para reduzir o consumo energético do ar novo, a forma de reduzir a vazão de ar novo, a vazão de exaustão e a vazão de ar de infiltração por pressão positiva, ao mesmo tempo que se cumprem os requisitos, tem sido sempre uma questão importante na climatização hospitalar. Além de determinar razoavelmente a vazão de ar novo, o controle de vazão variável de ar novo é atualmente uma medida eficaz.
Onde as condições o permitirem, deve adotar-se o pré-tratamento centralizado do ar novo. Isto não só permite captar ar novo de alta qualidade e realizar uma filtragem de ar eficaz, como também torna muito conveniente adotar diferentes métodos de tratamento do ar novo de acordo com as diferentes estações, ou utilizar um permutador de calor total para resfriar previamente o ar novo; facilita também a manutenção e a gestão. Já existem experiências bem-sucedidas no exterior: não só é possível fornecer ar novo com parâmetros estáveis, como o consumo energético do ar novo também é bastante reduzido.
Os hospitais estão repletos de água quente residual, água de resfriamento e condensado. Por receio de contaminação cruzada, estes geralmente não são recuperados para a sala de caldeiras para reutilização. Se as águas residuais forem recolhidas centralmente e o lado de baixa temperatura de uma bomba de calor for utilizado para recuperar o calor contido nessas águas residuais, enquanto o lado de alta temperatura, na outra extremidade, eleva esse calor a um nível utilizável para novo fornecimento, trata-se de um método indireto de utilização do calor residual. Este método independe da existência de poluição no calor residual e não causa infecção cruzada, sendo por isso muito adequado para hospitais. Embora o investimento seja um pouco mais elevado, a quantidade de calor residual recuperada anualmente é considerável.
A tubulação de distribuição dos sistemas de fornecimento de calor é uma questão importante na conservação de energia. O zoneamento e a tubulação razoáveis podem encurtar a distância de transporte; o número de juntas de flange e válvulas deve ser reduzido tanto quanto possível, de modo a minimizar ao máximo as quedas de pressão desnecessárias. Reforçar a vedação e o isolamento das tubulações, selecionar bons purgadores de vapor e reduzir o “gotejamento, emissão e vazamento” nas tubulações diminuirá a perda de calor no transporte. Além disso, os purgadores de vapor não devem ser instalados em shafts de tubulações ou forros, o que pode reduzir bastante a transferência de calor e os vazamentos e também diminuir a carga de ar-condicionado das salas vizinhas.
Com a modernização dos hospitais, cada vez mais locais hospitalares adotam tecnologia de salas limpas. Devido à grande vazão de ar e à elevada resistência dos sistemas de purificação, o consumo energético de transporte do sistema tornou-se a maior carga da climatização; além disso, a elevada taxa de ar novo dos sistemas de purificação resulta numa grande carga de ar novo. Entre essas cargas, o consumo energético de transporte do sistema é uma carga estável, enquanto a carga de ar novo varia com as estações. A chave para reduzir o consumo energético de transporte do sistema reside na redução da vazão de ar insuflado e da resistência do sistema. Portanto, a vazão razoável de ar insuflado necessária deve ser calculada de acordo com a situação real, em vez de estimada a partir da taxa de renovação de ar recomendada. Além disso, a vazão de ar de projeto é calculada com base na resistência final dos filtros do sistema; na operação real, como os filtros ainda não atingiram a sua resistência final, a vazão de ar em operação é normalmente muito maior do que a vazão de ar de projeto. Portanto, operar o ventilador a velocidade variável para obter uma operação do sistema com vazão de ar constante é de grande importância para a poupança de energia.
Embora a vazão de ar de insuflamento do sistema de ar condicionado de purificação seja muito grande, distinguir a vazão de ar de climatização da vazão de ar de purificação dentro do sistema também tem grande importância para a economia de energia. Isso ocorre porque a vazão de ar de climatização no ar insuflado se destina principalmente a remover as cargas térmicas e de umidade internas e deve ser tratada pela unidade de tratamento de ar, enquanto a vazão de ar de purificação serve para atender aos requisitos de limpeza e precisa apenas passar por uma nova filtragem. Quanto mais alta a classe, menor a proporção da vazão de ar de climatização na vazão de ar de purificação. Se a vazão de ar de purificação não retornar à casa de máquinas para ser tratada pela unidade de tratamento de ar, mas retornar diretamente à sala limpa por meio de um ciclo curto, a energia de transporte pode ser economizada de forma muito eficaz, e isso é ainda mais notável em sistemas de salas limpas de classe alta. Eliminar o calor gerado pelos motores dos ventiladores do sistema de ar condicionado de purificação também tem um efeito considerável de economia de energia; medidas como posicionar o motor do ventilador fora da unidade de tratamento de ar e não utilizar tomadas de insuflamento com filtro acionado por ventilador no sistema também podem reduzir efetivamente o calor gerado pelos ventiladores. Para salas limpas de classe baixa, devem ser utilizados, tanto quanto possível, filtros de subalta eficiência e baixa resistência, o que pode reduzir bastante a resistência do sistema e, consequentemente, a potência do ventilador.
Muitas cidades estão revisando seus sistemas tarifários de energia elétrica e adotando preços horários de uso; a utilização da diferença de preço entre o dia e a noite para armazenamento de gelo ou armazenamento de calor impulsionou o desenvolvimento da tecnologia de armazenamento de energia térmica, e os exemplos mais bem-sucedidos são as unidades resfriadoras parafuso de dupla condição e seus equipamentos de armazenamento de frio. Existem vários tipos de armazenamento de gelo, como o tipo serpentina de gelo (sistema de armazenamento de gelo por evaporação direta), o tipo congelamento total, o tipo esfera de gelo e o tipo colheitadeira de gelo. Antes de determinar o modo de operação do armazenamento de gelo, a carga de resfriamento horária do ar condicionado do edifício deve primeiro ser calculada com bastante precisão e um diagrama de carga elaborado; em seguida, o modo de operação deve ser determinado de acordo com os períodos locais de uso de energia, requisitos de investimento e assim por diante. Geralmente, há dois requisitos: primeiro, maximizar o corte de pico e o preenchimento de vale do fornecimento de energia da rede e, segundo, minimizar o investimento inicial. Para encontrar o equilíbrio ideal entre esses dois objetivos conflitantes, adota-se majoritariamente a descarga de frio conforme horário para atender a ambos os requisitos. Geralmente, as quantidades de descarga de frio durante os dois períodos de pico de consumo de energia e durante o pico da carga de ar condicionado devem ser determinadas primeiro, e somente então a capacidade ideal de armazenamento de frio e a capacidade do resfriador podem ser determinadas, de modo a maximizar o efeito de corte de pico e preenchimento de vale e reduzir a capacidade instalada do resfriador, diminuindo assim o investimento inicial.

[Referência] Piscinas (tanques) de armazenamento de água quente também são uma forma de armazenamento de energia. A instalação de uma piscina de armazenamento de água quente pode reduzir o investimento em equipamentos e os custos operacionais, mas, para alcançar economia de energia, seu uso se limita às seguintes situações:

① Quando um sistema de recuperação de calor pode ser utilizado.

② Quando não são utilizados combustíveis fósseis, como no aquecimento solar.

③ Quando há energia elétrica de baixo custo no período noturno ou calor residual de fábrica disponível.

Por outro lado, como o sistema de piscina de armazenamento de água quente consome a energia adicional a seguir, ele não economiza energia, exceto nos casos mencionados acima:

① A piscina de armazenamento de água quente apresenta uma perda de energia superior a 10% em um período contínuo de 24 h.

② Como deve ser adotado um circuito de água aberto, a altura manométrica da bomba precisa ser aumentada, resultando em um aumento acentuado da potência da bomba.

(2) Para alguns métodos de economia de energia em hospitais, a viabilidade de sua aplicação e possíveis problemas, consulte a Tabela 7.6.

Tabela 7.6　Métodos de economia de energia para hospitais e sua viabilidade

Sistema	Método de economia de energia	Viabilidade e efeito da aplicação em hospitais	Problemas existentes
Sistema de fonte de resfriamento e aquecimento	Selecionar capacidade e número apropriados de unidades para que os equipamentos mantenham operação de alta eficiência em todas as estações	Em carga parcial (0,5), eficiência operacional ≥80%	Muitas unidades aumentam o investimento e a área da casa de máquinas
Sistema de fonte de resfriamento e aquecimento	Selecionar equipamentos com alto coeficiente de performance	Depende da relação entre preço e custo de manutenção e o benefício
Sistema de fonte de resfriamento e aquecimento	Uso flexível de energias naturais (energia solar, águas subterrâneas, etc.)	Depende das condições de energia natural da região	Subsidência do solo, poluição da água subterrânea
Sistema de fonte de resfriamento e aquecimento	Uso eficaz do armazenamento térmico (de frio)	Depende da área ocupada, diferencial de preço da energia elétrica e benefícios	Aumenta o investimento e a área da casa de máquinas
Sistema de fonte de resfriamento e aquecimento	Bombas de calor de recuperação de calor (gases residuais, água de condensado, água de resfriamento, etc.)	Adequado para locais com planejamento rigoroso de drenagem	Se as fontes de calor residual forem dispersas, a recuperação sistemática é difícil
Sistema de fonte de resfriamento e aquecimento	Adoção de resfriadores por absorção	Aproveitamento integral do vapor excedente no verão	Economiza eletricidade, mas não energia; atentar para a poluição ambiental das caldeiras
Sistema de distribuição	Transportar água é mais eficiente energeticamente do que transportar ar	Utilizar sistemas a água tanto quanto possível para transportar as fontes de resfriamento e aquecimento	As unidades fan coil internas são desfavoráveis às condições assépticas
Sistema de distribuição	Aumentar a diferença de temperatura no transporte para reduzir o volume transportado	Utilizar armazenamento de frio para reduzir a temperatura do meio de transporte	Observar o desempenho das unidades terminais
Sistema de distribuição	Transporte de vazão variável	Utilizar a regulação de vazão variável de água tanto quanto possível nos sistemas de ar condicionado	Os dispositivos de regulação de velocidade das bombas são relativamente caros
Sistema de distribuição	Isolamento de tubulações de transporte	Adotar a espessura ideal de isolamento	Atenção ao desempenho antifogo dos materiais isolantes
Sistema de ar condicionado	Zoneamento mais adequado do sistema	Zonear de acordo com as características do hospital	Atenção ao fluxo de ar invertido entre zonas quando os sistemas de zona forem desligados
Sistema de ar condicionado	Regulação de vazão variável de ar exterior	É benéfica para melhorar a qualidade do ar interior	Difícil de aplicar em sistemas não centralizados
Sistema de ar condicionado	Adoção de trocadores de calor total	Atenção ao arranjo dos dutos de ar exterior e de exaustão no projeto	Vazamento de ar poluído nos trocadores de calor total
Sistema de ar condicionado	Adoção de tecnologia de purificação para aumentar a vazão de ar de retorno	Desde que a vazão mínima de ar exterior seja garantida, a vazão de ar exterior do sistema pode ser reduzida	Alguns gases poluentes internos são difíceis de remover com eficácia
Sistema de ar condicionado	Redução das perdas por mistura e por reaquecimento	Zoneamento adequado	Aumenta a complexidade do sistema
Sistema de ar condicionado	Melhoria da qualidade do ar exterior para reduzir a vazão de ar exterior do sistema	Captar ar exterior de alta qualidade, reduzir a distância de transporte e a poluição ao longo do trajeto
Sistema de controle	Definição do horário ideal de partida e operação	Efeito significativo de economia de energia para departamentos com operação intermitente	Em áreas com requisitos de gradiente de diferença de pressão, o controle deve ser aplicado com cautela
Sistema de controle	Seleção da proporção ideal de equipamentos (número de unidades, capacidade)
Sistema de controle	Definição dos parâmetros ideais do ar de insuflamento	Adotar o modo de regulação com prioridade de vazão de ar	Muitos departamentos não são adequados à operação com vazão de ar variável
Sistema de controle	Definição das condições operacionais ideais de acordo com as mudanças climáticas	Efeito significativo de economia de energia	Os modos de operação são excessivamente complexos, aumentando a dificuldade de gerenciamento
Sistema de controle	Os ambientes são geralmente equipados com termostatos; alguns exigem controladores de temperatura e umidade	Os ocupantes podem ajustar a temperatura (e a umidade) por conta própria	Os controladores são facilmente danificados por ajustes frequentes

[Referência] O isolamento de equipamentos e tubulações deve ser calculado de acordo com o Guia de Projeto de Isolamento Térmico de Equipamentos e Tubulações (GB8175-87). Geralmente, eles podem ser selecionados de acordo com as Tabelas 7.7–7.10, e a espessura não deve ser inferior aos valores indicados nas tabelas.

Tabela 7.7　Espessura Econômica de Isolamento para Tubulações de Resfriamento de Ar Condicionado

Material isolante	Horas anuais de resfriamento/h	Diâmetro nominal/mm	Espessura econômica de isolamento/mm
Cascas tubulares e placas de borracha-plástico	2 880	15～32	19
Cascas tubulares e placas de borracha-plástico	2 880	40～150	25
Cascas tubulares e placas de borracha-plástico	2 880	200～500	32
Cascas tubulares e placas de borracha-plástico	3 600	15～50	25
Cascas tubulares e placas de borracha-plástico	3 600	65～150	32
Cascas tubulares e placas de borracha-plástico	3 600	125～500	38
Cascas tubulares e placas de borracha-plástico	4 320	15～100	32
Cascas tubulares e placas de borracha-plástico	4 320	125～500	38
Casca tubular de lã de vidro centrifugada (64kg/m³)	2 880	15～50	25
Casca tubular de lã de vidro centrifugada (64kg/m³)	2 880	65～150	30
Casca tubular de lã de vidro centrifugada (64kg/m³)	2 880	200～500	35
Casca tubular de lã de vidro centrifugada (64kg/m³)	3 600	15～50	30
Casca tubular de lã de vidro centrifugada (64kg/m³)	3 600	65～150	35
Casca tubular de lã de vidro centrifugada (64kg/m³)	3 600	200～500	40
Casca tubular de lã de vidro centrifugada (64kg/m³)	4 320	15～50	35
Casca tubular de lã de vidro centrifugada (64kg/m³)	4 320	65～150	40
Casca tubular de lã de vidro centrifugada (64kg/m³)	4 320	200～500	50

Tabela 7.8　Espessura Mínima de Isolamento para Tubulações de Sistema de Armazenamento de Gelo

Material isolante	Horas anuais de resfriamento/h	Diâmetro nominal/mm	Espessura econômica de isolamento/mm
Cascas tubulares e placas de borracha-plástico	2 880	15～32	25
Cascas tubulares e placas de borracha-plástico	2 880	40～150	32
Cascas tubulares e placas de borracha-plástico	2 880	200～500	38
Cascas tubulares e placas de borracha-plástico	3 600	15～25	32
Cascas tubulares e placas de borracha-plástico	3 600	32～50	38
Cascas tubulares e placas de borracha-plástico	3 600	65～150	41
Cascas tubulares e placas de borracha-plástico	3 600	200～500	45
Cascas tubulares e placas de borracha-plástico	4 320	15～50	38
Cascas tubulares e placas de borracha-plástico	4 320	65～150	41
Cascas tubulares e placas de borracha-plástico	4 320	200～500	45
Casca tubular de lã de vidro centrifugada	2 880	15～125	40
Casca tubular de lã de vidro centrifugada	2 880	150～500	50
Casca tubular de lã de vidro centrifugada	3 600	15～50	40
Casca tubular de lã de vidro centrifugada	3 600	65～500	50
Casca tubular de lã de vidro centrifugada	4 320	15～100	50
Casca tubular de lã de vidro centrifugada	4 320	125～500	60

Nota: A temperatura do fluido refrigerante do sistema de armazenamento de gelo é $-6,^\circ\text{C}$, e a condutividade térmica dos materiais é:

Polietileno retardante de chama　　$\lambda = 0.036 + 0.001t_m,[\text{W/(m·℃)}]$
Borracha-plástico　　　　　　　$\lambda = 0.0375 + 0.00125t_m,[\text{W/(m·℃)}]$
Espuma de poliuretano　　$\lambda = 0.035 + 0.00125t_m,[\text{W/(m·℃)}]$

Onde: $t_m$ refere-se à temperatura média da camada de isolamento, geralmente calculada como a média entre a temperatura do meio no interior da tubulação e a do ar circundante.

Tabela 7.9　Espessura Econômica de Isolamento para Dutos de Ar Condicionado

Material de isolamento	Duração anual de resfriamento/h	Espessura econômica de isolamento/mm
Casco de tubo em lã de vidro centrifugada (32 kg/m³)	2 880	30
Casco de tubo em lã de vidro centrifugada (32 kg/m³)	3 660	40
Casco de tubo em lã de vidro centrifugada (32 kg/m³)	4 320	50
Folha plana de borracha-plástico	2 880	16
Folha plana de borracha-plástico	3 600	19
Folha plana de borracha-plástico	4 320	21

Tabela 7.10　Espessura econômica de isolamento para dutos de ar de insuflamento de baixa temperatura dos sistemas de ar-condicionado

Material de isolamento	Duração anual de resfriamento/h	Espessura econômica de isolamento/mm
Casco de tubo em lã de vidro centrifugada (32 kg/m³)	2 880	50
Casco de tubo em lã de vidro centrifugada (32 kg/m³)	3 660	60
Casco de tubo em lã de vidro centrifugada (32 kg/m³)	4 320	70
Folha plana de borracha-plástico	2 880	21
Folha plana de borracha-plástico	3 600	25
Folha plana de borracha-plástico	4 320	32

Nota: A temperatura do ar de insuflamento é calculada com base em 7 ℃.

Sistema de ar condicionado

Sistema de Ar Condicionado de Purificação do Bloco Operatório Limpo