Qualidade do ar interior em salas de aula com diferentes formas de ventilação: monitorização e modelação matemática

Dissertação de Mestrado em Engenharia do AmbienteA Qualidade do Ar Interior (QAI) tem sido um tema cada vez mais debatido devido ao aumento do tempo que as pessoas passam em ambientes fechados e à maior consciência da sua influência na saúde, produtividade e bem-estar. A melhoria da QAI em edifícios de estabelecimentos de ensino Universitários implica compreender a origem dos contaminantes e a sua evolução temporal, bem como, relacioná-la com as diferentes atividades humanas, características dos espaços e tipo de ventilação e isolamento. Com este estudo pretendeu-se (i) fazer uma análise comparativa da evolução da QAI, com os valores de CO2 medidos e os obtidos pelo Método de Cálculo Analítico - Portaria 353-A/2013 de 4 de dezembro de 2013, através da ferramenta de cálculo Qventila_RECS_2013_12_10_v01b; (ii) verificar a influência da abertura de janelas na manutenção do CO2, COVT e PM10 ao longo do dia e (iii) construir um modelo matemático que simule a evolução do CO2 numa sala sem AVAC, por abertura de janela/porta. As medições realizaram-se em salas com diferentes tipologias construtivas e ventilação - isolamento térmico com AVAC ligado/desligado e sem isolamento - da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, em Vila Real, em períodos de 24 horas. Nas salas com AVAC desligado, por serem estanques, os valores de CO2 foram superiores ao valor do Limiar de Proteção estabelecido pela Portaria 353-A/2013 de 4 de dezembro. Com o sistema AVAC ligado, os valores de CO2 foram sempre consideravelmente mais baixos. Sem sistema AVAC instalado, os valores de CO2 elevados nas salas de aulas recuperam mais rapidamente para valores aceitáveis comparativamente a situações em que o sistema AVAC está desligado. Os valores de CO2 obtidos pelo Método Analítico aproximam-se dos valores reais quando o sistema AVAC está ligado, no entanto, não se ajustam quando o sistema está desligado ou é inexistente. Independentemente da estanqueidade do edifício, a abertura de janelas/portas origina uma melhoria geral da QAI em poucos minutos, com redução das concentrações de CO2 e COVT, apesar de um aumento de PM10. O modelo criado refletiu os valores de CO2 medidos, sendo um instrumento útil para controle da QAI e aconselhamento da frequência de abertura/fecho de janelas/portas para melhorar o bem-estar dos ocupantes do estabelecimentos de ensino superior.The Indoor Air Quality (IAQ) has been increasingly debated due to the increased amount of time people spend indoors and the awareness of its influence on health, productivity and well-being. Improving IAQ in University buildings involves understanding the origin of the contaminants their temporal evolution and relating them to different human activities, space characteristics, type of ventilation and insulation. This study was designed to (i) make a comparative analysis of the evolution of IAQ, using CO2 values measured and obtained by the Analytical Method of Calculation – Portuguese Ordinance 353-A / 2013 through the Qventila_RECS_2013_12_10_v01b calculation tool; (ii) assess the effect of opening windows in the maintenance of CO2, VOC and PM10 throughout the day and (iii) construct a mathematical model that simulates the evolution of CO2 on a room without an HVAC system by opening the door / window. The measurements were performed in rooms with different building and ventilation types - HVAC insulation on / off and no insulation – at the University of Trás-os-Montes and Alto Douro in Vila Real, during 24 hour periods. In rooms with HVAC turned off, because they are thermal and flow isulated, CO2 values were higher than the threshold value on the Portuguese Protection Ordinance 353-A / 2013. With the HVAC system operating, CO2 values were lower. In rooms without the HVAC system, CO2 values recovered more rapidly compared with CO2 values for rooms with the HVAC system turned off. CO2 values obtained by the Analytical Method were closer to the actual values when the HVAC system is turned on, however these values do not adjust when the HVAC system is off or is nonexistent. Regardless of the tightness of the building, opening windows / doors leads to a general improvement of IAQ in minutes, reducing the concentrations of CO2 and VOC, despite an increase in PM10. The model created reflects the measured values of CO2, is a useful tool for IAQ control, provides guidance for frequency of opening / closing windows and doors, and to improve the welfare of schools’ users