Modelação da qualidade do ar interior

Abstract

O objetivo principal desta tese consiste em aprofundar o conhecimento sobre a qualidade do ar interior, através da aplicação de uma ferramenta numérica para o cálculo das concentrações de poluentes no ar interior. A utilização de um modelo numérico permitiu avaliar quantitativamente o impacto de diferentes medidas de melhoria da qualidade do ar interior, através da simulação de cenários. Neste trabalho, foi utilizado o modelo numérico de balanço de massa, CONTAM, para caracterizar a qualidade do ar interior em instituições de ensino, em termos das concentrações de dióxido de carbono, monóxido de carbono e material particulado. Os dois casos de estudo foram uma sala de aula da Escola Básica da Glória e um Gabinete do Departamento de Ambiente e Ordenamento da Universidade de Aveiro, ambos situados em Aveiro. Os resultados obtidos através da aplicação do modelo CONTAM foram comparados com valores medidos no decorrer de campanhas de monitorização. No caso da Escola Básica da Glória verificou-se uma boa concordância entre os valores simulados e medidos de dióxido de carbono e uma concordância razoável no que se refere ao monóxido de carbono. Relativamente ao material particulado, verifica-se que os valores simulados não conseguem refletir valores de pico medidos no interior da sala de aula. Atendendo aos valores obtidos no interior da sala, optou-se por estabelecer e simular vários cenários alternativos à situação base, com o objetivo de maximizar a qualidade do ar interior da sala. Nestes cenários, variaram-se os horários de abertura e permanência da porta e das janelas da sala de aula. Concluiu-se que o cenário que regista uma qualidade do ar interior mais favorável, isto é, que mantém os gases poluentes referidos com concentrações mais baixas, é aquele em que a porta era aberta pontualmente para entrada e saída dos alunos da sala e em que se manteve uma janela meio aberta durante todo o dia. Na aplicação do modelo ao gabinete do Departamento de Ambiente e Ordenamento da Universidade de Aveiro, conclui-se que o modelo é válido na simulação do dióxido de carbono. Não foram criados cenários de melhoria para o gabinete por se considerar que o comportamento dos seus utilizadores é eficaz na diminuição das concentrações de dióxido de carbono no ar interior. A partir desta tese é possível concluir que o modelo CONTAM pode ser utilizado na avaliação de cenários alternativos com o objetivo de maximizar a qualidade do ar interior em instituições de ensino.

The main objective of this thesis is to extend the knowledge of indoor air quality by using a numerical tool to calculate the concentrations of pollutants in indoor air. The application of a numerical model allowed to quantitatively assess the impact of several improvement measures, through the simulation of scenarios. In this work, the mass balance numerical model CONTAM was used to characterize the indoor air quality in two teaching institutions, in terms of concentration of carbon dioxide, carbon monoxide, and particulate matter. The chosen case studies were a classroom of the Escola Básica da Glória and an office of the Departamento de Ambiente e Ordenamento da Universidade de Aveiro, both located in Aveiro. The results of the CONTAM simulations were compared to measurements performed during monitoring campaigns. The results show a good agreement between the simulated and measured carbon dioxide concentrations and a reasonable agreement for carbon monoxide inside the classroom of Escola Básica da Glória. For particulate matter simulated values do not reflect the higher measured values. Taking into account the results in the case of the classroom, several alternative scenarios were simulated, having in mind the maximization of the indoor air quality. In these scenarios, the schedules of both the door and the windows were changed. The scenario promoting the best indoor air quality (i.e., the one that led to the lowest concentrations of carbon dioxide and carbon monoxide) is the one in which the door is only open to allow students to get in and out of the room, and the window is kept half-open during the whole day. Concerning the application of the model to the office, the model is valid for simulating carbon dioxide concentrations. No alternative scenarios were created for this case study, as it is believed that the regular behavior of its users effectively minimizes the concentration of carbon dioxide. This work led to the conclusion that CONTAM can be used to accurately numerically evaluate alternative scenarios that contribute to the maximization of the indoor air quality in teaching institutions.