Sistema pericial para gestão da qualidade do ar interior em edifícios

Abstract

O surgimento das chamadas “casas inteligentes” é um avanço fundamental para optimizar e potenciar a utilização dos edifícios. Os sistemas inteligentes revelam-se como ferramentas poderosas para a garantia de uma boa qualidade do ar interior nos edifícios, podendo garantir igualmente um ambiente confortável e eficiente. Tendo ainda em conta que grande parte dos edifícios existentes não possui sistemas de ventilação mecânica e que a má qualidade do ar interior nem sempre é perceptível pelos seus ocupantes, torna-se ainda mais evidente o elevado potencial deste tipo de sistemas nesta matéria. Através da monitorização das condições ambientais no interior e no exterior de um edifício, é proposto e desenvolvido nesta dissertação um sistema inteligente capaz de acessorar os seus ocupantes para uma gestão correcta das suas aberturas naturais, designadamente das janelas, procurando não apenas garantir a boa qualidade do ar interior, mas também elevados níveis de conforto térmico e baixo consumo energético. Este sistema é composto pelos equipamentos de monitorização do ar interior e exterior e por uma unidade central de processamento dos dados. No âmbito deste sistema, foi desenvolvida uma aplicação local e um Portal Web, responsáveis pelo processamento dos dados, através da aplicação de um modelo de decisão concebido para o efeito, e pela interacção do sistema com o utilizador. O software desenvolvido possui um interface simples e de fácil acesso, uma vez que se encontra disponibilizado online, de forma a tornar assídua a sua utilização. Para além das aplicações, a interacção com o utilizador é efectuada por intermédio de um alerta sonoro presente no interior do espaço. A análise paramétrica efectuada permite comprovar a elevada capacidade de resposta do modelo à alteração dos parâmetros relativos às condições a que se encontra o espaço a controlar. Desta forma, verifica-se que este apresenta versatilidade de resposta, independentemente das características do edifício, o que significa que tem potencial para ser utilizado em qualquer região, período do ano, tipo de edifício ou até mesmo em edifícios com ou sem climatização interior. O caso de estudo apresentado compara os resultados relativos às necessidades energéticas e à qualidade do ar interior entre o modelo desenvolvido e as situações em que a janela se encontra sempre aberta e fechada. Os resultados obtidos atestam que as necessidades energéticas do modelo aproximam-se bastante mais do caso em que a janela está fechada, revelando apenas um aumento de 20%, enquanto que a qualidade do ar interior média é significativamente melhor em relação a esse caso. Conclui-se portanto que existe um aproveitamento mais eficiente das taxas de fluxo de ar, com consequências muito positivas nas necessidades energéticas, comprovando o potencial da introdução de sistemas inteligentes na gestão da qualidade do ar interior.

The forthcoming of the “smart homes” is a crucial progress to optimize and potentiate the buildings use. Intelligent systems have emerged as powerful tools not only for ensuring the indoor air quality of the buildings, but also to ensure a comfortable and efficient environment. Taking into account that most of the existing buildings does not have mechanical ventilation systems and that poor indoor air quality is not always perceived by its occupants, it’s even more clear the high potential of these systems in this area. By monitoring the indoor air quality and the external environmental conditions of the building, it is proposed and developed in this thesis an intelligent system capable of guiding its occupants to an efficient management of its windows, not only to ensure a good indoor air quality, but also good levels of thermal comfort and low energy consumption. This system consists of equipment for monitoring indoor and outdoor air and a central processing unit of the data received by the equipment. Under this system, a local application and a Web portal were developed, with the purpose of processing the data, using a decision model designed for such matter, and interact with the user. The developed software has a simple and easy to access interface, as it is available online, in order to improve and potentiate its use. Apart from applications, user interaction is also done through an alert sound from the space monitored. The parametric analysis shows the high responsiveness of the model to changes of the parameters related with the conditions to which the controlled space is exposed. Thus, it’s visible the versatility of response of model, regardless of the characteristics of the building, which means it has the potential to be used in any region, time of year, type of building or even in buildings with or without inside air conditioning. The case study presented compares the results for the energy requirements and indoor air quality between the developed model and the situations in which the window is always opened and always closed. The results show that the energy requirements of the model are very close to the ones verified for the case where the window is closed, with only a 20% increase, while the average indoor air quality is significantly higher in relation to this case. Therefore it is concluded that there is a more efficient use of air flow rates, with very positive results in energy needs, which shows the potential of the introduction of the intelligent systems in the management of indoor air quality.