Muito mais do que um monte de ar quente: Como as avaliações de ventilação dos sistemas HVAC podem ajudar a reduzir a transmissão da COVID-19

18 de novembro de 2021

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Por Bo Petersson, PE, engenheiro mecânico, EFI Global

Há muita incerteza em relação às maneiras pelas quais os edifícios podem contribuir ou impedir a propagação da COVID-19.

Profissionais de engenharia e outros especialistas indicaram que a transmissão da COVID-19 pode ser reduzida com mudanças nas operações do edifício. Da mesma forma, os órgãos federais informaram que a melhor maneira de reduzir o potencial de recirculação ou continuidade da COVID-19 em ambientes internos é aumentar a ventilação de ar fresco e a filtragem do ar de retorno sempre que disponível, mas sem comprometer o sistema HVAC existente.

Atualmente, as empresas devem estar familiarizadas com as preocupações e as armadilhas que podem ser encontradas ao alterar os sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC). Os operadores e gerentes de qualquer instalação devem considerar cuidadosamente suas opções antes de alterar um sistema HVAC, dadas as complexidades associadas a esses ajustes operacionais.

Considerações sobre a qualidade do ar

Trocas de ar vs. ventilação - Quando as pessoas discutem "trocas de ar", geralmente se referem ao número de trocas de ar por hora fornecidas pelo sistema de ventilação. Na maioria dos sistemas de ventilação, o ar de suprimento que vem de uma unidade de tratamento de ar (AHU) é uma mistura de ar de retorno (RA) e ar externo (OA). Os sistemas mais novos geralmente consistem em dispositivos de recirculação na sala, como vigas resfriadas (CBs) ou unidades de ventiloconvectores (FCUs), combinados com sistemas dedicados de ar externo (DOAS). Como resultado, a taxa de ACH é baseada em uma combinação de OA e RA, ou somente OA, dependendo da configuração do sistema de tratamento de ar.

Filtragem - Uma AHU típica para aplicações em escolas e escritórios foi projetada para usar filtros com classificação MERV 8. Quanto mais alta a classificação MERV, maior a eficácia do filtro. Algumas organizações profissionais recomendaram aumentar a filtragem para filtros com classificação MERV 13 para melhorar a prontidão do edifício. Todas as alterações na filtragem devem incluir uma avaliação dos ventiladores associados, pois o aumento da eficiência da filtragem geralmente requer potência adicional do ventilador e espaço para os filtros.

Unidades locais de filtragem HEPA - Outra opção é o uso de unidades locais autônomas de filtro de ar particulado de alta eficiência (HEPA) que podem ser conectadas a uma tomada na parede. Essas unidades são equipadas com filtros HEPA substituíveis que recirculam o ar do ambiente. Mesmo com sistemas HVAC funcionando corretamente, muitos edifícios podem apresentar mistura deficiente, isolamento de fim de ramal ou áreas mal ventiladas que podem exigir filtragem local. Também é importante considerar as áreas que abrigam ocupantes ou visitantes de edifícios em risco. Esses locais podem precisar de filtragem local adicional para aumentar a segurança.

Aumentar a ventilação - os sistemas HVAC são projetados para uma determinada mistura de ar externo e ar de retorno com tolerâncias variáveis em relação a essas concentrações. Isso significa que, se o operador aumentar a quantidade de ar externo, ele poderá sobrecarregar a serpentina de aquecimento existente e aumentar o risco de congelamento da serpentina, causando danos generalizados. Para evitar danos extensos, falha do equipamento ou redução da expectativa de vida útil do equipamento, recomenda-se uma avaliação de engenharia antes de alterar a operação de um sistema.

Programação e manutenção - Se um sistema HVAC estiver operando de acordo com uma programação, os operadores poderão optar por aumentar as horas de operação para obter uma "limpeza" do edifício antes e depois da ocupação. Os operadores também devem analisar as condições do equipamento de ventilação. Os detritos nas telas de entrada, nas serpentinas e nos componentes de recuperação de calor podem reduzir significativamente o fluxo de ar. O aumento do tempo de operação do equipamento aumentará a necessidade e a frequência exigida de trocas de filtro, manutenção e limpeza do sistema.

Unidades locais - Muitos espaços são equipados com unidades locais menores que funcionam sozinhas ou em conjunto com outros sistemas HVAC do edifício, como unidades de fan coil ou feixes de resfriamento. Essas unidades não trazem nenhum ar externo e simplesmente recirculam o ar do ambiente. As unidades locais com filtros de baixo desempenho não devem ser usadas com filtros de alto desempenho. Embora algumas unidades locais tragam ar externo, elas são muito semelhantes às FCUs e são relativamente comuns em salas de aula de escolas. As UVs são projetadas para trazer pequenos volumes de ar externo para serem misturados com o ar de retorno do ambiente. Essas unidades são normalmente equipadas com uma serpentina de aquecimento, filtros e, às vezes, uma serpentina de resfriamento. Assim como as AHUs maiores, essas unidades não foram projetadas para trazer 100% do ar externo durante as temperaturas mais frias. Alterá-las pode resultar em serpentinas congeladas e, consequentemente, em danos causados pela água.

Avaliações do sistema

Avaliação do sistema HVAC - Com o passar dos anos, a operação e o desempenho de um sistema HVAC comercial podem variar consideravelmente em relação às características do projeto originalmente planejado. Se um proprietário estiver preocupado com a operação de seus sistemas HVAC ou estiver pensando em fazer alterações, ele deverá entrar em contato com uma empresa especializada na avaliação de sistemas e ambientes existentes antes de prosseguir com as alterações. A empresa de consultoria deve investigar as condições e a operação dos sistemas existentes e avaliar seus projetos originais para determinar quais melhorias podem ser implementadas para aumentar o fornecimento de ar externo ou aumentar os recursos de filtragem. Seus profissionais devem ser hábeis em identificar deficiências nos sistemas HVAC existentes que possam ser corrigidas e quais ajustes podem ser feitos para aumentar o desempenho do sistema.

Avaliação ambiental - Como parte de uma avaliação completa de um ambiente para avaliar melhor a qualidade do ar interno, deve-se utilizar uma empresa de consultoria em higiene industrial de boa reputação. Além dos riscos virais, uma equipe qualificada de cientistas da qualidade do ar pode avaliar melhor o mofo, a poeira e outros patógenos e contaminantes no ar.

Soluções para o futuro

A EFI Global emprega especialistas em qualidade do ar que trabalham de forma integrada com nossos especialistas em engenharia e com as equipes dos edifícios de nossos clientes para fornecer dados em tempo real com instrumentação de leitura direta e relatórios rápidos. A equipe multidisciplinar de especialistas da EFI tem ampla experiência e um histórico comprovado na realização dessas avaliações críticas de ventilação. Eles estão equipados para fornecer a documentação de que os sistemas HVAC estão operando adequadamente e que as diretrizes de qualidade do ar são atendidas para a saúde e a segurança dos ocupantes do edifício.

Para saber mais, acesse https://www.efiglobal.com/ ou entre em contato conosco para obter mais suporte.

Colaboradores adicionais:

- Jay Kramarczyk, MS, PE AVP e engenheiro principal sênior, EFI Global

- Keith Pokorny, engenheiro mecânico, vice-presidente da EFI Global

- Jennifer Archacki, diretora de serviços ambientais da EFI Global

- Peter von Au, Higienista industrial sênior, EFI Global

- Joseph Whitlock, PhD, CIH Higienista industrial, EFI Global