Em breve, vai abrir um novo ginásio com uma área de cerca de 1500 m2 e com uma capacidade para receber mais de 400 pessoas por dia.
Com uma sala de musculação de 450 m2 e 3 estúdios com dimensões que variam entre 70 a 170 m2 será o mais recente complexo desportivo ou ginásio instalado em Valongo.
A componente energética, sempre importante, e hoje em dia mais do que nunca, foi ponderada e estudada com elevado pormenor no desenvolvimento e conceção de uma solução, tendo em conta as limitações do edifício, um teto orçamental rigoroso e a funcionalidade das instalações do ginásio.
As definições das soluções preconizadas neste projeto tiveram em vista um eficiente desenvolvimento da obra, no sentido de ir de encontro às expectativas do cliente. Nesse intuito foi estudada toda a envolvente do edifício e os condicionalismos a ele inerentes, os aspetos relativos à componente energética, às limitações físicas dos espaços em análise, à funcionalidade, às condições de manutenção e fiabilidade das instalações e, naturalmente, à sua viabilidade económica.
As temperaturas interiores de projeto consideram o tipo de metabolismo dos ocupantes, as temperaturas radiantes em função do espaço e o índice de conforto requerido. O cálculo da carga térmica considerou os diagramas de carga da instalação, em termos de ocupação, condução, radiação, iluminação, outros equipamentos, inércia e simultaneidade das várias cargas, bem como especificações técnicas particulares do empreendimento. A potência máxima de cálculo da instalação é pois o valor probabilístico máximo que poderá ocorrer na instalação.
Sendo um Ginásio, estamos perante um local de atividade física intensa, em especial nalgumas salas onde a produção de calor por pessoa pode variar desde 250 ~ 300 kcal/h.pessoa na Sala de Musculação, passando a 300 ~ 400 kcal/h.pessoa no estúdio de aulas de grupo, e chegando a valores de 600 kcal/h.pessoa na Sala Cycling. Trata-se de atividades/exercícios físicos intensos, que exigem uma qualidade de ar interior (numero de renovações de ar elevado) que não deve ser descurada, de modo a serem garantidas as concentrações dos poluentes de referência no ar, em qualquer situação abaixo dos valores máximos admissíveis regulamentares.
Assim, o esforço de racionalização e de engenharia em cima deste requisito regulamentar, tornou este projeto ainda mais aliciante já que se torna difícil de compatibilizar consumos energéticos associados à ventilação de renovação do ar interior com elevados níveis de eficiência energética.
Daí que, a solução não podia deixar de passar por aproveitar a quantidade de ar novo necessária e obrigatória para efetuar uma adequada ventilação do espaço para remover a carga térmica dos espaços. Não podendo fugir a esse custo, optamos então por utilizar um sistema tudo ar através da utilização de unidades de tratamento de ar.
Com vista a diminuir os custos operacionais de energia da instalação, as unidades de tratamento de ar estão dotadas de recuperador de calor de fluxos cruzados que graças ao elevado caudal de ar de extração garantem uma eficiência de recuperação de cerca de 70%.
Tomando em consideração que este tipo de salas apresenta um padrão de utilização não permanente e até aleatório e que apresenta elevada carga interna de arrefecimento devida aos ocupantes, é previsível que haja necessidade de arrefecimento ambiente mesmo quando a temperatura exterior é relativamente baixa pelo que todas as unidades estão equipadas com módulo de “free-cooling” (arrefecimento gratuito), permitindo assim realizar o arrefecimento ambiente sem dispêndio de energia na produção de frio. Por outro lado, nos períodos em que o “free-cooling” não é aplicável, é prevista a modulação da quantidade de ar novo em função da leitura da qualidade do ar interior da sala (mediante sensor de dióxido de carbono) com o objetivo de limitar o caudal de ar novo ao valor mínimo necessário para garantir as condições de salubridade da sala e assim reduzir os gastos energéticos do sistema de climatização.
Restava agora perceber como iríamos produzir energia térmica para alimentar as unidades de tratamento de ar e para produzir águas quentes sanitárias.
A inexistência de infraestruturas de gás natural, foi o pontapé de saída para encontrar uma solução de aquecimento, arrefecimento e de águas quentes sanitárias baseada em sistemas alternativos tais como bombas de calor de alto rendimento, com possibilidade de elevação da temperatura até aos 55ºC a 60ºC e de sistema solar.
Para a produção de energia, água fria e água quente, optou-se por um chiller/ Bomba de calor a 4 tubos que permite a recuperação parcial ou integral de energia sempre que as condições e cargas interiores assim o permitam.
Mais uma vez, as necessidades anuais de arrefecimento foram, sem dúvida, o grande fator para esta escolha. Este equipamento, de forma inteligente, seleciona o modo de funcionamento, quente ou frio consoante as necessidades do ginásio e em vez de rejeitar (dissipar) a energia para o ar fá-lo para a água, permitindo recuperar o calor ou frio.
A título de exemplo, se estiver em modo de aquecimento (inverno), poderá recuperar a energia e produzir frio, para as salas com maiores necessidades de arrefecimento devido às suas cargas internas, nomeadamente a sala de RPM, ginásio e step. De forma análoga, no verão o chiller estará em modo de arrefecimento e produzirá água quente que pode ser utilizada por exemplo para a produção de águas quentes sanitárias.
Estes equipamentos (chiller a 4 tubos) podem alcançar um “TER” (total efficiency recover) entre 7 e 8. Quer isto dizer que por cada kWh de energia que adquirimos, este equipamento produz entre 7 a 8 kWh de energia térmica, neste caso transportados para água fria e água quente que, por sua vez, irão alimentar as unidades de tratamento de ar e os depósitos de acumulação de água.
Nesta linha de filosofia, optou-se por instalar um sistema solar com 10 painéis, sobretudo a pensar na rentabilidade da sua utilização no período de inverno, já que no verão ou quando as necessidades de arrefecimento forem suficientemente elevadas, conseguiremos fazer o aquecimento gratuitamente tendo em conta o chiller preconizado.
O comando e controlo automático de toda a instalação são assegurados por um sistema de gestão técnica centralizado (GTC), imprescindível para a automatização da exploração, controlo e monitorização dos consumos energéticos, gerir e otimizar o funcionamento das instalações técnicas, fazer gestão de alarmes e recolher dados de funcionamento da instalação tendo em vista a utilização racional de energia e a procura de processos de poupança.
Alexandre Machado
• Engenheiro Mecânico;
• Licenciado em engenharia mecânica, especialização em fluidos e calor – FEUP (2001);
• Perito qualificado nível 2 (PQ II) pela agência para a energia – ADENE, desde 2007;
• Reconhecido como especialista em climatização pela ordem dos engenheiros;
• Reconhecido como técnico auditor energético e autor de planos de racionalização e de relatórios de execução, pelo sistema de gestão dos consumos intensivos de energia;
• Mais de 15 anos de experiencia em sistema de climatização.
