Grelhas autorreguláveis no certificado energético: Eq. 43 e 44

Uma grelha autorregulável tem uma válvula que fecha à medida que a pressão do vento aumenta. O caudal fica aproximadamente constante, faça mais ou menos vento. O Manual SCE traduz este comportamento em duas equações e exige um relatório de ensaio para as usar. Este artigo mostra o cálculo passo a passo, com os valores de uma grelha Invisivent AIR Basic.

Os dois valores que caracterizam a grelha

O Manual SCE caracteriza a grelha autorregulável pela pressão de autorregulação ($x$) e pelo caudal nominal correspondente ($Q$), com o desempenho avaliado por ensaio segundo as normas EN 13142 e EN 13141-1 (subsecção 9.1.2). A pressão de autorregulação é a pressão a partir da qual a válvula começa a fechar.

Na Invisivent AIR Basic, a ficha técnica indica:

Grandeza	Valor
Pressão de autorregulação, $x$	2 Pa
Caudal a 2 Pa, por metro útil	62 m³/h
Caudal a 10 Pa, por metro útil	63,3 m³/h
Caudal a 20 Pa, por metro útil	62,2 m³/h

O caudal por grelha obtém-se multiplicando pelo comprimento útil: a largura do vão menos 100 mm, correspondentes aos dois topos.

As equações do Manual SCE

O caudal através de uma abertura autorregulável calcula-se assim (subsecção 9.1.2, Eq. 43 e 44):

$q_{v,abertura} = Q \cdot \sqrt{\frac{\Delta P}{x}} \qquad (\Delta P \le x)$

$q_{v,abertura} = Q \cdot \left(1 + 0{,}5 \cdot \frac{\Delta P - x}{100 - x}\right) \qquad (\Delta P > x)$

em que $q_{v,abertura}$ é o caudal de ar através da abertura (m³/h), $Q$ é o caudal nominal da grelha (m³/h), $\Delta P$ é a diferença de pressão (Pa) e $x$ é a pressão de funcionamento da grelha autorregulável (Pa).

Abaixo da pressão de autorregulação, a grelha comporta-se como uma abertura: o caudal cresce com a raiz quadrada da pressão. Acima, a válvula atua e o caudal sobe devagar, até mais 50 % aos 100 Pa.

Exemplo: uma grelha num vão de 1 200 mm

Exemplo (cálculo). Uma Invisivent AIR Basic num vão com 1 200 mm de largura (valor escolhido para o exemplo) tem um comprimento útil de $1{,}20 - 0{,}10 = 1{,}10$ m. O caudal nominal da grelha é $Q = 62 \times 1{,}10 = 68{,}2$ m³/h, com $x = 2$ Pa.

$\Delta P$	Equação	$q_{v,abertura}$
1 Pa	Eq. 43	48,2 m³/h
2 Pa	Eq. 43 ou 44	68,2 m³/h
10 Pa	Eq. 44	71,0 m³/h
20 Pa	Eq. 44	74,5 m³/h
100 Pa	Eq. 44	102,3 m³/h

Entre 2 e 20 Pa, o caudal calculado sobe cerca de 9 %. Os valores por metro útil (43,8 m³/h a 1 Pa, 64,5 m³/h a 10 Pa, 67,7 m³/h a 20 Pa) ficam próximos dos declarados na ficha técnica e ligeiramente acima: o modelo do Manual SCE é uma aproximação da curva real da grelha.

Sem relatório de ensaio: abertura fixa

Pela Tabela 62 do Manual SCE, uma abertura autorregulável sem resultados de ensaios é tratada como abertura fixa, com a área livre medida pelo interior. O caudal passa a calcular-se pela Eq. 42:

$q_{v,abertura} = 0{,}281 \cdot A_l \cdot \Delta P^{0{,}5}$

em que $A_l$ é a área livre de abertura para ventilação (cm²) e $\Delta P$ é a diferença de pressão (Pa).

Exemplo (cálculo). Uma abertura fixa que deixe passar os mesmos 68,2 m³/h a 2 Pa precisa de uma área livre de $68{,}2 / (0{,}281 \times \sqrt{2}) \approx 172$ cm². A outras pressões:

$\Delta P$	Grelha autorregulável (Eq. 44)	Abertura fixa equivalente (Eq. 42)
2 Pa	68,2 m³/h	68,2 m³/h
10 Pa	71,0 m³/h	152,5 m³/h
20 Pa	74,5 m³/h	215,7 m³/h
100 Pa	102,3 m³/h	482,2 m³/h

A 20 Pa, a abertura fixa deixa passar cerca de três vezes mais ar do que a grelha autorregulável, e a 100 Pa quase cinco vezes mais. É esta diferença que responde à exigência de limitar a renovação excessiva de ar devido à ação do vento intenso (Portaria n.º 138-I/2021, Anexo II, ponto 1.1, alínea b)). Num edifício real, a área livre medida pelo interior não coincide com a deste exemplo, que serve apenas para comparar os dois comportamentos.

Aberturas com conduta horizontal

Quando a abertura na fachada está ligada ao interior por uma conduta horizontal, usa-se uma área livre equivalente em vez de $A_l$ (subsecção 9.1.2, Eq. 41):

$A_{l,eq} = \left(\frac{1}{A_{l,ext}^2} + \frac{1}{A_{l,int}^2}\right)^{-1/2}$

em que $A_{l,eq}$ é a área livre equivalente de abertura para ventilação (cm²), $A_{l,ext}$ é a área livre de abertura no exterior (cm²) e $A_{l,int}$ é a área livre de abertura no interior (cm²). A área equivalente é sempre menor do que a menor das duas.

O que pedir e guardar no processo

• Ficha técnica da grelha, com o modelo e a versão, a pressão de autorregulação e os caudais ensaiados.
• Referência do relatório de ensaio segundo a EN 13141-1 e a EN 13142. Sem ele, a grelha conta como abertura fixa.
• Largura de cada vão com grelha e o comprimento útil considerado.
• Fotografias datadas de cada grelha instalada, que permitam identificar o modelo.

As fichas técnicas da archivent indicam, para cada grelha Invisivent e Transivent, os caudais a 2, 10 e 20 Pa e a fonte de cada valor, nos downloads. A calculadora de ventilação dá o caudal de cada grelha com o comprimento útil, e o guia para peritos qualificados resume o resto da avaliação da ventilação.

Fontes

• Manual SCE, aprovado pelo Despacho n.º 6476-H/2021, na redação atual: subsecção 9.1.2 (Eq. 41 a 44, Figura 20 e Tabela 62) e subsecção 22.5. https://www.sce.pt/wp-content/uploads/2024/02/Manual-SCE-05022023.pdf
• Portaria n.º 138-I/2021, de 1 de julho, Anexo II, ponto 1.1, alínea b). https://files.dre.pt/1s/2021/07/12602/0001200053.pdf
• Renson. Ficha técnica e caderno de encargos da Invisivent AIR Basic; catálogo Window ventilators.