Ventilação natural, mecânica ou mista: como escolher

Uma habitação pode ser ventilada de três formas: só pelas forças naturais, com extração mecânica, ou com insuflação e extração mecânicas. Todas podem cumprir a regulamentação. A escolha depende do edifício, da existência de condutas, do ruído exterior e do peso que se dá à energia e ao conforto. Este artigo compara os três sistemas com base na regulamentação em vigor e no método de cálculo do Sistema de Certificação Energética dos Edifícios (SCE).

O que diz a regulamentação

A Portaria n.º 138-I/2021 (Anexo II, ponto 1.1) fixa três princípios que valem para qualquer sistema:

• a ventilação deve realizar-se preferencialmente de forma natural, completada com ventilação mecânica quando necessário (alínea a));
• na ventilação natural, devem existir meios para limitar a renovação excessiva do ar, nomeadamente com vento intenso (alínea b));
• em habitação, a ventilação é geral a todo o edifício, com admissão pelos espaços principais e extração pelos espaços de serviço (alínea d)).

O resultado mínimo é o mesmo para todos: 0,50 renovações por hora nos edifícios de habitação novos, nas grandes renovações e na renovação do sistema de ventilação (ponto 1.2.1, Tabela 10). O artigo Ventilação em habitação: o que exige o SCE explica este requisito em pormenor.

O Manual SCE (secção 9) distingue três tipos de sistema:

• natural: aberturas, passagens de ar interiores e condutas, em que a renovação do ar resulta apenas da diferença de temperatura e da ação do vento;
• mecânico: equipamentos que renovam o ar por extração e/ou insuflação;
• misto: combinação dos dois, em que os equipamentos mecânicos, como o exaustor da cozinha ou extratores individuais das instalações sanitárias, intensificam a ventilação quando é necessário. É o que muitas vezes se chama ventilação híbrida.

Ar controlado, não frinchas

Os três sistemas partem do mesmo princípio: o ar novo entra por onde foi previsto, e não pelas frinchas da envolvente. O Air Infiltration and Ventilation Centre (AIVC), da Agência Internacional de Energia, define a infiltração como a entrada descontrolada de ar por frinchas e aberturas não intencionais, movida pelo vento e pelo efeito de chaminé. Daí o princípio que defende há décadas: envolvente estanque e ventilação por aberturas previstas para isso (de Gids e Sherman, 2022).

Em Portugal, as medições mostram o outro lado do problema. Nos edifícios de habitação estudados numa dissertação da FEUP, não havia «qualquer dispositivo de admissão de ar nos compartimentos principais», e a admissão dependia «completamente da abertura das janelas». Com a porta fechada, as salas ficaram entre 0,03 e 0,18 renovações por hora (Carneiro, 2015).

Ventilação natural

O ar entra pelas grelhas dos compartimentos principais, atravessa a habitação e sai por condutas verticais nos compartimentos de serviço. Não há ventiladores e, por isso, não há consumo de energia na ventilação.

A contrapartida é que as forças que movem o ar são pequenas. O Manual SCE calcula a diferença de pressão devida ao efeito de chaminé assim (Anexo III, Eq. 165):

$\Delta P = -\rho \cdot g \cdot H \cdot \left(1 - \frac{273{,}15 + \theta_{ext}}{273{,}15 + \theta_{ref}}\right)$

em que $\Delta P$ é a diferença de pressão (Pa), $\rho$ é a massa volúmica do ar exterior (1,22 kg/m³), $g$ é a aceleração da gravidade (9,8 m/s²), $H$ é a diferença de cotas entre aberturas (m), $\theta_{ext}$ é a temperatura exterior média do mês mais frio da estação de aquecimento (°C) e $\theta_{ref}$ é a temperatura interior de referência, 18 °C.

Com 6 m de diferença de cotas e 10 °C no exterior, o resultado é cerca de 2,0 Pa. A ação do vento dá valores da mesma ordem: com a velocidade mínima de 3,6 m/s que o Manual admite e um coeficiente de pressão de 0,25 (fachada a barlavento, proteção normal, até 15 m de altura), a pressão exterior é cerca de 2,0 Pa (Anexo III, Eq. 166, Tabela 117).

É por isso que, em ventilação natural, a grelha tem de ser autorregulável a partir de pressões muito baixas. As Invisivent AIR e a Transivent declaram o caudal a 2 Pa e mantêm-no praticamente constante quando o vento aumenta, o que responde à exigência de limitar a renovação excessiva.

Convém quando:

• existem, ou podem existir, condutas verticais com saída acima da cobertura;
• o edifício é de pequena altura, com condutas curtas e diretas;
• na reabilitação, há chaminés ou condutas aproveitáveis e não há espaço para redes de condutas horizontais.

Simples fluxo: extração mecânica

A admissão continua a fazer-se pelas grelhas dos vãos, mas a extração passa a ser feita por uma unidade com ventilador, ligada a bocas nas instalações sanitárias, na cozinha e na lavandaria. A habitação fica numa ligeira depressão e o ar novo entra pelos compartimentos principais.

Os caudais deixam de depender do vento e da temperatura. As grelhas trabalham a pressões mais altas e estáveis: as Invisivent COMFORT são autorreguláveis a partir de 10 Pa, com isolamentos acústicos mais elevados. A unidade de extração pode ter controlo manual, como a Cbase, ou controlo pela procura, como a Healthbox Go, que ajusta os caudais à humidade, ao dióxido de carbono (CO₂) e aos compostos orgânicos voláteis (COV) de cada compartimento.

Em contrapartida, o ventilador consome energia. O consumo e a potência específica de ventilação (SFP) fazem parte da caracterização do sistema no Manual SCE (subsecção 9.1, alínea c)) e entram no certificado energético.

Convém quando:

• não é viável uma conduta de exaustão natural por compartimento de serviço, como acontece em muitos apartamentos;
• há instalações sanitárias interiores, sem janela, ou cozinhas abertas para a sala;
• a fachada tem ruído exterior elevado e convém uma grelha com maior isolamento acústico;
• o projeto precisa de caudais garantidos em qualquer condição meteorológica.

Duplo fluxo: insuflação e extração com recuperação de calor

Uma unidade com dois ventiladores e um permutador de calor capta ar novo no exterior, insufla-o nos compartimentos principais e extrai o ar dos compartimentos de serviço. Os dois fluxos não se misturam: no permutador, o ar extraído cede calor ao ar novo. Os vãos ficam sem grelhas de admissão.

O Manual SCE considera a eficiência da recuperação de calor na caracterização do sistema (subsecção 9.1, alínea d)), a par da energia dos ventiladores. As unidades Flux+ declaram o rendimento térmico do permutador e a potência no ponto de funcionamento, os dois valores que entram no cálculo.

Convém quando:

• a fachada é muito ruidosa e se quer evitar aberturas nos vãos;
• o edifício tem uma envolvente muito estanque e se pretende reduzir ao máximo as perdas de calor pela ventilação;
• há espaço para a unidade e para duas redes de condutas, com acesso para manutenção e troca de filtros.

Quadro de escolha

	Natural	Simples fluxo	Duplo fluxo
Admissão	Grelhas nos vãos	Grelhas nos vãos	Mecânica, por condutas
Extração	Condutas verticais	Ventilador	Ventilador
Pressão de cálculo das grelhas	2 Pa	10 a 20 Pa	Sem grelhas
Energia dos ventiladores	Nenhuma	Um ventilador	Dois ventiladores
Recuperação de calor	Não	Não	Sim
Caudais	Variam com o tempo	Garantidos	Garantidos
Espaço técnico	Condutas verticais	Unidade e uma rede	Unidade e duas redes

Em todos os casos, o exaustor da cozinha funciona à parte da ventilação geral e precisa de compensação de caudal. E qualquer solução tem de respeitar os requisitos acústicos dos edifícios (Portaria n.º 138-I/2021, Anexo II, ponto 1.1, alínea c)).

Próximo passo

A calculadora de ventilação do archivent calcula qualquer dos três sistemas para a mesma habitação: caudais por compartimento, grelhas, unidade e energia anual dos ventiladores. Os sistemas estão descritos em pormenor em Sistemas. Para um projeto concreto, a equipa archivent apoia a escolha em Contactos.

Fontes

• Portaria n.º 138-I/2021, de 1 de julho. Diário da República, 1.ª série, n.º 126, Anexo II, pontos 1.1 e 1.2.1 e Tabela 10.
• Manual SCE: Manual Técnico para a Avaliação do Desempenho Energético dos Edifícios, aprovado pelo Despacho n.º 6476-H/2021, de 1 de julho, na redação atual (versão consolidada publicada pela ADENE em sce.pt). Secção 9 (p. 91), subsecção 9.1 (p. 91) e Anexo III, pontos 22.2 e 22.3, Eq. 165 e 166 e Tabela 117 (pp. 216 e 217).
• de Gids, W., Sherman, M. (eds.) (2022). 40 years to build tight and ventilate right: from infiltration to smart ventilation. AIVC Technical Note 70. https://www.aivc.org/sites/default/files/TN70_40%20years%20-%20Technical%20Progress.pdf
• Carneiro, B. C. L. (2015). Avaliação dos sistemas de ventilação implementados em diferentes edifícios. Dissertação de mestrado, FEUP. https://repositorio-aberto.up.pt/bitstream/10216/78122/2/34041.pdf
• Renson. Fichas técnicas das grelhas Invisivent AIR e COMFORT e da Transivent e das unidades Healthbox Go, Cbase e Flux+, reunidas nas fichas técnicas archivent.