Calculadora de trocas de ar por hora (ACH)

O que é uma calculadora de trocas de ar por hora?

Uma calculadora de trocas de ar por hora informa quantas vezes todo o volume de ar de um cômodo é substituído por um sistema de ventilação em uma hora. Ela toma o fluxo de ar que o sistema entrega e o volume do cômodo e retorna as trocas de ar por hora (ACH) — o número único que os engenheiros de ventilação usam para descrever a rapidez com que um ambiente é ventilado.

Uma “troca de ar” significa que foi fornecido um volume de ar novo igual a todo o cômodo. Um ACH de 6 quer dizer que o cômodo recebe seis volumes de ar por hora, ou seja, um volume a cada dez minutos. Quanto maior o ACH, mais rápido o ar viciado, os odores, a umidade e as partículas em suspensão são diluídos e removidos.

Por que as trocas de ar por hora importam

O ACH é a linguagem comum da ventilação para cômodos muito diferentes, pois relaciona o fluxo ao tamanho do ambiente. Um fluxo grande num galpão enorme mal movimenta o ar, enquanto um ventilador modesto num banheiro pequeno pode trocar o ar muitas vezes por hora. As recomendações de projeto são escritas em ACH para valerem independentemente das dimensões:

• Quartos e salas costumam ser projetados em torno de 4–6 ACH.
• Cozinhas e banheiros precisam de mais, cerca de 6–8 ACH, para eliminar umidade e odores de cozimento.
• Cozinhas industriais, laboratórios e quartos de isolamento hospitalar são mantidos bem mais altos — 15 ACH ou mais — onde o controle de contaminantes é crítico.

Como a calculadora funciona?

Informe o fluxo de ar que seu ventilador ou sistema de climatização move. A unidade padrão é CFM (pés cúbicos por minuto), padrão em equipamentos norte-americanos, mas você pode mudar o menu para m³/h se o seu equipamento for indicado em unidades métricas. Em seguida, informe o comprimento, a largura e a altura do cômodo — cada dimensão tem seu próprio seletor de unidade (ft, m, in, cm), para você medir como preferir.

A calculadora retorna dois resultados:

• Trocas de ar por hora — o valor ACH.
• Volume do cômodo — comutável entre ft³, m³, litros, galões (US) e yd³.

Para um ambiente integrado ou em L, divida-o em blocos retangulares, some os volumes e use o total como volume do cômodo.

Fórmulas

O volume do cômodo é o comprimento vezes a largura vezes a altura. Com o comprimento $L$, a largura $W$ e a altura $H$:

As trocas de ar por hora são o ar fornecido em uma hora dividido pelo volume do cômodo. Como o fluxo em CFM é por minuto, ele é multiplicado por 60 para obter o ar fornecido por hora, com o volume $V$ em pés cúbicos:

Aqui $Q$ é o fluxo em CFM. Se, em vez disso, você trabalhar inteiramente em unidades métricas — fluxo em m³/h e volume em m³ — ambas as grandezas já estão por hora e nas mesmas unidades, então o 60 desaparece:

Exemplos resolvidos

Exemplo 1: um quarto

Um quarto mede 10 ft de comprimento, 12 ft de largura e 8 ft de altura, e um ventilador fornece 100 CFM. Primeiro o volume:

Depois as trocas de ar por hora:

Assim, o ar do cômodo é substituído 6,25 vezes por hora — folgadamente dentro da faixa 4–6 de uma sala e um pouco acima, o que é adequado para um quarto.

Exemplo 2: dimensionar um ventilador a um alvo

Suponha que um cômodo de 1000 ft³ precise de ventilação mais forte e que um ventilador de 150 CFM seja instalado:

Isso dá 9 trocas de ar por hora, o tipo de taxa que você buscaria numa cozinha muito usada ou numa pequena oficina. Para atingir um ACH específico, reorganize a fórmula: o fluxo necessário é $Q = \dfrac{\text{ACH} \times V}{60}$, de modo que um cômodo de 1000 ft³ com alvo de 6 ACH precisa de $\dfrac{6 \times 1000}{60} = 100$ CFM.

Notas práticas

• Meça o cômodo, não a projeção no piso. O ACH depende do volume, então o pé-direito importa tanto quanto a área do piso. Um cômodo com teto abobadado ou de dois pavimentos contém muito mais ar do que a planta sugere, e precisa proporcionalmente de mais fluxo para alcançar o mesmo ACH. Se você só precisa do volume, a calculadora de pés cúbicos faz esse passo sozinha.
• Use o fluxo realmente entregue, não o de placa. O CFM nominal de um ventilador é medido sem dutos. Curvas, filtros e longos trechos de duto reduzem o fluxo real, então o ACH real costuma ser menor do que o nominal sugere. Onde a precisão importa, use o fluxo medido na grelha.
• ACH não é o mesmo que capacidade de resfriamento. A taxa de ventilação responde a “quão fresco está o ar”, não a “quão frio”. Para dimensionar um ar-condicionado à carga térmica de um cômodo, a calculadora de ar-condicionado e a calculadora de BTU partem, em vez disso, da área, do isolamento e do clima.
• Ajuste o alvo ao uso do cômodo. Aumente o ACH alvo para cozinhas, banheiros e qualquer ambiente com umidade, fumaça ou muitas pessoas, e mantenha-o moderado em quartos e salas tranquilas, onde uma taxa alta desperdiça energia e pode causar sensação de corrente de ar.