VENTILACIÓN

Se entiende por ventilación la sustitución de una porción de aire, que se considera indeseable, por otra que aporta una mejora en pureza, temperatura, humedad, etc.

La ventilación de máquinas o de procesos industriales permite controlar el calor, la toxicidad de los ambientes o la explosividad potencial de los mismos, garantizando en muchos casos la salud de los operarios que se encuentran en dichos ambientes de trabajo.

TIPOS DE VENTILACIÓN

- Ventilación natural: la renovación del aire se produce por la acción del viento o por la diferencia de temperatura entre el punto de entrada y el de salida del aire. Este tipo de ventilación es obligatoria mediante ventanas o puertas exteriores en cocinas, comedores, dormitorios y salas de estar.

- Ventilación híbrida: ventilación en la que, cuando las condiciones de presión y temperatura ambientales son favorables, la renovación del aire se produce como en la ventilación natural y, cuando son desfavorables, como en la ventilación con extracción mecánica.

Consiste en crear corrientes de aire en la vivienda por medio de orificios de entrada de aire (aberturas de admisión) en las fachadas de los recintos secos (los comedores, los dormitorios y las salas de estar) o situadas en las carpinterías (aireadores), y orificios de salida (aberturas de extracción) en la parte superior de los recintos húmedos (los aseos, las cocinas y los cuartos de baño).

Las aberturas de extracción se enlazan a conductos de extracción y aspiradores híbridos que sólo se activan si las condiciones naturales de presión y temperatura no son favorables. Las aberturas de admisión deben comunicar directamente con el exterior. En general la dimensión de los conductos es mayor que para la ventilación mecánica. Hay que tener especial cuidado de no cerrar las aberturas de admisión y mantener el sistema adecuadamente.

- Ventilación mecánica: la renovación del aire se produce por el funcionamiento de aparatos electro-mecánicos dispuestos al efecto. Puede ser con admisión mecánica, con extracción mecánica o equilibrada.

En este tipo de ventilación, los conductos de extracción están dotados del correspondiente aspirador mecánico, que extrae continuamente el aire de forma automática. El aire exterior es aspirado desde los recintos secos, hacia los húmedos para salir por las aberturas de extracción. Este tipo de

ventilación, al igual que la híbrida, no tiene en cuenta las variaciones de humedad o calor en el interior de la vivienda; así, el caudal de aire que la atraviesa es constante.

Para solucionar este problema, existen sistemas de ventilación mecánica que regulan su caudal en función de la humedad interior, lo que permite garantizar la evacuación más rápida del aire muy húmedo limitando las pérdidas de confort térmico. Además existen sistemas que permiten recuperar calor del aire que se extrae, utilizándolo para calentar el aire nuevo que procede del exterior. Un ventilador impulsa este aire nuevo precalentado a los recintos secos. Este sistema es más costoso, pero permite importantes ahorros de calefacción.

PARAMETROS PARA LA VENTILACION MECANICA

Condiciones interiores de diseño de temperatura y humedadEn general, las condiciones interiores de diseño que se tomarán para la temperatura y humedad relativa en el interior de los edificios, que se consideran condiciones de confort, dependerá de factores tales como la actividad metabólica que desarrollen las personas ocupantes del edificio, de su grado de vestimenta y del porcentaje estimado de personas insatisfechas que se admita que pueda haber.

En este sentido, para un caso genérico donde las personas ocupantes del edificio desarrollen una actividad metabólica sedentaria de 1,2 met(*), con grado de vestimenta de 0,5 clo(**) en verano y de 1 clo en invierno y que el porcentaje de insatisfechos se sitúe entre el 10 y el 15%, se pueden tomar, como condiciones interiores de diseño para la temperatura y humedad relativa del aire interior, las que se muestran en la siguiente tabla:

(*) El met se emplea como una unidad de medida de la tasa de actividad metabólica. En concreto 1 met se define como el metabolismo de una persona sentada y sin una actividad física especial. Su equivalencia con otras unidades es:

1 met = 58,15 W/m2 = 50 kcal/h·m2

Como se puede apreciar el met no es una unidad absoluta de la actividad metabólica, sino una unidad de tasa metabólica (más bien de potencia térmica) relativa a la superficie de piel de nuestro cuerpo (SC).

Para obtener la producción metabólica de una persona habría que multiplicar el valor met que corresponde a la actividad física que esté realizando por su superficie corporal de la persona (SC).

Producción metabólica = Valor met · SC

Como superficie corporal de una persona se puede tomar como valor genérico 1,8 m2, aunque este valor varía de una persona a otra en función de su altura (H) y peso (P). Para mayor aproximación de cálculo de la superficie corporal de una persona se puede emplear la ecuación de DuBois&DuBois, a partir de la altura (H) y el peso (P):

SC = 0,202 · P 0,425· H 0,725

(**) El clo se emplea para medir el aislamiento térmico de la ropa. La siguiente tabla puede orientar sobre su rango de valores:

CATEGORÍAS DE CALIDAD DE AIRE INTERIOREn España el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (R.I.T.E.) establece distintas categorías en la calidad de aire interior (IDA) exigibles a los edificios en función del uso que se haga de ellos, a saber:

• IDA 1: es la categoría de calidad óptima del aire. Se exige en edificios de uso muy sensibles, tales como, hospitales, clínicas, laboratorios y guarderías.

• IDA 2: significa una calidad de aire buena. Se suele exigir esta calidad de aire para oficinas, salas comunes de hoteles y similares, residencias de ancianos y estudiantes, salas de lectura, bibliotecas, museos, salas de tribunales, colegios y aulas de enseñanzas, piscinas cubiertas.

• IDA 3: o calidad de aire media. Tipo de aire válido para el grueso de edificios, tales como, edificios comerciales, cines, teatros, salones de actos y representaciones,

habitaciones de hoteles, hostales y pensiones, restaurantes, cafeterías, bares, salas de fiestas, gimnasios, establecimientos deportivos (salvo piscinas), salas para uso de ordenadores.

• IDA 4: corresponde a un tipo de aire de calidad baja. Para el resto de edificios no mencionados anteriormente.

En el documento de proyecto que estemos realizando, se debe indicar el tipo de categoría de aire exigible en el edificio que se esté proyectando, de acuerdo a la lista anterior.

Caudal mínimo de aire exterior de ventilaciónUna vez establecido la calidad de aire interior, hay que establecer el caudal mínimo de aire exterior de ventilación que garantice que se va a alcanzar dicha calidad. Este aporte de aire limpio del exterior es lo que se conoce también por renovación o ventilación del aire contenido en el interior del edificio.

Para saber el número de renovaciones necesarias o caudales de aporte de aire exterior, hay que partir del uso a que se va a destinar el edificio. En función de este uso, existen multitud de tablas y recomendaciones de bibliografía especializada que indican el número de renovaciones horarias, o bien proporcionan directamente los caudales de aire por persona o metro cuadrado de superficie del edificio o de salas a acondicionar.

Por ejemplo, en la siguiente tabla se indica el número de renovaciones a la hora, para cada tipo de establecimiento o local, según la norma DIN 1946.

El cálculo del caudal mínimo requerido de ventilación de aire exterior es inmediato a partir de los datos de renovaciones horas de la tabla anterior.

En efecto, si V es el volumen que ocupa el local o establecimiento en m3 (V = A·B·C, siendo A, B, C las dimensiones de largo, ancho y altura del local) y N es el número de renovaciones por hora extraído de la tabla anterior en función del uso dado al local o edificio. El caudal Q mínimo de aire exterior se calcula como:

Q = V · N (m3/h)

Otros procedimientos que pueden ser utilizados para el cálculo de los caudales mínimos necesarios de aire exterior de ventilación son los expuestos en el R.I.T.E.

A continuación se exponen algunos de los procedimientos más ampliamente utilizados por proyectistas e instaladores:

• El llamado "Método indirecto de caudales de aire exterior por persona" es un procedimiento que se aplica especialmente en locales que tienen una baja producción de contaminantes provenientes de fuentes diferentes del ser humano y en general, cuando no está permitido fumar en el local.

Para ello basta con emplear los valores indicados en la siguiente tabla:

Cuando en los locales esté permitido fumar, se debe emplear como caudales de aire exterior, como mínimo, el doble de los valores indicados en la tabla 4 anterior.

• El "Método indirecto de caudal de aire por unidad de superficie" es especialmente útil su aplicación en locales y establecimientos de edificios donde la ocupación de personas no es permanente.

De la siguiente tabla se extrae los valores de los caudales de aire exterior por metro cuadrado de superficie del local, según la calidad de aire interior exigida.

• Por último, el "Método directo de concentración de CO2" es aplicable sobretodo en locales con elevada actividad metabólica (salas de fiesta, gimnasios y pabellones deportivos, etc.).

Este método se basa en limitar la concentración de CO2 en el aire interior, en función de la categoría de aire exigida, mediante la impulsión de aire limpio procedente del exterior. Los valores límites de concentración de CO2 se indican en la siguiente tabla:

(*) Valores de concentración de CO2 (en partes por millón en volumen) por encima de la concentración existente en el aire exterior.

Velocidad media del aire permitida en el interiorPara mantener unas condiciones mínimas de confort en los lugares ocupados, la velocidad del aire interior debe mantenerse por debajo de unos niveles, que dependerán de factores como la actividad que desarrollen las personas presentes en el local, su vestimenta, e incluso la temperatura del aire interior.

Para unos valores de la temperatura seca del aire comprendido entre 20 ºC y 27 ºC, se puede emplear la siguiente expresión que proporciona la velocidad media del aire máxima permitida que asegura unas condiciones de confort:

     T  

v =   ——   -  0,07 (m/s)  

  100  

Siendo T la temperatura seca del aire del interior del local.

LINEAMIENTOS DE DISEÑO PARA SISTEMAS DE VENTILACIÓN MECANICA.

El Profesional Responsable del diseño deberá considerar previamente al diseño del Sistema de Ventilación Mecánica, lo indicado respecto a ventilación en las normas incluidas en el numeral III.1 Arquitectura del Reglamento Nacional de Edificaciones.

Los sistemas de ventilación mecánica deberán estar diseñados de tal manera que el aire para ventilación circule por todo el ambiente.

Cuando se reduzca el suministro de aire mientras el ambiente esté ocupado, se debe disponer un sistema de ventilación mecánica que garantice la adecuada calidad del aire interior.

Los sistemas de ventilación mecánica deberán estar diseñados para evitar que por el sistema de extracción vuelva a ingresar condensación, congelación, condensación– congelación, agentes contaminantes o microrganismos.

La separación entre la toma de aire y las salidas de aire deberá ser establecida por el Profesional Responsable del diseño, de tal manera que ésta evite la contaminación del aire de inyección.

Las tomas de aire deben evitar los contaminantes de fuentes como las torres de enfriamiento, ventilaciones sanitarias, escapes de vehículos en garajes de estacionamiento, muelles de carga y tráfico de las calles.

El sistema de ventilación mecánica debe colocarse sobre una estructura de soporte, de manera estable, utilizando anclajes y elementos anti vibratorios.

Los empalmes y conexiones deben estar protegidos para evitar la entrada o salida de aire en esos puntos.

Si la velocidad de ingreso del aire exterior, excede de 3.00 m/s, el borde superior de la toma de aire estará como mínimo a 2.40 m. sobre el nivel del piso terminado inmediatamente inferior. En caso no se pudiera realizar las aberturas en la ubicación antes descritas debido a motivos estructurales se podrá ejecutar a partir de la cara inferior de la viga.

En la instalación de los equipos se deberá tener en cuenta lo establecido en el Código Nacional de Electricidad, así como por el Reglamento de Higiene Ocupacional del Subsector Electricidad.

9. DUCTOS

9.1. Condiciones generales de diseño

El sistema de ductos será independiente, sin ninguna conexión con otro sistema. Todos los ductos de aire se construirán íntegramente de metal y otros materiales

incombustibles aprobados, de resistencia adecuadamente igual.

En las instalaciones de ventiladores de ático, se instalara un sistema cortafuego con ductos en caso de incendio, en lugar del requisito anterior. (Ver numeral 1)

Los ductos serán plenamente estancos, sin más aberturas que las esenciales para el funcionamiento del sistema. Estarán sustancialmente asegurados o soportados, de miembros estructurales sustanciales, por colgadores metálicos, soportes laterales o sus equivalentes.

Los ductos no deberán atravesar ningún muro cortafuegos, a menos que sea inevitable y en tales casos, deberán proveerse puertas automáticas contra incendio o compuertas de cierre.

Cada junta de los ductos metálicos redondos, se asegurará contra desplazamientos, por lo menos con un tornillo metálico, excepto en las construcciones para viviendas unifamiliares o similares, en las cuales podrá usarse cinta plástica aprobada para sellar y asegura las juntas.

Ningún ducto ni equipo podrá instalarse en cajas de escaleras ni en espacios destinados a otras instalaciones o en donde puedan entorpecer la evacuación de los ocupantes o la labor de personal de emergencia.

Los ductos, provenientes de extracción de baños, campanas de cocina y secadores, deberán descargar al exterior de la edificación. El sistema de ductos será independiente sin ninguna conexión con otro sistema.

Los registros de inspección y limpieza, estarán equipados con puertas deslizantes o batientes, con seguros que se colocaran a los lados de los tramos horizontales para prevenir goteos; su espaciamiento no excederá de seis metros.

Los ductos deben tener un acabado que dificulte su ensuciamiento y ser practicables para su registro y limpieza.

Debe preverse el paso de los ductos a través de los falsos cielos rasos y otros elementos de partición horizontal de tal forma que se ejecuten aquellos elementos necesarios para ello tales como brochales y zunchos.

Los tramos verticales situados al exterior de las edificaciones, serán soportados adecuadamente por las paredes exteriores.

En el interior de los edificios irán encerrados en un ducto de mampostería material resistente al fuego, según lo establecido en la Norma EM.060 del RNE, que se extienda continuamente a través del techo.

En la base de cada tramo vertical se proveerá una trampa para residuos, con facilidades para limpieza.

Los ductos de extracción no deberán atravesar muros corta-fuegos. Si los ductos atraviesan particiones de material combustible, deberán guardar una separación de cuarenta y cinco centímetros; a menos que, la partición se haya aislado para obtener una protección mínima de una hora de resistencia al fuego; en cuyo caso, la separación podrá reducirse a siete y medio centímetros.