- Tutorial Nº 251 -

Ventilación y Renovación de Aire Interior
en los Edificios

Índice de contenidos:

1- Generalidades

2- Condiciones interiores de diseño de temperatura y humedad

3- Categorías de calidad de aire interior

4- Caudal mínimo de aire exterior de ventilación

5- Filtrado del aire exterior de ventilación

6- Aire de extracción

7- Velocidad media del aire permitida en el interior

 

ANEXOS

A.1- Aireadores estáticos para ventilación natural

A.2- Catálogos de ventiladores para ventilación forzada en edificación

A.3- Catálogos de ventiladores industriales

A.4- Catálogos de accesorios

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DESARROLLO DEL CONTENIDO


1- Generalidades

En este tutorial se pretende exponer un sencillo procedimiento para realizar el cálculo y diseño de los sistemas de ventilación y renovación del aire interior de los edificios, locales y establecimientos, y que a la vez sirva como justificación técnica en proyectos y estudios de edificación y construcción.

La renovación del aire interior de las dependencias de un edificio es necesaria e imprescindible. Mediante la renovación del aire interior en los edificios se consigue mantener en niveles admisibles, la concentración de contaminantes presentes en el aire, que se genera por el desarrollo de cualquier actividad humana o de otra índole.

2- Condiciones interiores de diseño de temperatura y humedad

En 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:

Estación del año

Temperatura
ºC

Humedad relativa
%

Verano

23 ... 25

45 ... 60

Invierno

21 ... 23

40 ... 50


Tabla 1. Condiciones interiores de diseño

(*) 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:

Tipo de ropa

Aislamiento
(clo.)

Desnudo

0 clo.

Ropa ligera (ropa de verano)

0,5 clo.

Ropa media (traje completo)

1 clo.

Ropa pesada (uniforme militar de invierno)

1,5 clo.


Tabla 2. Valores de aislamiento de la ropa en clo.

3- Categorías de calidad de aire interior

En 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.

4- Caudal mínimo de aire exterior de ventilación

Una 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.

Tipo de Local

Nº. Renovaciones
de aire por hora

WC, inodoros

Privados

4-5

Públicos

8-15

Aseos y baños

 

5-7

Duchas

 

15-25

Bibliotecas

 

4-5

Oficinas

 

4-8

Tintorerías

 

5-15

Cabinas de pintura

 

25-50

Garajes y parkings

 

5

Salas de decapado

 

5-15

Locales de acumuladores

 

5-10

Armarios roperos

 

4-6

Restaurantes y casinos

 

8-12

Industrias de Fundiciones

 

8-15

Remojos

 

70-80

Auditorios

 

6-8

Salas de cines y de teatros

 

5-8

Aulas

 

5-7

Salas de conferencias

 

6-8

Cocinas

Privadas

15-25

Colectivas

15-30

Laboratorios

 

8-15

Locales de aerografías

 

10-20

Salas de fotocopias

 

10-15

Cuartos de máquinas

 

10-40

Talleres de montaje

 

4-8

Salas de laminación

 

8-12

Talleres de soldadura

 

20-30

Piscinas cubiertas

 

3-4

Despachos de reuniones

 

6-8

Cámaras blindadas

 

3-6

Vestuarios

 

6-8

Gimnasios

 

4-6

Tiendas y comercios

 

4-8

Salas de reuniones

 

5-10

Salas de espera

 

4-6

Lavanderías

 

10-20

Talleres

Alta alteración

10-20

Poca alteración

3-6

Habitaciones (hoteles...)

 

3-8

Iglesias modernas (techos bajos)

 

1-2

Oficinas de bancos

 

3-4

Cantinas (de industrias, militares)

 

4-6

Hospitales

 

5-6

Fábricas en general

 

5-10

Discotecas

 

10-12

Cafés

 

10-12

Restaurantes de comida rápida

 

15-18

Obradores de panadería

 

25-35


Tabla 3. Renovaciones de aire en locales

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:

Caudales de aire exterior, en dm3/s por persona

Categoría del aire interior exigible

dm3/s por persona

IDA 1

20

IDA 2

12,5

IDA 3

8

IDA 4

5


Tabla 4. Caudales de aire exterior, en dm3/s y por persona

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.

Caudales de aire exterior, en dm3 por segundo y unidad de superficie

Categoría del aire interior exigible

dm3/(s·m2)

IDA 1

No aplicable

IDA 2

0,83

IDA 3

0,55

IDA 4

0,28


Tabla 5. Caudales de aire exterior, en dm3 por segundo y unidad de superficie

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:

Concentración de CO2 máxima admisible en los locales

Categoría del aire interior exigible

ppm (*)

IDA 1

350

IDA 2

500

IDA 3

800

IDA 4

1200


Tabla 6. Concentración de CO2 máxima admisible en los locales

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

5- Filtrado del aire exterior de ventilación

Es evidente que se hace necesario introducir el aire exterior en el edificio debidamente filtrado, para limitar en lo posible la entrada de partículas y de contaminantes gaseosos que proceden del ambiente exterior.

Precisamente, la calidad del aire procedente del exterior (ODA) puede ser clasificada en niveles, según el siguiente criterio:

• ODA 1: se considera la mejor calidad de aire exterior. Es aire puro que puede contener partículas sólidas (polen por ejemplo) de forma temporal.

• ODA 2: es un aire que posee altas concentraciones de partículas sólidas.

• ODA 3: aire con altas concentraciones de contaminantes gaseosos.

• ODA 4: tipo de aire exterior que tiene altas concentraciones de contaminantes gaseosos y de partículas.

• ODA 5: aire con muy altas concentraciones de contaminantes gaseosos y de partículas.

En la siguiente tabla se indican las clases de filtración mínimas exigible al aire de ventilación exterior, en función de la categoría de aire exterior (ODA) y de la calidad de aire interior (IDA) exigible:

 

IDA 1

IDA 2

IDA 3

IDA 4

ODA 1

F9

F8

F7

F6

ODA 2

F7 / F9

F8

F7

F6

ODA 3

F7 / F9

F6 / F8

F6 / F7

G4 / F6

ODA 4

F7 / F9

F6 / F8

F6 / F7

G4 / F6

ODA 5

F6 / GF / F9 (*)

F6 / GF / F9 (*)

F6 / F7

G4 / F6


Tabla 7. Clases de filtración

(*) Se deberá prever la instalación de un filtro de gas o un filtro químico (GF) situado entre las dos etapas de filtración.

6- Aire de extracción

Igualmente, el aire de extracción procedente del interior del edificio se clasifica en función del uso de los locales o dependencias del edificio del cual provienen. De esta forma se tienen las siguientes categorías para el aire de extracción:

• AE 1: se corresponde con un aire extraído que tiene un bajo nivel de contaminación. Suelen proceder de locales y dependencias donde las emisiones más importantes de contaminantes proceden de los mismos materiales de construcción y de decoración que constituyen la sala, además de las personas. Evidentemente, son locales donde está prohibido fumar. Ejemplo: oficinas, aulas, salas de reuniones, locales comerciales sin emisiones específicas, espacios de uso público, escaleras y pasillos.

• AE 2: aire extraído con un moderado nivel de contaminación. Proceden de locales ocupados con más contaminantes que la categoría anterior, y además no está prohibido fumar. Ejemplo: restaurantes, habitaciones de hoteles, vestuarios, bares, almacenes.

• AE 3: aire de extracción con alto nivel de contaminación. Procede de locales donde se almacenan o producen productos químicos, donde existe humedad, etc. Ejemplos: Aseos, saunas, cocinas, laboratorios químicos, imprentas.

• AE 4: aire de extracción con muy alto nivel de contaminación. Es aire que contiene sustancias olorosas y contaminantes perjudiciales para la salud a partir de determinadas concentraciones. Ejemplos: extracción de campanas de humos, aparcamientos, locales para el manejo de pinturas, locales donde se guarda lencería y ropa sucia, locales de almacenamiento de residuos de comida, locales de fumadores de uso continuo, laboratorios químicos.

En general, el caudal de aire de extracción de los locales y dependencias será como mínimo de 2 dm3/(s·m2) de superficie en planta del local.

Sólo el aire de extracción con categoría AE 1 y exento de humo de tabaco puede ser retornado a los locales.

El aire con categoría AE 2 puede ser empleado solamente como aire de transferencia hacia locales de servicios, aseos y garajes o parkings.

El aire de las categorías AE 3 y AE 4 no puede ser empleado como aire de recirculación o transferencia. Además, su expulsión al exterior del aire de estas categorías no puede ser común a la expulsión del aire de las categorías AE 1 y AE 2 para evitar la posibilidad de una contaminación cruzada.

7- Velocidad media del aire permitida en el interior

Para 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.

 

 

 

>> FIN DEL TUTORIAL

 

 

 

 

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