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ventilación

Difusión de aire, acústicay confort

El objetivo del acondicionamiento de aire en un recinto es el de mantener unascondiciones deseadas en el mismo, bajo diferentes condiciones de funcionamiento, enla forma más económica tanto desde el punto de consumo de energía como de laeficiencia de costes garantizando a la vez unas condiciones de confort. La distribucióndel aire tiene un papel fundamental en este proceso, ya que tiene la misión deintroducir en el local cantidades de aire tratado, para compensar las ganancias opérdidas de carga sensible, manteniendo los valores de velocidad, temperatura yhumedad del aire, así como la concentración de partículas en cada uno de los puntosde las zonas tratadas.

Antonio Vegas CasadoTrox España

Para climatizar un local y compensar las ga-nancias o pérdidas de calor sensible con inde-pendencia del sistema de climatización utilizado:todo aire, aire agua (inducción, techos fríos, fan-coils), o expansión directa.

Es necesario introducir en el local una canti-dad de aire con unas condiciones de temperatu-ra, humedad y grado de filtración que permitanmantener las condiciones fijadas y a la vez man-tener en la zona de ocupación velocidades deaire reducidas, uniformidad de temperaturas ybajos niveles de presión sonora. Para ello se im-pulsa en el local un caudal de aire a través de

unidades terminales que se pueden colocar encualquier parte del local: suelo, techo, paredes yantepecho de las ventanas.

En el momento de proyectar la instalación declimatización, normalmente no se presta espe-cial atención al estudio de la difusión de aire nise seleccionan los elementos de difusión másadecuados en función de las características ellocal, caudal de aire a impulsar, diferencia detemperatura entre el aire de impulsión y el aireambiente, velocidad del aire a mantener dentrode la zona de ocupación y presión sonora máxi-ma admisible. Antes de hacer la selección de las

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unidades terminales que se consideren másadecuadas para efectuar la impulsión de aire, sehan de realizar unas consideraciones prelimina-res como son:

� ¿Cómo funciona la unidad terminal de im-pulsión de aire?

� ¿Dónde debemos situarla?

� ¿Qué valores límite se han de cumplir?

� ¿Cómo puede afectar al incremento de lapresión sonora del local la situación de launidad terminal?

� ¿Cómo podemos cumplir estas condicionesmediante la correcta elección de la unidadterminal y su correcta selección y montaje?

Debemos de tener en cuenta que la unidadterminal no es solamente un elemento más de ladecoración del local. La unidad terminal es elpunto de unión entre la instalación y los usua-rios que se encuentran en el local a climatizar,debiendo de cumplir misiones tan importantescomo son:

� Distribuir el aire lo más uniformemente po-sible.

� No existan velocidades de aire elevadas enla zona de ocupación.

� Evitar diferencias de temperatura elevadasen la zona de ocupación.

� No se regeneren potencias sonoras eleva-das que alteren la presión sonora en el lo-cal.

PARÁMETROS DE CONFORT

La función básica de un sistema de aire acon-dicionado es crear condiciones de confort, pu-diendo definir el confort como las condicionesque permiten a las personas estar en mejor dis-posición para la realización de un trabajo o acti-vidad.

Entre los parámetros que más influyen en lacomodidad de las personas están:

� Temperatura.

� Humedad.

� Velocidad el aire.

� Índice de turbulencia.

� Presión sonora.

Entre ellos vemos que la presión sonora esuno de los más influyen en el confort de las per-sonas, presión sonora que es función, por unaparte, de la potencia sonora que se transmite alambiente a través de la unidad terminal proce-dente de la propia instalación, que dependeráde la potencia sonora del ventilador instalado enla Unidad de Tratamiento de Aire, de las poten-cias sonoras generadas en la red de conductosy en los propios equipos instalados en la misma(compuertas cortafuegos, compuertas de regu-lación, cajas de caudal de aire constante o va-riable), así como de la potencia sonora genera-da en la propia unidad terminal, que dependeráde su propia geometría, sección efectiva y delcaudal de aire que se impulsa a través de lamisma.

POTENCIAS SONORAS GENERADAS ENLA PROPIA INSTALACIÓN

La potencia sonora que se transmite al am-biente, tal como se ha dicho, es la suma de laque se genera en la propia instalación y la gene-rada en la propia unidad terminal.

Las potencias sonoras generadas en la propiainstalación son debidas a:

� Curvas, codos, transformaciones mal di-señadas.

� Deficiente situación de compuertas y ba-terías de calefacción o refrigeración.

� Ventiladores situados en falsos techos li-geros o bien encima o debajo de localescon deficiente aislamiento acústico.

� Cajas de caudal de aire variable o constan-te que han de absorber diferencias de pre-sión altas.

� Ventiladores de impulsión y retorno de lasUnidades de Tratamiento de Aire.

� Compuertas cortafuego.

� Velocidades de aire elevadas en la red deconductos.

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ANÁLISIS DE LAS POTENCIAS SONORASGENERADAS EN LA INSTALACIÓN

POTENCIA SONORA GENERADA EN LOSVENTILADORES (VDI 2081)

El espectro de potencia sonora del ventiladorque será función del tipo de ventilador, caudalde aire y presión, deberá facilitarlo el fabricantedel ventilador, pero en caso de que no se dis-ponga de él, de forma orientativa se puede cal-cular en base a lo indicado en VDI 2081, en fun-ción del caudal de aire y de la presión total.

LW = LWs + 10 log V + 20 log Δpt dB

El valor de la potencia específica LWs es:

LWs = 1 ± 4 dB con V en m3/h y Δpt en Pa LWs = 37 ± 4 dB con V en m3/s y Δpt en Pa

El espectro relativo lo podemos obtener de lafigura 1.

a) Ventiladores axiales y centrífugos con ala-bes hacía delante.

b) Ventiladores centrífugos con alabes haciaatrás.

Con

Siendo:

fm � Frecuencia media por banda de octavaen Hz

n � Revoluciones del ventilador en 1/min

POTENCIA SONORA GENERADA ENCONDUCTOS RECTOS METÁLICOS (VDI 2081)

La potencia sonora Lw generada en conductosmetálicos rectos se puede obtener en función dela velocidad y de la sección del conducto:

Lw = 7 + 50 log v + 10 log S dB Lw A ≈ -25 + 70 log v + 10 log S dB(A)

Siendo:

v � Velocidad en m/s S � Sección del conducto en m2

El espectro por banda de octava se obtiene dela figura 2. Los espectros de la potencia sonoraque se generan en compuertas cortafuego,com-puertas regulación y cajas de caudal de aireconstante o variable.

Deben de facilitarlos los fabricantes de dichosequipos con el fin de poder comprobar si el in-cremento de potencia sonora que se produce enel sistema puede afectar a la presión sonora delambiente.

Figura 1.

Dife

renc

ia Δ

L w=

Lw

okt-

Ww

Str = fm * 60π * n

Figura 2.

Dife

renc

ia Δ

L w=

Lw

okt-

Ww

ƒm/vi

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POTENCIA SONORA GENERADA EN LASUNIDADES TERMINALES DE IMPULSIÓNDE AIRE

Lo mismo que en los componentes anteriores,los fabricantes de las unidades terminales deimpulsión de aire deben facilitar las potenciassonoras generadas por el paso de aire en dB(A)o bien en espectro por banda de frecuencia.

La potencia sonora de una unidad terminal deimpulsión de aire dependerá para la misma velo-cidad de paso de aire de su geometría y del cau-dal de aire que pasa a través de la misma o seade su sección efectiva.

La potencia sonora máxima en los elementosde difusión de aire está regulada por el docu-mento básico DB-HR. Protección frente al ruido,del Código Técnico de la Edificación, que en suapartado 3.3.3.2. Aire Acondicionado, indica lomostrado en la Tabla 1.

Cuando se usen rejillas y difusores termina-les, el nivel de potencia acústica máxima gene-rada por el paso de aire viene dado por la ex-presión:

LW ≤ LeqA,T + 10 · log V - 10 · logT - 14 (dB)

Siendo :

LW � Nivel de potencia acústica de la reji-lla (dB)

T � Tiempo de reverberación del recinto (s)

V � Volumen del recinto (m3)

LeqA,T � Valor del nivel sonoro continuo equiva-lente estandarizado, ponderado A, es-tablecido en la tabla 1, en función deluso del edificio y del tipo de recinto[dB(A)].

VARIACIÓN DE LA POTENCIA SONORAGENERADA EN REJAS DE IMPULSIÓN DELAMAS MÓVILES Y LAMAS FIJAS, ENFUNCIÓN DE SU TAMAÑO Y CAUDAL DEAIRE IMPULSANDO CON LA MISMAVELOCIDAD DE AIRE

Tabla 1. Valores del nivel sonoro continuo equivalente estandarizado, ponderado A, LeqA,T.

Imagen 1. Reja AT/DG.

Reja AH/DG.

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Tabla 3.

Tabla 2.

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VARIACIÓN DE LA POTENCIA SONORA GENERADA EN DIFUSORES ROTACIONALES DE IMPULSIÓN VDW/AK, TDF/AK, RFD/AK, DCS/AK, EN FUNCIÓN DEL TAMAÑO YCANTIDAD DE AIRE, IMPULSANDO CON LA MISMA VELOCIDAD DE AIRE

Difusor VDW/AK. Difusor TDF/AK.Difusor RFD/AK.

Difusor DCS/AK.

Tabla 4.

Tabla 5.

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VARIACIÓN DE LA POTENCIA SONORA GENERADA EN DIFUSORES RADIALES DEIMPULSIÓN CIRCULARES ADLR/AK Y CUADRADOS ADLQ/AK, EN FUNCIÓN DELTAMAÑO Y CANTIDAD DE AIRE, IMPULSANDO CON LA MISMA VELOCIDAD DE AIRE

Tabla 6.

Difusor ADLRA/AK .

Tabla 7.

Difusor ADLQ/AK.

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VARIACIÓN DE LA POTENCIA SONORA GENERADA EN TOBERASDE ALTA INDUCCIÓN PARA IMPULSIÓN DE AIRE, EN FUNCIÓN DEL TAMAÑO Y CANTIDAD DE AIRE MPULSANDOCON LA MISMA VELOCIDAD

Tabla 8.

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PRESIÓN ACÚSTICA EN DB(A) PONDERADA ACEPTABLE GENERADA O TRANSMITIDAPOR EL SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN (UNE-CR1752 IN)

Tabla 8.

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ventilación

PRESIÓN SONORA EN EL LOCAL

La influencia de la potencia sonora que setransmite a través de las unidades terminalesinfluirá sobre las personas de dos maneras, di-rectamente o de forma reverberante en funciónde la posición de la unidad terminal con respec-to a los cerramientos del local. Esto significaque es función del coeficiente de directividad Q,entendiéndose este como la relación entre la in-tensidad acústica en un punto y la intensidadacústica que suministraría una fuente no direc-cional de la misma potencia.

Si la unidad terminal está situada en el centrodel local, tendrá una directividad Q=1, si está

Tabla 9.

Directividad de las fuentes (VDI 2081).

PRESIÓN SONORA Y TIEMPOS DE REVERBERACIÓN SEGÚN LA NORMA VDI 2081

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situada en el centro de un muro liso, la mitad dela energía acústica liberada a través de la uni-dad terminal se refleja inmediatamente por elmuro, por lo que delante de la fuente existe dosveces más de energía y la directividad seráQ=2. Si la unidad terminal está situada en unángulo a media altura entre el suelo y el techo,la directividad Q=4, y si la unidad terminal estáen un rincón la directividad Q=8.

La presión sonora a la que estarán sometidaslas personas de un local climatizado por la po-tencia sonora que se transmita a través de lasunidades terminales de impulsión de aire depen-derá de:

� Absorción del local.

� Del número de unidades terminales en unmismo local que influyen directamente so-bre los ocupantes del local.

� Del número de unidades terminales que in-fluyan sobre una persona.

La superficie de absorción del local será fun-ción del volumen así como del tiempo de rever-

beración y se puede calcular por la formula deSabin que dice.

Siendo:

V � Volumen del local en metros cúbicos

T �Tiempo de reverberación en segundos

A � Superficie de absorción en m2

El Documento Básico HR-Protección frente alruido, en el apartado 2.2, se dan los valores lími-tes del tiempo de reverberación en función deltipo o destino del local.

� Aulas y salas de conferencias vacías (sinocupación ni mobiliario) cuyo volumen seamenor que 350 m3, ≤0,7 s

� Aulas y salas de conferencias vacías, peroincluyendo el total de las butacas, cuyovolumen sea menor que 350 m3, ≤0,5 s

A = 0,16V

T

Tabla 9. Diferencia entre el nivel de potencia acústica y de presión sonora (VDI 2801).

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� Restaurantes y comedores vacíos ≤ 0,9 s

En las zonas comunes para limitar el tiempode reverberación, los elementos constructivos,acabados superficiales y los revestimientosque delimitan una zona común de un edificio deuso residencial o docente colindante con recin-tos habitables con los que comparten puertas,tendrán la absorción acústica suficiente de ma-nera que la superficie de absorción acústicaequivalente, A, sea como mínimo 0,2 m2 porcada metro cúbico del volumen del recinto.

Por la fórmula de Sabin se puede calcular lasuperficie de absorción del local en función deltiempo de reverberación y del volumen y por eldiagrama de la figura, se pude estimar el valorde la absorción del local en dB, que se deberáde restar a la potencia sonora que se transmitaa través de las unidades terminales de impul-sión y retorno, con el fin de conocer de una for-ma orientativa el valor de la presión sonora dellocal.

CONCLUSIÓN

Normalmente la presión sonora en los localesclimatizados es debida a la potencia sonoraque se transmite a través de las unidades ter-minales de impulsión o retorno de aire y estaes debido, por una parte, a la propia potenciasonora de la instalación, fundamentalmenteventiladores, y por otra parte, a la generada enla propia unidad terminal por el paso de aire

La potencia sonora que se transmite al am-biente será la suma logarítmica de la que llegaa la unidad terminal a través de los conductosprocedentes de la instalación y la generada enla propia unidad terminal, por lo que para evi-tar este incremento de potencia sonora, la quese transmite a través de los conductos deberáde reducirse mediante la instalación de ele-mentos correctores como son los silenciadoresacústicos instalados en los propios conductos yla que se regenera en las unidades terminalescon su correcta selección.

Otras posibles fuentes son las potencias so-noras que se transmiten por radiación y quedeberán corregirse mediante cerramientos conla masa adecuada. �

* Ponencia ofrecida en la II Jornada Ibérica Acústicaen las instalaciones de aires AINAIR 2008