Sistemas pasivos de ventilación natural

7/24/2019 Sistemas pasivos de ventilacin natural

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CLIMATIZACIN

Laclimatizacinconsiste en crear unas condiciones detemperatura,humedady limpieza del aire adecuadas para lacomodidad dentro de los espacios habitados.La normativa espaola define climatizacin como:

dar a un espacio cerrado las condiciones de temperatura,humedad relativa, calidad del aire y, a veces, tambin de presin, necesarias para el bienestar de las personasy/o la conservacin de las cosas.[1]

Puede apreciarse que se ha abandonado cualquier referencia al

aire

acondicionado, por ser una expresin que, aunque correcta, puede prestarse a equvoco, ya que la mayora de la genteparece entender que se refiere exclusivamente a la refrigeracin (climatizacin de verano), aunque sera ms lgico serefiriese al

acondicionamiento del aire

en todas las pocas, verano e invierno.As pues, la climatizacin comprende tres cuestiones fundamentales: laventilacin, lacalefaccin, o climatizacin de invierno,y larefrigeracino climatizacin de verano.A partir de esta definicin se desprende que el concepto

climatizacin

equivale a lo que en ingls se llama

Heating,Ventilating and Air Conditioning, o por sus siglas HVAC, expresin en la que aparecen tres conceptosseparados:

ventilacin

y

calefaccin

por un lado y

aire acondicionado

por otro, luego se supone que, en

ingls, estoltimo se entiende exclusivamente como refrigeracin. Para evitar la confusin que puede producir tomar la traduccininglesa literalmente, la norma espaola, evita el concepto Aire Acondicionado.La climatizacin puede ser natural o artificial, aunque en lo que sigue se tratar exclusivamente de la artificial.

Condicionantes de la Climatizacin

La

comodidad trmica, importante para el bienestar, est sujeta a tres factores:El factor humano: Lamanera de vestir, laactividady el tiempo durante el cual las personas permanecen en la mismasituacin, influyen sobre la comodidad trmica.El aire: Su temperatura, velocidad yhumedad relativa.El espacio: La temperatura radiante media de los paramentos del local considerado.Una cuestin importante es que la respuesta las personas puede ser muy variable, puesto que depende del gusto, laaclimatacin o actividad realizada. Los otros factores pueden controlarse para ofrecer una sensacin de bienestar.El cambio de la manera de construir los edificios, los mtodos de trabajo, y los niveles de ocupacin han creado nuevosparmetros a los que los diseadores ahora deben prestar atencin. Los edificios modernos sufren cargas trmicas porvarios motivos:La temperatura exterior: los elementos separadores del interior de los edificios con el exterior no son impermeables alpaso del calor, aunque pueden aislarse convenientemente. El calor pasa desde el ambiente ms clido al ambiente msfro tanto ms deprisa cuanto mayor sea la diferencia de temperaturas entre ambos ambientes.

La radiacin solar: Con el desarrollo de los nuevos edificios, las nuevas tcnicas han favorecido el empleo del cristal yel incremento trmico es considerable en verano cuando la radiacin solar los atraviesa (efecto invernadero), pero esfavorable en invierno, disminuyendo las necesidades de calefaccin. El acristalamiento excesivo no es deseable en climasclidos, aunque puede serlo en climas fros. Incluso en cerramientos opacos, no acristalados, en verano, el sol calienta lasuperficie exterior aumentando el salto trmico exterior interior y, por lo tanto el paso del calor por los cerramientosopacos.La ventilacin: La necesaria introduccin de aire exterior en el edificio, para ventilacin, puede modificar la temperaturainterna de ste, lo cual puede suponer un problema cuando el aire exterior est a temperaturas alejadas de lasrequeridas en el interior.La ocupacin: El nmero de ocupantes aumenta en los edificios, generando cada uno entre 80 y 150 W de cargatrmica, segn la actividad realizada.La ofimtica: La proliferacin de aparatos electrnicos, ordenadores, impresoras, y fotocopiadoras, que forman partede las oficinas modernas, generan cargas trmicas importantes.La iluminacin: la iluminacin es un factor de calentamiento importante. Se estima en una carga de entre 15 a 25 W/m.

Muchos Grandes Almacenes modernos pueden calentarse en invierno gracias nicamente a su sistema de iluminacin y alcalor producido por los usuarios. Esta situacin es bastante frecuente en Europa.Evidentemente, muchas de estas cargas son favorables en invierno, pero no en verano. Todas ellas deben sercompensadas si se desea obtener un ambiente confortable en verano. El medio de asegurar esta comodidad eslaclimatizacin.

Sistemas de climatizacin

Clasificacin por el alcance de la instalacin

La climatizacin puede hacerse en un solo local (unitaria), frecuentemente con un aparato que produce y emite suenerga trmica, ycentralizada, en la que un aparato produce la energa trmica (calor o fro), se lleva a los locales aclimatizar por medio de conducciones y se emite por medio de emisores.Climatizacin unitaria. Es este sistema muy frecuente. En calefaccin se emplea conchimeneas-hogar, diferentes tipos

de

estufas(de carbn, de gas butano, elctricas). Para refrigeracin lo ms conocido es el llamado climatizadoroacondicionador de ventana.Son en general sistemas con deficiencias importantes: en calefaccin, cuando hay combustin (carbn, gas) es necesaria


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la entrada de aire para la combustin, aire proveniente del exterior, que est fro, y que enfra el ambiente a calefactar.En general, los aparatos pequeos tienen menores rendimientos que los grandes, por lo que, la suma de varios de ellospara distintos locales, pueden consumir ms energa que uno solo, ms potente, para todos ellos.Adems, en la climatizacin de verano, los aparatos unitarios de refrigeracin no suelen tener un buen control de lahumedad, por lo que pueden dar ambientes hmedos en los locales.Climatizacin centralizada. En este sistema de climatizacin pueden, a su vez, distinguirse dos posibilidades: para unpequeo usuario (vivienda, p.e.) y para un usuario grande (un edificio completo, de cualquier dimensin).

Los sistemas ms sencillos (y tradicionales) para calefaccin constan de una caldera y de una red de tuberas que llevael calor, por medio de uncaloportador, a los aparatos terminales, generalmenteradiadores. Los sistemas decalefaccinpor agua calientepueden servir desde una instalacin pequea (de vivienda) hasta instalaciones urbanas, pasando porinstalaciones de edificio y de barriada.En refrigeracin existen

aparatos

que tienen una parte, que comprende el compresor y el condensador, que se sita enel exterior y uno o varios evaporadores que se colocan en los locales a climatizar (sistemas partidos mltipleso

multisplit). Suelen tener mejores rendimientos que los aparatos unitarios, pero adolecen de falta de control de lahumedad ambiente.Para sistemas de mayor tamao, tanto de calefaccin como de refrigeracin, vase a continuacin.

Clasificacin por el fluido caloportador

La energa trmica puede llevarse a los locales por medio de fluidos, llamadoscaloportadores(que transportan el calor oenerga trmica), y pueden ser: agua, aire o un fluido refrigerante. Se puede establecer una clasificacin en funcin delfluido caloportador que llega a los locales. Se advierte que el aire es siempre el fluido que se trata de acondicionar, peroello no quiere decir que sea siempre un fluido caloportador.Sistemas con refrigerante. El fluido refrigerante se lleva, por tuberas, a los evaporadores, situados en los locales aclimatizar. La necesaria ventilacin ha de hacerse por otros medios.Sistemas todo aire. A los locales no llega ms que el aire tratado en un climatizadoroUTApor medio de conductos eimpulsado a travs de diversos tipos de rejillas o difusores. Dado que el caudal de aire mnimo exigible para ventilacinsuele ser insuficiente para llevar la energa trmica necesaria, hay que implantar sistemas de mezcla de aire de retornocon el aire exterior (de ventilacin o de renovacin), de lo que se encarga el climatizador.Sistemas agua-aire. A los locales llega el aire estrictamente necesario para la ventilacin, tratado enunclimatizador(llamadoaire primario) pero, la mayor parte del tiempo, con caudales insuficientes para transportar todala energa trmica necesaria, de modo que se suple esa falta mediante aparatos terminales aadidos(ventiloconvectores,inductores) situados en los locales y alimentados por agua. Es este el sistema ms caro de instalar,pero tiene muchas ventajas: el aire no se recircula, por lo que tampoco se recirculan olores de unos locales a otros;mejor regulacin de los parmetros de cada local teniendo en cuenta muy precisamente sus necesidades especficas.Sistemas todo agua. A los locales no llega ms que agua, que puede ser caliente o fra. Cuando solamente se trate decalor (calefaccin), se utilizaran como emisores los clsicosradiadoresy cuando se trate de fro (refrigeracin) o cuandohaya las dos posibilidades (calor y fro) se utilizarn ventiloconvectores. Hay que resaltar que en este caso serunaclimatizacin incompleta, pues la necesaria ventilacin ha de hacerse por otros medios.


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ElMuro Trombees un sistema de captacin solar pasivo que no tiene partes mviles y que

no necesita casi ningn mantenimiento. Esta alternativa proponepotenciar la energa solar

que recibe un muro y as convertirlo en un sencillo sistema de calefaccin.

Su componente principal es un muro orientado hacia la posicin del sol ms favorable a lo

largo del da variando segn el hemisferio construido con materiales que le permitan

absorber el calor como masa trmica, como elhormign, la piedra o el adobe.


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Este sistema se basa en la

captacin solar directa y la circulacin de aire que se

produce por la diferencia de temperaturas. Gestionado adecuadamente, entrega calor

durante los meses fros y permite una mejor refrigeracin en los meses clidos a travs de

una ventilacin cruzada.

El sistema se compone de las siguientes partes:


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1. Un

muro interior de gran inercia trmica; puede ser de piedra o adobe pintado denegro o de un material que refleje el calor, como una lmina metlica, pero en todo caso,

siempre protegida con un aislante al interior.

2. Unalmina de vidrio lo ms espesa posible ; mejor si es triple o doble con una

cmara de aire interior.

3. Un

alero superior

que proteja el espacio interior para que no caiga ningn cuerpo

extrao entre el muro interior y la lmina de vidrio.

4. Un

espacio intermedio delimitado por el muro y el vidrio,

que debido a la radiacinsolar siempre tendr una temperatura mucho mayor que el exterior e interior, a travs del


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efecto invernadero. sta es la clave del funcionamiento del muro Trombe.

5. Cuatroorificios con sus respectivas vlvulas; dos superiores (interior y exterior) y

dos inferiores (interior y exterior).

El sistema puede tener variaciones segn el proyecto. Por ejemplo, en el refugio de montaade los arquitectos chilenos

Emilio Marn, Nicols Dorval-Boryy Juan Carlos Lpez , el

muro Trombe es parte fundamental de la casa por su emplazamiento. En este caso el

espacio intermedio entre el vidrio y el muro es de 20 cm, y el sistema es apoyado por una

bomba de calor geotrmica, que lleva al muro aire pre-calentado gracias a su circulacin

bajo tierra.

Durante el da, el sistema permite a la casa calentar el aire fresco a travs del efectoinvernadero entre la pared de cristal y la pared oscura. En la noche, por el cambio de fase,


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el calor almacenado en el muro de inercia termal son redistribuidos por irradiacin. En este

caso el sistema es controlado por vlvulas motorizadas para prevenir un flujo inverso de aire

de la noche a la maana.

La forma del refugio ayuda a la distribucin del calor a todos sus recintos por conveccin

alrededor de un patio interior. El aire se renueva al ser aspirado en los baos y es expulsado

al exterior completando el proceso.


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