La ventilación en los edificios de consumo de energía casi nulo

Una vez confirmada la revisión del CTE adoptando los criterios establecidos en la Directiva Europea 2010/31/EC sobre edificios de consumo casi nulo (ECCN) nos encontramos por fin con un marco legal bien definido sobre el que se basará la concepción de los edificios de los próximos años. Aspectos como la reducción del consumo eléctrico y la limitación de la demanda térmica, contemplados en los documentos HE0 y HE1 del CTE, conllevarán una reducción importante de las pérdidas térmicas a través de la envolvente de los edificios. Ante esta tendencia de reducción de las pérdidas térmicas por transmitancia, las pérdidas térmicas debidas a la ventilación tendrán mayor repercusión en el balance total del edificio, llegándose a convertir en un elemento crítico especialmente en las zonas climáticas más desfavorables.

Mientras que en los edificios residenciales, la revisión a la baja de los caudales de ventilación establecidos en el documento HS-3 del CTE, ha armonizado los requisitos de salubridad con los energéticos, a nivel de edificios no residenciales, la ventilación sigue rigiéndose por el RITE publicado en 2007 (con modificaciones menores en 2013), cuyas exigencias distan mucho de las necesidades actuales de los ECCN.

Será por tanto imprescindible que el proyectista contemple soluciones alternativas energéticamente eficientes en materia de climatización y ventilación, distanciándose de las exigencias de mínimos contempladas en el RITE.

Siempre que se aborda la reducción del impacto energético de un edificio, existe el riesgo de descuidar aspectos de crucial importancia como son el confort y la salubridad del aire en el interior del edificio. Es evidente que el fin del diseñador o proyectista no será nunca la obtención de edificios de bajo consumo. Debemos ser capaces de crear edificios que cubran las necesidades de sus ocupantes, dotarlos de capacidad de adaptarse a los hábitos de uso de éstos, utilizando para ello tecnología cuyo impacto económico sea asumible y todo ello cumpliendo con las exigencias energéticas actuales.

Desde el punto de vista de la ventilación, no debemos caer en errores del pasado, como los que fueron causantes de la aparición de numerosos Edificios Enfermos debidos a la falta de un adecuado sistema de ventilación.

La práctica ausencia de infiltraciones va a limitar la aportación de aire exterior al propio sistema de ventilación, por lo que será imprescindible que los edificios eficientes dispongan de sistemas de ventilación que permitan mantener una 'adecuada' calidad del aire interior, controlando la humedad interior y obteniendo el máximo ahorro de energía y confort para sus ocupantes.

Los sistemas de ventilación en los ECCN no residenciales deberán disponer de un sistema de ventilación que garantice la salubridad del aire interior y para ello no es suficiente con realizar una determinada aportación de aire exterior. A continuación se enumeran algunas consideraciones importantes a tener en cuenta en el momento de realizar el diseño y dimensionado del sistema de ventilación:

• La eficiencia de la ventilación quedará condicionada por aspectos como la ubicación de las rejillas o difusores de impulsión de aire y las tomas de extracción y retorno. Las líneas de circulación de aire entre puntos de impulsión y extracción, deberán discurrir por las zonas ocupadas, provocando un efecto barrido de las partículas y contaminantes generados por personas y mobiliario.
• El sistema de ventilación será de doble flujo con recuperador de calor de alta eficiencia, maximizando la recuperación del calor del aire extraído.
• Los recuperadores de calor deberán tener elevados niveles de estanqueidad, que eviten el riesgo de contaminación cruzada entre el circuito de aportación y el de extracción.
• Los recuperadores y el resto de unidades de ventilación estarán equipadas por motor Ecowatt (conmutación electrónica) tecnología que permite obtener elevadas reducciones del consumo eléctrico, especialmente cuando éstos trabajan regulados.
• El sobredimensionado de filtros, permitirá una mayor vida útil de éstos, así como una reducción del consumo eléctrico de los ventiladores.
• Las conducciones de aire dispondrán del adecuado aislamiento térmico, en especial en aquellos tramos que discurran por el exterior del edificio.
• Se deberán considerar medidas específicas para asegurar la Calidad de Aire Interior (CAI/IAQ), especialmente en edificios ubicados en el centro de ciudades o zonas industriales. En estos casos el circuito de aportación de aire deberá disponer de combinación de filtros de partículas que reduzcan la concentración de materia particulada PM1 y PM2,5, así como filtros químicos que permitan eliminar Componentes Orgánicos Volátiles (COV / VOC) provocados por el tráfico urbano.
• Se adoptarán elementos de Demanda Controlada de Ventilación (DCV) que permitan regular los caudales de ventilación, adaptándolos a las necesidades de cada momento. La elección del sistema idóneo debe basarse en un estudio técnico mediante el cual se evalúen aspectos como las simultaneidades de uso y que por otro lado, pueden ser útiles para plantear una reducción del tamaño de las unidades de ventilación. Pese a que no es conveniente generalizar sin antes haber realizado el correspondiente análisis de necesidades, algunas soluciones DCV implementadas habitualmente con resultado satisfactorio, son las siguientes:
  1. Pequeños despachos o salas de reunión de poca ocupación: Detección de presencia combinada con compuertas bicaudal pilotando entre caudal valle y caudal pico. El caudal valle permite eliminar los olores y COV’s procedentes del mobiliario de oficina como formaldehidos.
  2. Zonas de trabajo y oficinas con ocupación variable: Sensor de calidad de aire interior (CO₂) con salida proporcional para la regulación de la velocidad de los ventiladores o abertura de compuertas. Se trata de una de las medidas más eficaces para prevenir situaciones de elevadas concentraciones de CO₂ en el ambiente interior y, por tanto evitar el deterioro de la CAI. En estos sistemas, se deberán tener en cuenta una serie de consideraciones a la hora de instalar los sensores de CO₂ tales como:

-Evitar determinadas ubicaciones como aquellos lugares en los que las personas puedan respirar directamente sobre el sensor. Esto es cerca de entradas, conductos de escape o puertas.

- Siempre que sea posible, optar por los sensores de montaje de pared y no por los de montaje de conducto. Los montajes de pared ofrecen información más precisa sobre la efectividad del sistema de ventilación.

- En el caso de instalar sensores de montaje de conducto deberán instalarse lo más cerca posible del espacio ocupado y con un acceso fácil para realizar las tareas de mantenimiento. En sistemas de una única zona estos son los más aconsejables.

- Los sensores de montaje de pared deberán colocarse entre 1 a 1,8 metros sobre el nivel del suelo.

Elementos del recuperador de calor como el intercambiador de calor de alta eficiencia o los ventiladores de bajo consumo son componentes importantes para la obtención de una unidad de ventilación eficiente, pero sin lugar a dudas el componente que nos permitirá obtener el máximo rendimiento será el controlador de funcionamiento

Elementos del recuperador de calor como el intercambiador de calor de alta eficiencia o los ventiladores de bajo consumo son componentes importantes para la obtención de una unidad de ventilación eficiente, pero sin lugar a dudas el componente que nos permitirá obtener el máximo rendimiento será el controlador de funcionamiento.

Para ello es necesario utilizar controladores que exploten las características del producto, y que tengan capacidad para adecuarse a las necesidades de cada momento, dotados de la inteligencia necesaria para obtener el mayor aprovechamiento posible de las condiciones ambientales existentes. En este sentido las siguientes funcionalidades pueden aportar grandes ahorros energéticos:

a. Control del enfriamiento gratuito.

Su funcionamiento se activa cuando existe demanda de refrigeración y la temperatura del aire exterior es más baja que la que se extrae del interior. En estas condiciones, el aire exterior, tras ser filtrado, es introducido en el interior del edificio sin que pase a través del intercambiador de calor existente en el recuperador de calor.

Aunque lo habitual es que en épocas invernales la demanda de los edificios sea de calefacción, existen edificios que por sus características especiales en cuanto a la actividad que se desarrolla en ellos o por el gran volumen de personas que los ocupan, poseen una elevada carga latente y sensible. En estos casos, si las condiciones del aire exterior son las adecuadas, resultará más eficaz utilizar este aire del exterior para el proceso de enfriamiento que poner en funcionamiento un sistema de enfriamiento convencional con costes de producción mucho más elevados. De este modo, a través del sistema free-cooling se toma el aire exterior para aprovechar su baja entalpía cuando las condiciones exteriores son favorables enfriando el local.

b. Enfriamiento de los batimientos del edificio durante la noche.

El propio controlador del recuperador de calor realiza la evaluación de las siguientes lecturas:

• Evolución de la temperatura exterior
• Demanda térmica interna de los últimos días
• Temperatura interior del edificio (mediante lectura del aire extraído)

La evaluación simultánea de estas variables permite determinar la conveniencia de realizar un enfriamiento gratuito de los batimientos del edificio durante la noche. Esta función permitirá reducir la temperatura media de los batimientos, aumentando la inercia térmica del sistema y, por tanto, permitirá reducir la potencia de refrigeración especialmente durante las primeras horas de uso del edificio.