La calidad del aire interior es esencial para la salud de los ocupantes y también contribuye a la productividad en los entornos empresariales. Muchas condiciones de salud graves se han relacionado con la exposición prolongada a contaminantes del aire y también existen sustancias que causan irritación inmediata del sistema respiratorio.
Existe la idea errónea de que la calidad del aire interior está reñida con la eficiencia energética. Aunque la ventilación mecánica requiere electricidad, existen formas de mejorar la calidad del aire sin una potencia excesiva del ventilador. Idealmente, un edificio debería recibir suficiente aire exterior para mantener bajas las concentraciones de contaminantes del aire, pero sin desperdiciar energía.
Logre un diseño de ventilación que ofrezca eficiencia energética y calidad del aire.
ASHRAE ofrece dos procedimientos de diseño para ventilación mecánica. El Procedimiento de tasa de ventilación (VRP) utiliza valores de flujo de aire prescriptivos basados en investigaciones, mientras que el Procedimiento de calidad del aire interior (IAQP) se basa en el control directo de los contaminantes del aire. Desafortunadamente, muchos códigos de construcción solo aceptan el VRP, ya que no existe una referencia estandarizada para los niveles de contaminación del aire según el IAQP.
- Con VRP, los contaminantes del aire típicos que se encuentran en cada tipo de edificio se consideran en las tasas de ventilación prescriptivas.
- Por otro lado, el IAQP requiere una evaluación de los contaminantes del aire durante la fase de diseño y el tamaño del sistema de ventilación en consecuencia.
Si un sistema de ventilación se diseña directamente para el control de la contaminación del aire, sin valores prescriptivos de flujo de aire, existen dos requisitos muy importantes. Todos los contaminantes relevantes deben estar claramente identificados y el sistema de ventilación debe mantener sus concentraciones por debajo de los valores límite de referencias fiables, como la Organización Mundial de la Salud.
Cómo los límites de la contaminación del aire pueden mejorar el diseño de la ventilación
Las tasas de flujo de aire prescriptivas son fáciles de entender y su procedimiento de cálculo es sencillo. Los ingenieros de HVAC solo deben conocer el área del piso y la cantidad de ocupantes, luego multiplicar las tasas de aire exterior correspondientes en cfm/pies cuadrados y cfm/persona. Sin embargo, una tasa de ventilación inferior al valor prescriptivo puede ser apropiada cuando los niveles de contaminación del aire son muy bajos.
Un sistema de ventilación que responde a las concentraciones de contaminantes puede ser más eficiente que uno que responde a la ocupación. Aunque existe una correlación entre el número de personas y la contaminación del aire, existen excepciones:
- Los productos de limpieza liberan grandes cantidades de compuestos orgánicos volátiles, lo que significa que la contaminación del aire puede ser alta cuando solo unas pocas personas limpian los espacios interiores.
- Algunos edificios, como los centros de convenciones, se utilizan para múltiples actividades y esto puede cambiar las necesidades de ventilación. Por ejemplo, 2000 personas sentadas en una gran conferencia requieren menos ventilación que 2000 personas en un evento de fitness o baile.
Las tasas de ventilación prescriptivas proporcionan un procedimiento establecido y probado. Sin embargo, un diseño de ventilación basado en niveles de contaminantes tiene una característica adicional: responde a los cambios en la contaminación del aire incluso cuando la ocupación no cambia. Una norma sobre contaminación del aire con límites para todas las sustancias relevantes simplificaría el proceso de diseño de la ventilación con el procedimiento de calidad del aire interior. Los códigos de construcción limitan en gran medida este enfoque porque no existe un punto de referencia.
Cómo la ventilación reducida logra ahorros en HVAC
Los sistemas de ventilación tienen un consumo energético mucho menor que los equipos de calefacción y aire acondicionado. Sin embargo, la forma en que el sistema de ventilación determina el volumen de aire exterior que debe calentarse o enfriarse tiene un impacto en la carga total de HVAC. Por ejemplo, si el flujo de aire exterior se reduce en un 50 % en un día frío de invierno, la entrada de calefacción necesaria para el aire exterior también se reduce a la mitad. Lo mismo se aplica al aire acondicionado durante el verano, donde un flujo de aire reducido equivale a menos enfriamiento.
Los sistemas de ventilación controlados por demanda responden a la ocupación, que a menudo se controla con sensores de dióxido de carbono. Un control de ventilación que responda a otros contaminantes del aire podría seguir el mismo enfoque, y la única diferencia es que se consideran más variables. Por ejemplo, también se pueden monitorear compuestos y partículas orgánicos volátiles para el control de la ventilación.
Para maximizar la eficiencia de un sistema de ventilación inteligente, se puede equipar con variadores de frecuencia y motores de eficiencia NEMA Premium. Esta combinación minimiza el consumo de electricidad por cada cfm o aire suministrado. En el caso de aplicaciones de potencia fraccionada, los motores CC sin escobillas ofrecen una alta eficiencia con control de velocidad integrado. También se les conoce como motores con conmutación electrónica.
Recomendaciones de diseño final
Un sistema de ventilación de gran tamaño puede parecer una solución rápida para mejorar la calidad del aire interior, pero este enfoque es costoso e ineficiente. Un sistema de ventilación más grande tiene un costo inicial más alto y más potencia requiere más electricidad. Un sistema de ventilación de alta capacidad con controles de velocidad es una solución mucho mejor, ya que evita gastos innecesarios.
Diseñar un sistema de ventilación para controlar la contaminación del aire es un concepto prometedor, pero tenga en cuenta que muchos códigos de construcción todavía especifican tasas mínimas de flujo de aire según tablas. Sin embargo, el monitoreo de la contaminación del aire es útil incluso con esta limitación: el sistema de ventilación puede responder a las variaciones en los niveles de contaminación del aire incluso cuando la ocupación no ha cambiado. La eficiencia de la ventilación podría mejorarse integrando estándares de contaminación del aire en los códigos de construcción. No habría necesidad de proporcionar un flujo mínimo de aire exterior mientras se mantuvieran bajo control los niveles de contaminantes.
