La Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE) se fundó en 1894 y ahora se ha convertido en una asociación global con más de 50.000 miembros. Las normas ASHRAE cubren muchos aspectos de calefacción, ventilación, aire acondicionado y refrigeración, y los códigos de construcción de todo el mundo las utilizan como referencia.
La norma ANSI/ASHRAE 62.1-2016 se llama "Ventilación para una calidad aceptable del aire interior". La norma especifica un procedimiento de diseño para la ventilación natural y dos opciones para los sistemas de ventilación mecánica: el procedimiento de tasa de ventilación (VRP) y el procedimiento de calidad del aire interior (IAQP).
VRP e IAQP siguen diferentes enfoques para lograr un nivel adecuado de ventilación. Mientras que el VRP se basa en medidas prescriptivas y tablas de ventilación, el IAQP se basa en el desempeño: proporcionar un sistema de ventilación que controle eficazmente los contaminantes del aire.
Optimice su diseño de ventilación y reduzca el consumo de energía.
Procedimiento de tasa de ventilación: el enfoque prescriptivo
El procedimiento de tasa de ventilación se utiliza ampliamente ya que implica cálculos estandarizados que son bien conocidos en la industria HVAC. Basándose en investigaciones sobre la contaminación del aire, ASHRAE ha determinado las tasas de ventilación ideales para cada tipo de edificio, que se presentan por metro cuadrado y por ocupante:
- El flujo de aire de diseño por unidad de área se expresa en cfm por pie cuadrado.
- El componente de ocupación se expresa en cfm por persona.
Por ejemplo, la tasa de ventilación mínima para un restaurante es 0,18 cfm/pie cuadrado. y 7,5 cfm/persona. Si el área es de 5000 pies cuadrados y el restaurante está diseñado para 200 personas, la tasa de ventilación requerida es la siguiente:
- Componente de área = 0,18 cfm/pies cuadrados x 5000 pies cuadrados = 900 cfm
- Componente de ocupación = 7,5 cfm/persona x 200 personas = 1500 cfm
- Flujo de aire total = 900 cfm + 1500 cfm = 2400 cfm
Este valor se denomina flujo de aire externo de la zona de respiración en la norma ASHRAE 62.1. Luego se divide por la Efectividad de Distribución de Aire de la Zona, para obtener el Flujo de Aire Exterior de la Zona que debe ser suministrado por el sistema de ventilación. Si la eficiencia de distribución en el ejemplo anterior es 0,8, el flujo de aire exterior de la zona debe ser de 3000 cfm (2400 cfm/0,8).
Un sistema de ventilación de zona única requiere solo un cálculo del flujo de aire externo, y los diseños multizona sin recirculación se basan en una simple adición de flujos de aire individuales. El escenario más complejo es un sistema multizona con recirculación, donde ASHRAE proporciona un procedimiento de cálculo detallado por pasos.
La ventilación controlada por demanda (DCV) puede ajustar el flujo de aire exterior según la ocupación, pero no puede caer por debajo del componente de flujo de aire basado en el área. Por ejemplo, el flujo de aire exterior de 2400 cfm calculado anteriormente no se puede reducir por debajo de 900 cfm.
Procedimiento de calidad del aire interior: el enfoque basado en el rendimiento
El Procedimiento de Calidad del Aire Interior (IAQP) no establece un suministro mínimo de aire exterior. En cambio, proporciona pautas de diseño para un sistema de ventilación que mantiene las concentraciones de contaminantes por debajo de un valor umbral. En otras palabras, IAQP puede lograr un flujo de aire menor que VRP, reduciendo la carga de trabajo en el sistema HVAC. Los ventiladores consumen menos energía porque mueven menos aire y también se reducen los costos asociados de calefacción y refrigeración.
Debido a que IAQP se basa en el desempeño, el proceso de diseño es abierto y flexible:
- Se identifican los contaminantes preocupantes (COC) para el proyecto.
- Una vez que la lista esté disponible, el siguiente paso es identificar sus fuentes y la tasa de emisión de cada fuente.
- Se determina una concentración máxima para cada contaminante del aire, basándose en valores orientativos de una fuente confiable.
- El sistema de ventilación está diseñado de acuerdo con los requisitos de flujo de aire que mantendrán los contaminantes por debajo del límite especificado.
- Además, los ocupantes realizan una evaluación de la calidad del aire.
El IAQP está limitado por la falta de límites estandarizados para los contaminantes del aire y también por la naturaleza subjetiva de las evaluaciones de los ocupantes. Por esta razón, muchos códigos de construcción aún no aprueban IAQP. Lo mismo se aplica a la certificación LEED, donde sólo se acepta VRP.
Para lograr los beneficios de IAQP y al mismo tiempo cumplir con los códigos de construcción y los requisitos LEED, se pueden combinar ambos enfoques. VRP establece el requisito mínimo de flujo de aire exterior, mientras que IAQP mejora la calidad del aire sin reducir el flujo de aire exterior por debajo de los límites de VRP.
Conclusión
Los sistemas de ventilación tienen un consumo de energía pequeño en comparación con los equipos de aire acondicionado y calefacción, pero su diseño tiene un impacto significativo en la eficiencia del edificio. El diseño de la ventilación determina el flujo de aire exterior y un flujo de aire mayor aumenta las cargas de calefacción y refrigeración.
Existe una amplia variedad de configuraciones de HVAC y elegir el sistema adecuado para su edificio es fundamental para la calidad del aire interior y la eficiencia energética. Una empresa de ingeniería profesional de MEP puede especificar el diseño ideal del equipo y del sistema.
