NTC 5183 - Calidad de Aire_Ventilación.pdf

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5183 2003-08-26

VENTILACIÓN PARA UNA CALIDAD ACEPTABLE DEL AIRE EN ESPACIOS INTERIORES

E:

VENTILATION FOR ACCEPTABLE INDOOR AIR QUALITY

CORRESPONDENCIA:

esta norma es idéntica (IDT) a la norma ANSI/ASHRAE 62:2001.

DESCRIPTORES:

aire; ventilación; calidad de aire; aire acondicionado.

I.C.S.: 23.120.00 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. Tel. 6078888 Fax 2221435

Prohibida su reproducción

Editada 2003-09-09

PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 5183 fue ratificada por el Consejo Directivo del 2003-08-26. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que participaron en el estudio de esta norma a través del Comité Técnico 126 Maquinaria para uso doméstico e industrial para aire acondicionado. INCELT S.A. REFRIMAYOR UNIDAD DE

PLANEACIÓN

MINERO

ENERGÉTICA UNIVERSIDAD PEREIRA

TECNOLÓGICA

DE

Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: ACAIRE ADS INGENIERÍA AIR CONDITIONING AIRE CARIBE LTDA. AIRE IMPERIAL AIREPURO MACA LTDA. CARVEWL LTDA. INGENIEROS CONTRATISTAS EDUARDO OSPINA Y CÍA. S.A. EVAPCO INC. FIBERGLASS COLOMBIA FTP ARQUITECTOS GÓMEZ DUARTE RIVEROS INGENIEROS LTDA. HYDRAULIC SYSTEMS S.A. ICA

INDUFRIAL S.A. INDUSTRIAS COLOMBIA MARCO Y ELIÉCER SREDNI Y CÍA. INGEAIRE LTDA. J.G. MAHECHA Y CÍA. MANUFACTURERA DE EQUIPOS PARA REFRIG. Y AIRE ACONDICIONADO MEDARDO MENDEZ Y CÍA. LTDA. MITCHELL COLOMBIA S.A. REFRITERMO THERMOTAR UNIVERSIDAD DE LOS ANDES UNIVERSIDAD NACIONAL UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA UNIVERSIDAD SANTO TOMAS DE AQUINO WHIRLPOOL

ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN

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CONTENIDO

Página INTRODUCCIÓN......................................................................................................... 1 1.

PROPÓSITO ............................................................................................................... 2

2.

OBJETO...................................................................................................................... 2

3.

DEFINICIONES

4.

CLASIFICACIÓN......................................................................................................... 6

5.

SISTEMAS Y EQUIPOS............................................................................................... 7

6.

PROCEDIMIENTOS.................................................................................................... 10

7.

CONSTRUCCIÓN Y PUESTA EN MARCHA DEL SISTEMA...................................... 25

8.

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO............................................................................. 27

9.

REFERENCIAS ........................................................................................................... 30

3

APÉNDICE A FACTORES DE CONVERSIÓN.............................................................................................. 33 APÉNDICE B PAUTAS PARA LA DEFINICIÓN DE LOS CRITERIOS DE CALIDAD DE AIRE PARA EL AMBIENTE INTERIOR ..................................................... 35 APÉNDICE C RACIOCINIO DE LOS REQUISITOS FISIOLÓGICOS MÍNIMOS PARA RESPIRACIÓN DE AIRE DE ACUERDO CON LA CONCENTRACIÓN CO2 .......................................................................................... 38 APÉNDICE D PROCEDIMIENTO PARA EL USO DE AIRE LIMPIO RECIRCULADO ................................. 42 APÉNDICE E EFICIENCIA DE LA VENTILACIÓN ....................................................................................... 47 APÉNDICE F RACIOCINIO DE LA DEMORA O TIEMPO DE ESPERA PARA OCUPACIÓN TRANSITORIA ...................................................................................... 49 APÉNDICE G

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RACIOCINIO DE REDUCCIÓN DEL AIRE EXTERIOR CUANDO LAS CARGAS DE UN SISTEMA MULTI-ZONAL SON DESIGUALES ................................................................................................................ 51

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VENTILACIÓN PARA UNA CALIDAD ACEPTABLE DEL AIRE EN ESPACIOS INTERIORES

INTRODUCCIÓN (Esta introducción no forma parte de esta norma pero se incluye únicamente para fines informativos). Esta emisión de la Norma ASHRAE 62 incluye las siete adiciones aprobadas desde la publicación de la norma ASHRAE 62 –1999 (véase la referencia i), para un total de once adiciones aprobados desde que la norma se convirtió en permanente a partir de 1997. Los apéndices informativos, al final de esta norma, incluyen información más especifica sobre el contenido de cada anexo. Se agregarán otras adiciones a la norma a medida que se aprueben, de acuerdo con los procedimientos ASHRAE para normas de vigencia permanente. La primera norma de ventilación ASHRAE, Norma ASHRAE 62-73, “Norma para Ventilación Natural y Mecánica” (ver la referencia ii), definía “... los requisitos de ventilación para espacios destinados a ocupación humana y especificaba las cantidades mínimas y las recomendadas de aire ventilado para preservar la salud y bienestar de los ocupantes”. La norma disponía un enfoque prescriptivo de la ventilación, especificando tanto las tasas mínimas de flujo de aire exterior como las recomendadas, para obtener una calidad aceptable de aire interior en una variedad de sitios interiores. De acuerdo con el ciclo de revisiones periódicas normales, ASHRAE publicó la norma revisada 62-1981: “Ventilación para Calidad Aceptable de Aire Interior” (véase la referencia iii). La norma de 1981 introducía un procedimiento alterno de calidad de aire para permitir prácticas innovadoras de ventilación conservando la energía. Este procedimiento alterno permitía el uso de cualquier cantidad de aire exterior necesario, si el diseñador podía demostrar que los niveles de contaminantes del aire interior se mantenían por debajo de los límites recomendados. La norma ASHRAE 62-1989 mantuvo los dos procedimientos para diseño de la ventilación, el Procedimiento de Tasa de Ventilación y el Procedimiento de Calidad de Aire (véase la referencia iv). El objeto de la norma era especificar nuevamente las tasas mínimas de ventilación y la calidad aceptable del aire interior para los ocupantes humanos y pretendían minimizar la posibilidad de efectos adversos para la salud. En 1991 se formó un comité para revisar la norma de 1989. En 1997 el proceso de revisión convirtió la norma en permanente, por lo tanto, la norma se revisa mediante cambios individuales o adiciones que se revisan y aprueban por separado. Cuatro de tales adiciones se incorporaron a la norma cuando se volvió a publicar como Norma ASHRAE 62-1999. Desde entonces, se han aprobado otras siete adiciones y esta versión de la Norma ASHRAE 62 incorpora estos cambios.

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La adición 62j reemplaza el requisito de rendimiento de los sistemas de ventilación natural prescribiendo un requisito similar a los de muchos modelos de códigos de construcción. Era difícil para los diseñadores entender y usar los requisitos previos y era difícil hacerlos valer. Sin embargo, e enfoque prescriptivo admite alternativas. La versión previa de la Norma ASHRAE 62 hacía énfasis en la importancia de la construcción, además del diseño, para lograr una calidad aceptable de aire interior. La adición 62l agrega una nueva sección a la norma de construcción y puesta en marcha de los sistemas de ventilación y reconoce que la calidad aceptable del aire interior recibe el impacto no solo del sistema HVAC. En Anexo 62m crea una nueva sección sobre nuevos procedimientos de operación y mantenimiento, para alcanzar calidad aceptable de aire interior. Estas dos adiciones constituyen una mejora importante de la norma, al agregar requisitos específicos para garantizar que los aspectos críticos del diseño del sistema de ventilación se implementan en el edificio y permanecen funcionales durante toda la vida del edificio. La Adición 62p aclara los requisitos previos para proporcionar aire para la combustión de aparatos ventilados y sin ventilar y aclara que los aparatos ventilados deben tener un escape al exterior. La Adición 62q modifica varias definiciones para mayor claridad y excluye otras que no se usan en la norma, o para las cuales sirven las definiciones del diccionario. La Adición 62 s aclara y actualiza los requisitos para filtración de partículas relacionadas con equipos y hace referencia a la nueva norma sobre filtración de partículas ASHRAE 52.2 1999. Estos requisitos pretenden reducir el nivel de materia particulada en el sistema de ventilación, en presencia de superficies húmedas, reduciendo así la tasa de acumulación de suciedad en los componentes del sistema de ventilación, incluyendo los conductos. La Adición 62w define los criterios de rendimiento de los materiales de la superficie sobre la cual fluye el aire en los equipos y conductos de los sistemas de ventilación. La conformidad con estos criterios pretende reducir el posible crecimiento microbial y su diseminación a través del sistema de distribución de aire para reducir la posibilidad de que el material de aislamiento interno se afloje, se dañe o acumule suciedad en las uniones y dobleces. Los apéndices (excepto si están designados como normativos) no forman parte de esta norma y se incluyen únicamente para fines informativos. 1.

PROPÓSITO

El propósito de esta norma es especificar las tasas máximas de ventilación y calidad del aire interior, aceptable para los ocupantes humanos, al tiempo que pretende minimizar la posibilidad de efectos adversos para la salud. 2.

OBJETO

2.1 La norma rige para todos los espacios interiores o cerrados que la gente puede ocupar, excepto cuando otras normas y requisitos vigentes requieran mayor cantidad de ventilación que esta norma. La liberación de humedad en cocinas y baños residenciales, en gabinetes y piscinas está incluida en el ámbito de esta norma. 2.2 Esta norma considera los contaminantes químicos, físicos y biológicos que pueden afectar la calidad del aire. Los requisitos de confort térmico no están incluidos en esta norma.

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2.3 Es posible que no se pueda alcanzar una calidad de aire aceptable en todos los edificios que cumplan los requisitos de esta norma, por una o varias de las siguientes razones:

3.

a)

la diversidad de fuentes y contaminantes del aire interior.

b)

la gran cantidad de factores capaces de afectar la percepción y aceptación de que los ocupantes tienen de la calidad del aire, por ejemplo: la temperatura del aire, la humedad, el ruido, la iluminación y la tensión psicológica; y

c)

la variedad de susceptibilidades de la población.

DEFINICIONES (véase la Figura 1)

3.1 calidad aceptable del aire interior aire en el cual no hay contaminantes conocidos en concentraciones perjudiciales, según lo determinen las autoridades competentes, con el cual una mayoría considerable de las personas expuestas (80 % o más) no expresa su inconformidad. 3.2 sistema de limpieza de aire dispositivo, o una combinación de dispositivos, utilizados para reducir la concentración de contaminantes en el aire, por ejemplo microorganismos, polvo, humo, partículas respirables, otra materia particulada, gases y/o vapores en el aire. 3.2 aire acondicionado el tratamiento del aire para cumplir los requisitos de un espacio acondicionado, controlando su temperatura, humedad, limpieza y distribución. 3.3 aire, medio ambiente el aire que rodea un objeto. 3.4 aire, escape aire que sale por un escape y se descarga fuera del edificio mediante sistemas de ventilación mecánicos o naturales. 3.5 aire, mezcla cualquier combinación de aire exterior y aire trasladado con la intención de reemplazar el aire del escape y el filtrado. 3.6 aire, exterior aire del ambiente que entra a un edificio a través de un sistema de ventilación, mediante aperturas intencionales para ventilación natural o por infiltración.

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3.7 aire, recirculado aire que se retira de un espacio y se utiliza nuevamente como suministro de aire. 3.8 aire, retorno aire retirado de un espacio para recircularlo o permitir que escape nuevamente. 3.9 aire, suministro aire suministrado a un espacio, por ventilación mecánica o natural, formado por una combinación de aire exterior, aire recirculado y aire transferido. 3.10 aire, transferido aire que pasa de un espacio interior a otro. 3.11 aire, ventilación la porción de suministro de aire que es aire exterior además de cualquier aire recirculado, el cual ha sido tratado con el fin de mantener una calidad aceptable de aire interior. 3.12 concentración la cantidad dispersa de uno de los constituyentes en una u otra cantidad definida (véase el Apéndice A). 3.13 espacio acondicionado la parte de un edificio con calefacción o enfriamiento, o ambas cosas, para comodidad de los ocupantes. 3.14 contaminante un constituyente indeseado del aire, el cual puede reducir su aceptabilidad.

Ubicación de aire limpio

Escape Otra ubicación del limpiador de aire

Unidad recuperadora de energía

Ventilador de aire

Aire - Ambiente (aire de reemplazo)

Vía alterna para el aire reciclado

Unidad de aire acondicionado Infiltración

Suministro de aire

Otras ubicaciones de aire limpio

Espacio ocupado

Otra ubicación del limpiador de aire Aire de reemplazo local Escape local

Ventilación local Exfiltración

Escape general

Retorno de aire

Figura 1. Sistema de Ventilación

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3.15 sistema de ventilación con recuperación de energía un dispositivo o una combinación de dispositivos, utilizados para suministrar aire exterior para ventilación, en el cual la energía se transfiere entre los flujos de aire de entrada y de salida. 3.6 exfiltración fugas de aire hacia fuera por ranuras e intersticios y por el techo, pisos y paredes de un espacio o edificio. 3.7 infiltración fuga de aire hacia adentro por ranuras e intersticios y a través del techo, pisos y paredes de un espacio o edificio. 3.8 ventilación mecánica ventilación suministrada mediante equipos con energía mecánica, como ventiladores y sopladores eléctricos pero no mediante dispositivos como ventiladores de turbina impulsada por aire y ventanas que funcionan mecánicamente. 3.9 microorganismos un organismo microscópico, especialmente una bacteria, hongo o protozoario. 3.10 ventilación natural ventilación suministrada por efectos térmicos, de viento o difusión a través de puertas, ventanas y otras aperturas intencionales del edificio. 3.11 espacio neto ocupable el área del piso de un espacio ocupable definido por las superficies interiores de sus paredes pero excluyendo los conductos, columnas, alacenas y otras áreas cerradas, permanentemente inaccesibles y que no se pueden ocupar. Las obstrucciones del espacio como muebles, mostradores o anaqueles y otras obstrucciones, bien sea temporales o permanentes no se deben restar del área del espacio. 3.12 espacio ocupable un espacio cerrado destinado a actividades humanas, excluyendo los espacios destinados primordialmente para otros fines como bodegas y salones de equipos, ocupados únicamente ocasionalmente y durante periodos muy cortos. 3.13 zona ocupada la región, dentro de un espacio ocupado entre planos de 75 mm y 1 800 mm (3 pulgadas y 72 pulgadas) sobre el piso y más de 600 mm (2 ft) de las paredes o del equipo fijo de aire acondicionado (véase la norma ASHRAE 55-1981. Referencia 1). 3.14 olor una calidad de los gases, líquidos o partículas que estimulan el órgano olfativo.

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3.15 fácilmente accesible que se puede alcanzar rápidamente para hacerlo funcionar sin exigir que las personas que necesitan el acceso fácil tengan que subir o retirar obstáculos o acudir a escaleras portátiles, sillas u otras ayudas para subir. 3.16 ventilación el proceso de suministrar o retirar aire de un espacio con el fin de controlar los niveles de contaminación del aire, la humedad o la temperatura dentro del espacio. 3.17 volumen, espacio el volumen total que se puede ocupar en un espacio encerrado dentro del edificio, además de cualquier espacio permanentemente abierto hacia el espacio que se puede ocupar, como un techo y que se usa como plenum de retorno del techo.

4.

CLASIFICACIÓN

Esta norma especifica procedimientos alternos para obtener calidad aceptable del aire interior. 4.1

PROCEDIMIENTO PARA TASA DE VENTILACIÓN

La calidad aceptable del aire se logra proporcionando aire de la calidad y en la cantidad especificada para ventilación del espacio (véase la sección 6.1). 4.2

PROCEDIMIENTO PARA LA CALIDAD DEL AIRE INTERIOR

La calidad aceptable del aire dentro del espacio se logra controlando los contaminantes conocidos y los que se pueden especificar. Siempre que se use el Procedimiento de Tasa de Ventilación, la documentación del diseño deberá especificar claramente que se usó el método y que será necesario volver a evaluar el diseño si posteriormente cambia el espacio, o si se introducen contaminantes inusuales o contaminantes específicos en el espacio. Si se conocen tales condiciones al momento de diseñar, es conveniente usar el Procedimiento de Calidad del Aire Interior. El Procedimiento de Calidad del Aire Interior puede dar como resultado una tasa de ventilación menor de la que resultaría con el primer procedimiento, pero la presencia de una fuente especial de contaminación en el espacio puede exigir mayores requisitos de ventilación. El cambio de uso, los contaminantes o las operaciones en el espacio puede exigir una nueva evaluación del diseño e implementación de los cambios necesarios.

5.

SISTEMAS Y EQUIPOS

5.1 Ventilación natural. Estará permitido usar sistemas normales de ventilación, diseñados de acuerdo con esta sección, en vez de, o al tiempo con sistemas de ventilación mecánica. Excepción de la sección 5.1: no es necesario que un sistema de ingeniería de ventilación natural, aprobado por la autoridad con jurisdicción, cumpla los requisitos de las secciones 5.1.1 y 5.1.2.

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5.1.1 Ubicación y tamaño de las aperturas Los espacios ventilados naturalmente deberán estar permanentemente abiertos y situados a 8 m (25 ft) de las paredes o de las aperturas del techo hacia fuera y su área operativa mínima será de 4 % del área neta que se puede ocupar en el piso. Cuando las aperturas están cubiertas con claraboyas o se pueden obstruir de otra forma, el área que se puede abrir deberá estar basada en el área no obstruida de la apertura. Cuando se ventilan espacios interiores, sin aperturas directas hacia exterior, sino a través de cuartos contiguos, las aperturas entre cuartos deberán permanecer sin obstrucciones y deberán tener un área libre no inferior a 8 % del área del cuarto interior y no menos de 2,3 m2 (25 ft2). 5.1.2 Control y accesibilidad El medio para abrir las aperturas necesarias debe ser de fácil acceso para los ocupantes del edificio, siempre que esté ocupado el espacio. 5.2 Los sistemas de ventilación deberán estar diseñados e instalados de tal manera que el aire para ventilación pase por toda la zona ocupada. La documentación del diseño deberá indicar qué asume el diseño, en cuanto a las tasas de ventilación y la distribución del aire. 5.3 Cuando se reduzca el suministro de aire mientras el espacio esté ocupado (Ej.; sistemas de aire-volumen variable, se debe disponer la forma de mantener aceptable la calidad del aire interior en toda la zona ocupada. 5.4 Los sistemas de ventilación deberán estar diseñados para evitar que por el escape vuelvan a ingresar contaminantes, condensación o congelación (o ambas cosas), además del crecimiento de microorganismos. La ubicación de las entradas y salidas de mezcla de aire deberá estar ser tal que evite la contaminación de la mezcla de aire obtenido. Se deben evitar los contaminantes de fuentes como las torres de enfriamiento, ventilaciones sanitarias, escapes de vehículos en garajes de estacionamiento, muelles de carga y tráfico de las calles. Este es un problema especial en los edificios donde el efecto de apilamiento atrae los contaminantes de esas áreas hacia el espacio ocupado. Donde los suelos contengan altas concentraciones de radón, se deberán evitar las prácticas de ventilación para las cuales se colocan conductos a presión atmosférica en espacios estrechos, sótanos o bajo tierra, porque tendrán tendencia a aumentar las concentraciones de radón en los edificios. (Véase el Apéndice B). 5.5 Superficies con flujo de aire. Todas las superficies con flujo de aire proveniente de los equipos y de los conductos de calefacción, ventilación y sistemas de aire acondicionado deberán estar diseñadas y construidas de acuerdo con los siguientes requisitos.

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Diámetro de particulas, micrométricas (µ m)

(1 nm)

0,0001

0,001 2

3

0,01

4 5 6 7 89

2

3

0,1

4 5 6 7 89

2

3

4 5 6 7 89

3

4 5 6 7 89

2

3

10

1

100

1000

10000

100

4 5 6 7 89

5000

Tamaños equivalentes

(1 mm)

10

1 2

2

3

1250

2500

625

Malla teórica (poco usada)

Unidades Angstrom, Ä

(1 cm)

1000

4 5 6 7 89

2

400 270 200 150

65

3

10000

4 5 6 7 89

35

2

20

3

10

4 5 6 7 89

6

2

1

3

Malla Tyler de tamizado 325 230 170

100

48

60

400 270 200 140

28

40

14

20

8

1

4

12

6

3

4

1

3

4

1

2

Malla de tamizaje U.S. 325 230 170

Ondas electromagnéticas Definiciones técnicas

Rayos X

Humo Dispersoides Sólido: de gas Líquido: Bruma Sistema de clasificación estándar internacional ó afterberb, Suelo: Arcilla adoptado por intemat Soc. soil. Sci. desde 1934

Dispersoides atmosférica común

CO2

O2 F2

C4 H 4 CI 2

N2 H2 O

CH 4 SO 2 HCI C2 H12

Diámetros moleculares calculados de datos de viscosidad a 0°C

50

30

16

8

Pigmentos de pintura

Arena gruesa

Arena fina

Niebla Llovizna Lluvia

Minerales flotantes

Polvo de insecticida Talco fino Leche seca en spray Vapores alcalinos Harina molida

Polvo atmosférico Núcleo de sal marina Núcleo de combustión

Esporas de las plantas Polen

Gotas boquilla hidráulica

Gotas de nebulizador

Polvo causante de daño a los pulmónes

Gotas boquilla neumática

Diámetro de los globulos rojos (adultos): 7,5 µ ± 0,3 µ Virus

Bacteria Ultrasonido (aplicación industrial muy limitada)

Cabello humano Cámara de sedimentación

Centrifugal separators Depurador de líquidos Colectores de paño Lecho empacado Filtros de aire común Separadores de choque Filtros de aire de alta eficiencia Precipitación termal Separadores mecánicos (usado unicamente para ensayo) Precipitadores eléctricos

Figura 2. Características de las partículas y dispersantes

8

4

Rociado Sedimento

Humo de óxido de zinc

Núcleos de Aitken

1

Microondas (radar, etc.)

Lejos del infrarojo

Nubla y niebla

Sílice collordal

Tipos de gas y limpieza de equipos

4

Abono, piedra caliza Humo de resina Ceniza transportada en el aire Humo aceitoso Humo de tabaco Polvo de carbón Polvo y humo metalurgico Humo clorhidrato Polvo de cemento de amonio Niebla al Arena de playa concentrador sulfúrico Niebla sulfúrica Carbón negro Carbón pulverizado de contacto

Moleculas de gas

CO

100

Polvo

Smog

H2

Particulas típicas y dispersoides de gas

Visible Cerca del infrarojo Radiación solar

Ultravioleta

3

1

2

Grava

3

4

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5.5.1 Resistencia al crecimiento de hongos Las superficies del material se determinarán de manera que sean resistentes al crecimiento de hongos, de acuerdo con el método de prueba estandarizado, por ejemplo el de Underwriters Laboratories, Inc. (UL) 181 “Prueba de Humedad y Crecimiento de Hongos” ASTM C 1338 “Norma del Método de Prueba para Determinar la Resistencia del Material de Aislamiento y las Superficies al Crecimiento de Hongos” u otros métodos de prueba comparables. Excepción a la Sección 5.5.1: las superficies de placas de metal y los sujetadores de metal. NOTA Aún con esta clase de resistencia cualquier flujo de aire sobre cualquier superficie constantemente húmeda hará que pueda estar expuesta al crecimiento de microbios.

5.5.2 Resistencia a la erosión Los materiales sobre cuya superficie fluye el aire se evalúan de acuerdo con la “Prueba de Erosión” de Underwriters Laboratories, Inc. (UL) 181 y no deberán romperse, rajarse, pelarse, descascararse o presentar evidencia de deslaminado o erosión continua en las condiciones de la prueba. Excepción a la Sección 5.5.2: superficies de láminas de metal y sujetadores de metal. 5.6 Los contaminantes de fuentes locales, estacionarias dentro del espacio, estarán controlados mediante la recolección y remoción tan cerca de la fuente como sea posible (véase la referencia 7 “Ventilación Industrial – Manual de Prácticas Recomendadas”). 5.7 Aire de combustión. Los aparatos que queman combustible, tanto ventilados como sin ventilar, deberán tener suficiente aire para la combustión y para la remoción adecuada de los productos de la combustión, de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Los productos de la combustión de aparatos ventilados se ventilarán directamente hacia fuera. 5.8 Remoción de materia particulada. Se deberán colocar filtros de materia particulada o filtros de aire con un valor de eficiencia mínima reportado (MERV) no inferior a 6, cuando están calibrados de acuerdo con la Norma ASHRAE 52.2 – 199932, en la dirección del flujo hacia arriba de todas las bobinas de enfriamiento y otros dispositivos con superficies húmedas a través del cual fluya el aire hacia a un sitio o que se pueda ocupar. 5.9 Cuando el cumplimiento de esta sección no disponga el control adecuado de contaminantes gaseosos, se deberán usar métodos basados en absorción, con o sin oxidación, u otra tecnología científicamente demostrada. Se pueden adaptar estos métodos para manejar un contaminante específico. Un solvente utilizado comúnmente es el carbón activado. La selección del equipo de control de contaminantes gaseosos para los sistemas de recirculación deben tener en cuenta la concentración, toxicidad, molestia y propiedades odoríferas de los contaminantes presentes y los niveles a los cuales estos se deben reducir para mantener eficazmente la calidad del aire. El comportamiento de los dispositivos de remoción de contaminantes gaseosos depende, con frecuencia, de las propiedades físicas y químicas de los contaminantes individuales presentes, la temperatura y humedad del aire, o la velocidad del aire al pasar por el dispositivo y su capacidad de carga. 5.10 El exceso de humedad puede propiciar el crecimiento de organismos patógenos o alergénicos (véase la Referencia 19). Los ejemplos incluyen ciertas clases de hongos, micotoxinas asociadas y polillas del polvo. Este crecimiento aumenta con la presencia de materiales que contienen alta cantidad de celulosa, aún si el contenido de nitrógeno es bajo, por ejemplo cartón fibra, polvo, lino, partículas de piel y plumas. Las áreas concernientes incluyen los baños y las habitaciones. Por lo tanto, los baños deben cumplir las tasas de 9

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ventilación indicadas en la tabla 2.3. La humedad relativa en los espacios habitables se debe mantener preferiblemente entre 30 % y 60 % de humedad relativa (véase la Referencia 10), para minimizar el crecimiento de organismos alergénicos o patógenos. 5.11 La contaminación microbial en los edificios es, con frecuencia, una función de la incursión de humedad de otras fuentes, por ejemplo, agua estancada o sistemas de distribución de aire HVAC y torres de enfriamiento. Es necesario diseñar vasijas para manejar el aire condensado de la unidad para que drenen automáticamente y evitar que se creen limos microbiales. Se debe prever la limpieza periódica en la ubicación de las bobinas de enfriamiento y vasijas de condensado. Las unidades de manejo de aire y las bobinas de los ventiladores deben ser de fácil acceso para inspección y mantenimiento preventivo. El vapor es preferido como una fuente de humedad para los humidificadores, pero se debe tener cuidado para evitar la contaminación del agua de la caldera o de los aditivos que suministran el vapor. Si se especifican humidificadores de agua fría, el agua se debe tomar de una fuente potable y, si se recircula, el sistema exigirá frecuente mantenimiento y soplado. Se debe tener cuidado para evitar la contaminación por partículas debido a la evaporación del agua rociada. El agua estancada que se usa para rociar agua en los sistemas de distribución de aire HVAC debe estar tratada para evitar la propagación de microbios. Si la humedad relativa de los espacios ocupados y los conductos y plenums de baja velocidad es superior a 70 %, se puede presentar contaminación por hongos (por ejemplo hongos, musgo, etc.). Se debe tener especial cuidado para evitar que la humedad de las torres de enfriamiento entre al aire y a los ventiladores del edificio. 6.

PROCEDIMIENTOS

Esta sección no rige para los sistemas de ventilación natural; los sistemas de ventilación natural deberán estar diseñados de acuerdo con la Sección 5.1 La calidad del aire interior es una función de muchos parámetros, incluyendo la calidad del aire exterior, el diseño de los espacios cerrados, el diseño de sistema de ventilación, la forma como funciona y se mantiene este sistema, así como la presencia de fuentes contaminantes y la potencia de tales fuentes. Esta norma trata el diseño de un sistema de ventilación afectado por estos factores, de manera que se pueda alcanzar un nivel aceptable de aire interior. Los documentos del diseño deberán indicar claramente cuáles presunciones se utilizaron para el diseño, de manera que otras personas puedan evaluar los límites del sistema, en cuanto a la remoción de contaminantes, antes de poner a funcionar el sistema en un modo distinto, o antes de introducir nuevas fuentes al espacio. El aire interior no debe contener contaminantes en grandes concentraciones, de las cuales se sabe que pueden afectar la salud o causar incomodidad a los ocupantes. Estos contaminantes incluyen varios gases, vapores, microorganismos, humo y otras materias particuladas. Todo esto puede estar presente en el aire que se mezcla, o se puede introducir por actividades en el exterior, mobiliario, materiales de construcción, recubrimientos de superficies y componentes del manejo y tratamiento del aire. Los factores incluyen toxicidad, radioactividad, infección o alergias inducidas, irritantes, condiciones térmicas extremas y olores objetables. El Procedimiento de Tasa de Ventilación (6.1), proporciona una forma para obtener calidad aceptable del aire. Este procedimiento prescribe la tasa a la cual debe llegar el aire a un espacio ventilado y las distintas maneras de acondicionar el aire. Las tasas de ventilación de la Tabla 2 se derivan de consideraciones fisiológicas, evaluaciones subjetivas y juicios profesionales (véase la Referencia 11-17).

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El Procedimiento de Calidad de Aire Interior (6.2) proporciona un método de rendimiento alterno para alcanzar calidad aceptable del aire. Este procedimiento utiliza una o varias pautas para especificar las concentraciones aceptables de ciertos contaminantes del aire interior pero no prescribe la tasa de ventilación o los métodos de tratamiento del aire. 6.1

PROCEDIMIENTO DE TASA DE VENTILACIÓN

Este procedimiento prescribe:

-

La calidad aceptable del aire exterior utilizado para ventilación;

-

El tratamiento del aire exterior, cuando sea necesario;

-

Las tasas de ventilación para espacios institucionales, vehiculares e industriales;

-

Los criterios de reducción de las cantidades de aire exterior cuando se trata el aire recirculado con equipos de remoción de contaminantes;

-

Los criterios de ventilación variable cuando el volumen de aire en el espacio se puede usar como reserva para diluir los contaminantes.

residenciales,

comerciales,

6.1.1 Aire exterior aceptable Esta sección describe un procedimiento de tres pasos, mediante el cual se evaluará si el aire exterior es aceptable. Paso 1: los contaminantes del aire exterior no deben superar las concentraciones indicadas en la Tabla 1, como determine una de las siguientes condiciones:

a)

Datos de vigilancia de agencias gubernamentales de control de la contaminación, por ejemplo la Agencia para la Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) o autoridades de protección ambiental estatales o locales equivalentes, las cuales demuestren que la calidad del aire del área en la cual se ubica el sistema de ventilación cumple los requisitos de la Tabla 1. La conformidad del aire local con estas normas se puede determinar por referencia de los archivos de las autoridades locales o del Banco de Datos de Aires Nacionales, la Oficina de Planeación y Normas de Calidad del Aire, EPA, Research Triangle Park. NC 27711; o

b)

El sistema de ventilación está situado en una comunidad cuya población es similar geográfica y meteorológicamente, con un patrón industrial que permita una calidad aceptable del aire, como determinen las autoridades que tengan jurisdicción; o

c)

EL sistema de ventilación está situado en una comunidad con una población de menos de 20 000 habitantes y el aire no está influenciado por una o varias fuentes que puedan causar contaminación importante; o

11

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Tabla 1. Normas nacionales primarias de calidad del ambiente y el aire para aire exterior como especifica la agencia para protección ambiental de los estados unidos (Referencia 18) Contaminante

Dióxido de sulfuro Partículas(PM 10)

Largo plazo Concentración promedio 3 µg/m ppm 80 0,03 1 año † 50 1 año

Corto plazo Concentración promedio 3 µg/m ppm a 365* 0,14 24 h a 150 24 h

Monóxido de carbono

40,000

a

35

a

1h

Monóxido de carbono Oxidantes(ozono) Dióxido de Nitrógeno Plomo

10,000 235**

a

9 c 0,12

8h 1h

100 1,5

0,055 -

a

1 año †† 3 meses

*

No se debe ser superior a una vez al año

†

Promedio aritmético

**

La norma se cumple cuando la cantidad esperada de días calendario al año durante los cuales se registra un promedio de concentración máxima horaria superior a 0,12 ppm (235 3 µg/m ) es igual o inferior a 1, como se determina en el apéndice H del literal C, 40 CFR 50.

††

Un período de tres meses es un trimestre calendario.

d)

Se vigila el aire durante tres meses consecutivos, como exige la inclusión en el Banco de Datos Aerométricos Nacionales, los cuales indican que la calidad del aire cumple o supera los requisitos de la Tabla 1 (como se especifica en la Referencia 18).

Paso 2: si se cree que el aire exterior contiene cualquier contaminante que no esté incluido en la Tabla 1, se deben obtener las pautas de niveles aceptables de concentración por referencia al apéndice B. Es posible determinar los requisitos de aire exterior para ventilación u ocupación de edificios industriales, no incluidos en la Tabla 2, mediante los procedimientos presentados en Ventilación Industrial 1986 – Un Manual de Prácticas Recomendadas, 1986 ed; publicado por la Conferencia Americana de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH) (Referencia 7). Paso 3: si después de haber completado los pasos 1 y 2 todavía se puede esperar razonablemente que el aire no sea aceptable, se deberán tomar muestras de acuerdo con los procedimientos NIOSH (ver las Referencias 20 – 21). Los bancos de datos aerométricos locales y nacionales pueden contener información sobre algunos contaminantes no regulados. Finalmente, la calidad aceptable del aire exterior se debe evaluar utilizando la definición de calidad aceptable del aire interior de la Sección 3. 6.1.2 Tratamiento del aire exterior Si los niveles de contaminantes del aire exterior superan los valores indicados en la Sección 6.1.1 (Tabla 1), se debe tratar el aire para controlar los contaminantes ofensivos. Se deben usar sistemas de limpieza de aire adecuados para el tamaño de las partículas presentes. Para la remoción de gases y vapores, se deben usar sistemas adecuados de limpieza de aire. Cuando la mejor tecnología disponible, demostrada y probada, no permita la remoción de contaminantes, la cantidad de aire exterior se puede reducir durante los periodos con altos niveles de contaminación como los que se generan durante las horas pico de tráfico. La necesidad de controlar los contaminantes ofensivos puede depender de las normas locales que requieren medidas específicas de control. 12

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6.1.3 Requisitos de validación Se considerará que la calidad del aire interior es aceptable si se suministran las tasas requeridas de aire exterior aceptable incluidas en la Tabla 2 para el espacio ocupado. EXCEPCIÓN 1 Cuando hay, o se espera, presencia de contaminantes externos o fuentes inusuales, se controlarán en la fuente o se aplicarán los procedimientos indicados en la Sección 6.2. EXCEPCIÓN 2 En las áreas donde existan instalaciones industriales no contempladas en la Tabla 2, se hará referencia a TLVs - Valores de Límite de Umbral e Índices de Exposición Biológica para 1986-1987, Conferencia Americana de Higienistas Industriales Gubernamentales (Referencia 7,22).

La Tabla 2 contiene una lista de las tasas de ventilación necesarias en cfm (L/s) por persona, o cfm/ft2 (L/s.m2) para una variedad de espacios interiores. En la mayor parte de los casos se presume que los contaminantes producidos deben ser proporcionales a la cantidad de personas que ocupan el espacio. En otros casos, se presume que la contaminación se debe básicamente a otros factores y las tasas de ventilación que se indican se basan en parámetros más adecuados. Cuando convenga, la Tabla indica la densidad estimada de personas, para fines de diseño. Cuando la densidad de ocupantes es distinta de la indicada en la Tabla 2, se usa la tasa de ventilación esperada para la carga esperada de ocupación. Las tasas de ventilación para espacios ocupados especificados, indicados en la Tabla 2, se seleccionaron para reflejar el consenso de que el suministro aceptable de aire exterior a estas tasas alcanzaría un nivel aceptable de calidad de aire interior diluyendo razonablemente bioefluentes humanos, materia particulada, olores, y otros contaminantes comunes en estos sitios. Los ocupantes humanos producen bióxido de carbono, vapor de agua y contaminantes incluyendo materias particuladas, aerosoles biológicos y compuestos orgánicos volátiles. Se puede satisfacer el criterio de comodidad (olor), con respecto de los bioefluentes humanos, si la ventilación logra niveles de concentración de CO2 inferiores a 700 ppm por encima de la concentración del aire exterior. El Apéndice C trata la relación entre las tasas de ventilación y el CO2 generado por los ocupantes. 6.1.3.1 Espacios múltiples Cuando un sistema de suministro común sirve para varios espacios, la tasa de suministro de aire exterior, necesaria para satisfacer los requisitos de control de ventilación y térmicos, puede ser diferente entre un espacio y otro. El sistema de cantidad de aire exterior se determinará mediante la ecuación 6-1 (véanse las Referencias 23 y 24).

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2.1.

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Tabla 2. Aire exterior requerido para ventilación* Instalaciones comerciales (oficinas, almacenes, talleres, hoteles, instalaciones deportivas)

Aplicación

Ocupación Requerimientos de aire exterior máxima estimada L/s 2 2 2 Cfm/ft Cfm/persona L/s•m P/1000 ft persona 2 o 100 m

Lavanderías, lavado en seco Lavanderías comerciales

10

25

13

Lavado en seco comercial

30

30

15

Almacenaje

30

35

18

Lavanderías operadas con moneda

20

15

8

Lavado en seco operado con moneda

20

15

8

Comentarios

Los proceso de lavado en seco pueden requerir mas aire

Servicios de bebida y comida Comedor

70

20

10

Cafetería, comidas rápidas

100

20

10

Bares, coctelerías

100

30

15

Se puede requerir como apoyo u equipo de remoción de humo

Cocinas

20

15

8

Para campanas extractoras se requiere mas ventilación. La suma del aire exterior y transferido de aceptable calidad de espacios adyacentes debe tener como 2 mínimo 1,5 cfm/ft 2 (7,5 L/s m )

Continúa...

14

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Tabla 2. (Continuación)

Ocupación Requerimientos de aire exterior máxima estimada L/s 2 2 Cfm/ft Cfm/persona L/s•m 2 P/1000 ft persona 2 o 100 m

Aplicación

Garajes, estaciones de servicio Garajes encerrados Talleres de reparación

Hoteles, Moteles, resort, dormitorios Alcobas Salas Baños Sala de espera Salones de conferencia Salas de reunión Ares de dormitorio

Casinos apuestas

30 50

15 20

8 10

120 20

15 15

8 8

de 120

30

15

7 60

20 15

10 8

60

20

10

50

20

10

Oficinas Oficina Áreas de recepción Centros de telecomunicación y áreas de entrada de datos Salas de conferencias

15

1,50

7,5

1,50

7,5

Cfm/room

L/s•room

30 30 35

15 15 18

Comentarios

La distribución entre la gente debe considerarse como una situación de trabajo y la concentración de la acción del motor, los lugares donde estén los motores deben incorporar un sistema para eliminar el escape. Se deben usar censores de contaminación en el control de la ventilación. Independiente del tamaño del cuarto

Capacidad instalada para uso intermedio

Ver también los servicios de las comidas y bebidas, mercados, barberías y salas de belleza, garajes Se puede requerir un equipo para remover el humo Algunos equipos de oficina pueden requerir un escape local.

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Tabla 2. (Continuación)

Aplicación

Ocupación Requerimientos de aire exterior máxima estimada 2 Cfm/persona L/s - persona Cfm/ft 2 P/1000 ft 2 o 100 m 2 Cfm/ft

Espacios públicos Pasillo y trascocina Zona publica, cfm/baños o cfm/orinal Casilleros y vertieres Salón de 70 fumadores

0,05 50

Tiendas especiales Peluquerías Salón de belleza Salones pequeños Floristerías Muebles, vestiers

L/s•m

2,5

1,00

5,00

30 20 15

0,30 0,20 0,15

1,50 1,00 0,75

20

0,20 0,20

1,00 1,00

10

0,15

0,75

0,05

0,25

60

30

25 25 20

15 25 15

8 13 8

8

15

8

Ferreterías, 8 droguerías, fabricas Supermercados 8 Tienda de mascotas

15

8

15

8

2

0,25

30

5 70

2

Los escapes mecánicos sin recirculación son recomendados

Ascensores Almacenes, salas de exhibición Sótanos, calles Piso superior Cuarto de almacenamiento camerinos Centros comerciales y galerías Embarques y recepciones Depósitos Sala de fumadores

L/s•m

25

0,5 60

Comentarios

El suministro normal para la transferencia de aire. El escape mecánico local sin recirculación, no es recomendable Suministro normal para la transferencia de aire

Suministro normal para la transferencia de aire, escape mecánico local, no recomendable el escape sin recirculación

16

0,30

1,50

1,00

5,00

Las plantas nuevas, pequeñas, de ventilación pueden establecer sus requerimientos

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Tabla 2. (Continuación) Ocupación máxima estimada 2 P/1000 ft 2 o 100 m

Aplicación

Deportes y diversión Áreas de espectadores 150 Salas de juego 70 Arreas frescas (playas)

Requerimientos de aire exterior Cfm/ persona

L/s - persona

15 25

8 13

Piscinas

Pisos de juego 30 (gimnasios) Salones de baile 100 Boleras 70

20

10

25 25

13 13

Teatros Cabina de tiquetes Sala de espera Auditorios

60 150 150

20 20 15

10 10 8

Escenarios, estudios

70

15

8

Transporte Sala de espera

100

15

8

Plataformas Vehículos

100 150

15 15

8 8

15

8

15

8

15 15

8 8

Cuartos de trabajo Procesamiento de 10 carne

Foto estudios Cuartos oscuros Farmacias Bóvedas de banco Duplicadoras impresoras.

10 10 20 5

Cfm/ft

2

L/s• 2 m

0,50

2,50

0,50

2,50

Comentarios

Cuando los motores de combustión interna son empleados para mantenimiento de superficies de juego, se puede requerir el aumento del flujo de la ventilación Puede requerirse para grandes válvulas un control de humedad

Puede necesitarse una ventilación especial para eliminar los efectos especiales de las escenas (vapores secos, neblina. etc.)

Las instalaciones interiores pueden requerir instalaciones especiales.

Mantener espacios a bajas temperaturas (-10°F a 50°F, o –23 °C a +10 °C) no están cubiertos por estos requerimientos a menos que el oficio sea seguido, la instalación de los espacios contiguos es aceptable. Cuando el oficio es intermitente, la instalación debe exceder normalmente la instalación requerida

e

17

0,50

2,50

0,50

2,50

Los equipos de instalación deben incorporar un escape positivo y un control (requerido) de menor capacidad de contaminantes (tóxicos)

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Tabla 2. (Continuación) 2.2 INSTALACIONES INSTITUCIONALES Ecuación Salones 50 15 8 Laboratorios 30 20 10 Tienda escolar 30 20 10 Sala de música 50 15 8 Librerías Cuarto casilleros Pasillos Auditorios Sala fumadores

20

15

8

de

150 de 70

Hospitales, enfermerías y asilos Habitaciones Tramites médicos Sala de operaciones Recuperación y ICU

15 60

8 30

10 20 20

25 15 30

13 8 15

20

15

8

Sala de autopsias Terapia física Cárceles Celdas Restaurante Estaciones guardias

Puede requerirse un sistema de control de contaminantes especial para procesos o funciones que incluyan laboratorios para animales 0,50

2,50

0,10

0,50 El suministro normal para transferencia de aire, se recomienda emplear un escape mecánico local sin recirculación

Los requerimientos especiales o códigos y relaciones bajo presión pueden determinar flujos de ventilación mínima y filtros eficientes. Procesos que general contaminantes pueden requerir altos flujos. 0,50

20

20 100 de 40

15

8

20 15 15

10 8 8

2,50

El aire no debe ser recirculado al interior de otros espacios

Y = X/[1 + X – Z]

(6.1)

en donde Y

=

Vor/Vst

=

fracción corregida del sistema de suministro del aire exterior.

X

=

Von/Vst

=

fracción no corregida del sistema de suministro del aire exterior.

Z

=

Voc/Vsc

=

fracción de aire exterior en espacios críticos. El espacio crítico es aquel que requiere la mayor fracción de aire exterior para suministro a ese espacio.

Vot

=

correlación de la tasa total de flujo de aire exterior

Vst

=

tasa de flujo total de suministro; Ej: la suma de todo el suministro para todas las ramas del sistema.

Von

=

suma de las tasas de flujo de aire exterior para todas las ramas del sistema.

Voc

=

tasa de flujo de aire exterior necesaria para los espacios críticos.

18

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=

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tasa de suministro de flujo en espacios críticos.

La ecuación 6.1 se traza en la Figura 3. El procedimiento es el siguiente:

1)

Se calcula la fracción de aire exterior sin corregir, dividiendo la suma de todas las ramas de aire exterior requerido por la suma de todas las ramas de tasa de flujo.

2)

Se calcula la fracción de aire del espacio crítico exterior, dividiendo el requisito de aire del espacio crítico exterior por la tasa de flujo de aire al espacio crítico.

3)

Se evalúa la ecuación 6-1, o se usa la Figura 3 para encontrar la fracción correcta del aire exterior que debe entrar al sistema de suministro.

Los espacios con sistemas de escape de aire, como las cocinas, baños, sanitarios y salones para fumadores, pueden utilizar aire suministrado a través de espacios habitables, ocupados, para compensar el aire del escape. La cantidad de aire suministrado deberá ser suficiente para cumplir los requisitos de la Tabla 2. En algunos casos, no es posible estimar exactamente la cantidad de personas, o ésta puede variar considerablemente. En otros casos, un espacio puede necesitar ventilación para remover contaminantes generados dentro del espacio, pero no relacionados con la ocupación humana (Ej.: gases de materiales de construcción o muebles). Para estos casos, la Tabla 2 contiene una lista de cantidades en cfm/ft2 (L/s m2) o un término equivalente. Si se sospecha la presencia de carcinógenos u otros contaminantes peligrosos en el espacio ocupado, otras normas o pautas relevantes (Ej.: OSHA, EPA) pueden remplazar el procedimiento de tasa de ventilación.

19

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Tabla 2. Requisitos de aire exterior para ventilación* (continuación) Instalaciones residenciales (Viviendas privadas, sencillas y dobles) Aplicación

Requerimientos exteriores

Comentarios

Áreas de vivienda

Cambios de aire de 0.35 por hora, Para el cálculo de los cambios de aire por hora, pero no menores a 7,5 L/s (15 cfm) el volumen de los espacios de vivienda debe por persona incluir todas las áreas, incluidos los espacios acondicionados. La ventilación normal es satisfecha por infiltración y ventilación natural. Las viviendas con recintos cerrados pueden requerir suministros de ventilación por artefactos de combustión, incluyendo chimeneas y artefactos de escapes mecánicos. la carga de ocupantes debe basarse en el numero de habitaciones seguidas, primera habitación, dos personas, cada habitación adicional, una persona. Cuando se sabe que la carga de personas es alta, ellos deberían usarlo.

Cocina

50 L/s (100 cfm) intermitente o 12 L/s Capacidad de escape mecánico instalado. Las (25 cfm) continuo o con las ventanas condiciones climáticas pueden afectar cada uno de los sistemas de ventilación. abiertas.

Piscina, baños

25 L/s (50 cfm) intermitente o 10 L/s Capacidad de escape mecánico instalado (20 cfm) continuo o con las ventanas abiertas.

Garajes, separaciones 50 L/s (100 cfm) por carro para cada vivienda Unidades comunales

2

Normal, satisfecha por infiltración o ventilación natural.

2

7,5 L/s m (1,5 cfm/ft )

Ver garajes de parqueo encerrados.

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Y = tracción corregida del aire ambiente en el suministro total X = suma de todas las zonas de flujo de aire ambiente dividido por el suministro total Z = fracción de aire ambiente requerido en el suministro para el espacio critico 1,0 Z = 0,9

0,8 0,8 0,7

0,6

0,6

Y

Y = X/(1 + X - Z)

0,5 0,4

0,4

0,2

0 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

X

Figura 3. Reducción de la ventilación proveniente de una fuente común, en espacios múltiples

Generalmente, cuando los espacios no están ocupados no se requiere ventilación, excepto si es necesaria para evitar la acumulación de contaminantes injuriosos para las personas, el contenido o la estructura. La documentación del diseño deberá especificar todas las presunciones significativas con respecto de los ocupantes y los contaminantes. 6.1.3.2 Criterio de recirculación Los requisitos de la cantidad de aire para ventilación, indicados en la Tabla 2, son para 100 % de aire exterior, cuando la calidad del aire interior cumple las especificaciones de calidad aceptable del aire interior, contenidas en la Sección 6.1.1. Aunque estas cantidades son para 100 % de aire exterior, también fijan la cantidad de aire necesario para diluir los contaminantes a niveles aceptables. Por lo tanto, es necesario que entre al espacio acondicionado una cantidad no menor de aire, todo el tiempo mientras el edificio esté en uso, excepto por lo que se modifica en la sección 6.1.3.4. Se puede recircular el aire purificado adecuadamente. Con el procedimiento de tasa de ventilación, cuando la ocupación no es variable intermitente, como se define en la Sección 6.1.3.4, no se deben reducir las tasas de flujo de aire exterior a menos de las requeridas en la Tabla 2. Si está limpio, el aire recirculado se puede usar para reducir la tasa de flujo de aire exterior a menos de los valores indicados en la Tabla 2 y se debe usar el Procedimiento de Calidad de Aire, indicado en la sección 6.2. El sistema de purificación del aire recirculado puede estar situado en el aire recirculado o en el flujo de la mezcla de aire exterior y aire recirculado Véase la Figura 1). La tasa se recirculación del sistema está determinada por la eficiencia del sistema de purificación del aire. Se debe aumentar la tasa de recirculación para obtener todos los beneficios del sistema de purificación de aire. El sistema que se use para purificar el aire recirculado deberá estar diseñado para reducir el material particulado y, cuando sea necesario y factible, los contaminantes gaseosos. El sistema deberá poder proporcionar una calidad de aire interior equivalente a la que se obtiene con el uso de aire exterior a la tasa especificada en 21

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la Tabla 2. Se puede hacer referencia al Apéndice D para calcular el flujo de aire necesario para los sistemas de distribución de uso común. 6.1.3.3 Eficacia de la ventilación Ev Se puede usar aire exterior para controlar la concentración de contaminantes, diluyendo o sacando los contaminantes de su fuente. Los valores de la Tabla 2 definen el aire exterior, necesario en la zona ocupada, para que las condiciones de la mezcla sean las mejores (eficacia de ventilación cercana a 100 %). La eficacia de la ventilación está definida por la fracción de aire exterior que entra al espacio y alcanza la zona ocupada. Se puede aumentar la eficacia de la ventilación creando una situación de flujo. Si el patrón de flujo es tal que el aire de la ventilación fluye a través de la fuente de contaminantes y los barre hacia el escape, la concentración de contaminantes en el escape puede ser superior a la de la buena mezcla. Entonces, la eficacia de la ventilación puede ser superior a la que se obtendría con una mezcla perfecta. Los sistemas de escape local funcionan de esa manera. Con una mezcla perfecta del aire de ventilación y el aire del espacio, la eficacia de la ventilación es de 100 %. Con una mezcla perfecta Ev = 1,0. Sin embargo, es común encontrar que parte del aire de ventilación pasa sobre los ocupantes (va de la entrada a la salida sin mezclarse bien en la zona ocupada) y se alcanzan valores Ev tan bajos como 0,5 (véase la Referencia 25). Se deben evitar condiciones semejantes de flujo. Se puede mejorar la capacidad del aire de ventilación para mezclarse en la zona ocupada, mediante recirculación o mezcla activa del aire en el espacio. El Apéndice E contiene mayor información sobre la eficacia de la ventilación. 6.1.3.4 Ocupación Intermitente o variable En los sistemas de ventilación para espacios con ocupación intermitente o variable se puede ajustar la cantidad de aire exterior, con amortiguadores, o haciendo funcionar intermitentemente el sistema de ventiladores para obtener suficiente dilución y mantener los niveles de contaminantes a niveles aceptables en todo momento. Este sistema de ajuste puede ser posterior o anterior a la ocupación, dependiendo de la fuente de contaminantes y la variación de la ocupación. Cuando los contaminantes están asociados sólo con los ocupantes y sus actividades, no significan un peligro para la salud, a corto plazo y se disipan durante los períodos sin ocupación para obtener el equivalente aceptable del aire exterior, el suministro de aire exterior puede ser posterior a la ocupación. Cuando se generan los contaminantes dentro del espacio, o si el sistema de acondicionamiento es independiente de los ocupantes o sus actividades, la entrada de aire exterior deber preceder la ocupación para que existan condiciones aceptables del aire al empezar la ocupación. Las Figuras 4 y 5 indican los tiempos previos o posteriores para alcanzar condiciones aceptables para ocupación transitoria. (Véase el raciocinio en el Apéndice F). Cuando se presentan ocupaciones pico con una duración inferior a 3 h, se puede determinar el flujo de aire exterior de acuerdo con el promedio de ocupación de los edificios durante la operación del sistema, siempre y cuando el promedio de ocupación no sea inferior a la mitad del máximo. Es necesario tener cuidado cuando se trate de espacios que se dejan sin ventilación, a los cuales ingresan contaminantes de espacios adyacentes que los pueden afectar, por ejemplo, estacionamientos, restaurantes, etc. PROCEDIMIENTO a)

Se calcula la capacidad de aire por persona en el espacio, en ft3 (m3)

b)

Se encuentra la tasa de ventilación necesaria, en cfm (L/s) por persona

c)

Se escriben estos valores en la Figura 4 y se lee el tiempo máximo permitido sin ventilación después de la ocupación, después de insertar a y b. 22

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100

50 ) na rso /pe (ft³ 00 15 00 10 50 7 0 50 0 40 00 3 43 21

) na so er ³/p (m

29 14

10

5

11 9

2,5

6

5

1/s / persona

25

0 20 0 10

cfm / persona

50

3

1 0,1

0,5

1,0

5,0

0,5 10,0

Tiempo de retraso permisible en horas Figura 4. Tiempo de espera máximo permitido para ventilación

6.2

PROCEDIMIENTO PARA CALIDAD DEL AIRE INTERIOR

Este procedimiento ofrece un método alterno del Procedimiento de Tasa de Ventilación para alcanzar calidad aceptable del aire. Se estima que el Procedimiento de Tasa de Ventilación descrito en la Sección 6.1, proporciona inmediatamente calidad aceptable del aire interior. Sin embargo, ese procedimiento sólo ofrece una solución indirecta, mediante la prescripción de las tasas de ventilación requeridas, para el control de contaminantes dentro del espacio. El Procedimiento de Calidad del Aire Interior ofrece una solución directa, al restringir la concentración de todos los respectivos contaminantes conocidos, a niveles aceptables especificados. Incorpora una evaluación tanto cuantitativa como subjetiva. 6.2.1 Evaluación cuantitativa La Tabla 1 contiene información sobre niveles aceptables de contaminantes en el aire exterior. Esta tabla también se aplica al aire interior durante los mismos períodos de exposición. Véase información adicional sobre contaminantes en el aire exterior en la Sección 6.1.1. La Tabla 3 contiene los límites de otros cuatro contaminantes interiores. Otros cuerpos fijan tres de estos límites, como se indica en la tabla. Se escogió el límite de CO2 de acuerdo con el raciocinio descrito en el Apéndice C. En el Apéndice B se indican otros posible contaminantes para los cuales no se han fijado todavía los límites definitivos. Las Tablas B-1 y B-3 no incluyen todos los contaminantes conocidos que pueden causar preocupación y estos límites de concentración no asegurarán inmediatamente una calidad de aire interior aceptable con respecto de otros contaminantes. PROCEDIMIENTO a)

Se calcula la capacidad de aire por persona en el espacio, en ft3 (m3)

b)

Se encuentra la tasa de ventilación necesaria, en cfm (L/s) por persona

c)

Se escriben estos valores en la Figura 5 y se lee el tiempo máximo permitido de ventilación previa antes de la ocupación, después de insertar a y b. 23

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100

50 00 10 29

21 11 9

) na so er ³/p (m

14

10

5

6 3

5

1 0,1

0,5

1,0

1/s / persona

25

0 10

cfm / persona

) na rso /pe (ft³

0 75 0 50 0 40 0 30 0 20

50

2,5

5,0

0,5 10,0

Tiempo de retraso permisible en horas

Figura 5. Tiempo máximo de ventilación necesario antes de ocupar el espacio

Los ocupantes humanos producen bióxido de carbono, vapor de agua y contaminantes que incluyen materia particulada, aerosoles biológicos y compuestos orgánicos volátiles. Cuando sólo se usa ventilación por solución para controlar la calidad del aire interior, una diferencia de concentración entre el interior y el exterior, no superior a cerca de 700 ppm de CO2 indica que probablemente se satisfaga el criterio de confort (olor), relacionado con bioefluentes humanos. El uso de CO2 como indicativo de bioefluentes no elimina la necesidad de considerar otros contaminantes. En años recientes, se ha prestado mayor atención y se ha hecho énfasis en varios contaminantes interiores. El edificio, su contenido y su ubicación generan algunos de estos contaminantes, como el formaldehído y otros compuestos de la fase orgánica del vapor. Otro grupo importante de contaminantes se produce por combustión interior sin ventilación. La presencia y uso de productos de consumo y pasatiempo, así como los productos de limpieza y mantenimiento, introducen una variedad de grandes liberaciones episódicas de contaminantes al ambiente interior (Véase la Referencia 29). Tabla 3. Pautas para contaminantes selectos del aire, de origen interior Contaminante Bioefluentes humanos Chlordane Ozono Gas radon

Concentración

ppm

véase pie de pagina 5 µg/m 3 100 µg/m b 4 pCi/L (29,32) 3

0,000 3 0,05

tiempo de exposición Continuo Continuo Continuo Promedio anual

comentarios Véase el Anexo C Referencia 26 Referencia 27 Para casas que excedan 4 pCi/L ver referencia 28

También existen mezclas complejas como el humo del tabaco en el ambiente (véase la Referencia 30), aerosoles biológicos infecciosos y alergénicos, emanaciones del cuerpo humano y emanaciones de la preparación de alimentos. El tratamiento cuantitativo y exacto de estos contaminantes puede ser difícil. Hasta cierto punto, la idoneidad del control debe basarse en una evaluación subjetiva. 24

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Cuando se trata de algunos aerosoles biológicos inodoros, la evaluación subjetiva es relevante. La aplicación de tecnologías generalmente aceptadas y la vigilancia con respecto de la influencias adversas de la ventilación reducida deberán ser, por lo tanto, suficientes. El Apéndice B contiene información sobre normas y pautas para contaminantes selectos del aire. Todavía no se han dictado políticas gubernamentales homogéneas, con respecto de los límites de exposición a los carcinógenos ambientales. 6.2.2 Evaluación subjetiva Distintos contaminantes interiores pueden dar lugar a olores cuya intensidad o carácter es inaceptable, o que irritan los ojos, la nariz o la garganta. A falta de medios objetivos para evaluar la aceptabilidad de tales contaminantes, el juicio sobre la aceptabilidad debe derivarse de evaluaciones subjetivas practicadas por observadores imparciales. En el Apéndice B se describe un método que se puede usar para medir la respuesta subjetiva. Se debe actuar con precaución al usar cualquier procedimiento de evaluación subjetiva para evitar concentraciones inaceptables de otros contaminantes. 6.2.3 Purificación del aire Los criterios de recirculación se definen en la Sección 6.1.3.2 para uso con el Procedimiento de Tasa de Ventilación. La recirculación por sistemas de purificación de aire también es un medio eficaz para controlar la contaminación cuando se usa el Procedimiento de Calidad del Aire Interior. Se puede usar la concentración permitida de contaminantes en la zona ocupada con los distintos modelos del Apéndice E, para calcular la tasa de flujo de aire exterior necesaria. La eficacia de los sistemas de purificación de aire, cuando hay presencia de contaminantes problemáticos, debe ser adecuada para satisfacer el criterio de Calidad del Aire Interior de las Secciones 6.2.1 y 6.2.2. Sin embargo, los contaminantes que no se reducen en forma apreciable con el sistema de purificación de aire pueden ser el factor que controla el diseño y prohíba la reducción de aire a niveles inferiores de los especificados en el Procedimiento de Tasa de Ventilación. 6.3

PROCEDIMIENTOS PARA DOCUMENTAR EL DISEÑO

Los criterios de diseño y las presunciones deberán estar documentadas y deberán estar disponibles para operar el sistema dentro de un plazo razonable después de la instalación. Véanse las secciones 4 y 6 así como las Secciones 5.2 y 6.1.3 con respecto de las presunciones que deben estar detalladas en la documentación. 7.

CONSTRUCCIÓN Y PUESTA EN MARCHA DEL SISTEMA

7.1

FASE DE CONSTRUCCIÓN

7.1.1 Aplicación Los requisitos de esta sección rigen para los sistemas de ventilación y los espacios donde funcionan en edificios nuevos y en adiciones o remodelaciones de los edificios existentes. 7.1.2 Filtros Los sistemas diseñados con filtros de partículas no deberán funcionar sin los filtros instalados en su sitio.

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7.1.3 Protección de los materiales Cuando recomiende el fabricante, los materiales del edificio deberán estar protegidos de la lluvia y otras fuentes de humedad, mediante procedimientos temporales o permanentes. No se deberán instalar materiales porosos con visible crecimiento microbial. Los materiales no porosos con visible crecimiento microbial se deberán descontaminar. 7.1.4 Protección de áreas ocupadas 7.1.4.1 Aplicación Los requisitos de la Sección 7.1.4 rigen cuando el edificio requiere un permiso de construcción e implica actividades de limpieza con arena, corte, esmerilado y otras que generan cantidades importantes de partículas en el aire, o procedimientos que generan cantidades importantes de contaminantes gaseosos. 7.1.4.2 Medidas de protección Se tomarán medidas para reducir la migración de contaminantes generador por la construcción a las áreas ocupadas. Los ejemplos de medidas aceptables incluyen, pero no se limitan al cierre del área de construcción utilizando paredes temporales o cubiertas de plástico, ventilando el área de construcción y/o presurizando las áreas contiguas ocupadas. 7.2

PUESTA EN MARCHA DEL SISTEMA

7.2.1 Aplicación Los requisitos de esta sección rigen para los siguientes sistemas de ventilación:

a)

sistemas de manejo de aire, recién instalados;

b)

sistemas de manejo de aire existentes con reducción de entrada de aire exterior o flujo de aire – sólo los requisitos de la Sección 7.2.2 regirán para sistemas modificados; o

c)

sistemas existentes de manejo de aire modificados de manera que se afecte más de 25 % del área del piso donde funcionan estos sistemas - sólo los requisitos de la Sección 7.2.2 regirán para sistemas modificados.

7.2.2 Equilibrio de aire Los sistemas de ventilación deberán estar equilibrados, de acuerdo con la Norma ASHRAE 111, Sistemas HVAC de SMACNA – Pruebas, Ajuste y Balanceo, 2ª edición o equivalente, cuando menos hasta donde sea necesario para verificar que cumple el requisito de flujo total de aire exterior y la entrada de flujo de aire al espacio, prescrito en la norma. 7.2.3 Prueba de las bandejas de drenaje Para minimizar las condiciones de estancamiento del agua, lo cual puede ocasionar crecimiento microbial, se deben probar en campo las bandejas de drenaje en condiciones de funcionamiento normal para verificar que el drenaje sea adecuado.

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Excepción de la Sección 7.2.3: la prueba de campo no es necesaria si las bandejas de drenaje de las unidades han sido certificadas (por escrito) por el fabricante del drenaje adecuado, al instalarlas como se recomienda. 7.2.4 Puesta en marcha del sistema de ventilación Los sistemas de distribución de aire para ventilación deberán estar limpios y sin desperdicios. 7.2.5 Prueba de los controles de amortiguación Antes de ocupar un espacio se deberá probar cada sistema de ventilación para verificar si los amortiguadores de aire exterior funcionan bien, de acuerdo con el diseño del sistema. 7.2.6 Documentación Se entregará al propietario del edificio, o a su designado, la siguiente documentación del sistema de ventilación para que permanezca en el edificio y se pondrá a disposición del personal que atiende el edificio: a)

Un manual de operación y mantenimiento, el cual describe los datos básicos relacionados con la operación y el mantenimiento de los sistemas de ventilación y de los equipos instalados.

b)

Información sobre los controles HVAC, en forma de diagramas, esquemas, descripción de las secuencias de control e información sobre el mantenimiento o la calibración.

c)

Un informe de equilibrio del aire, documentando el trabajo efectuado de acuerdo con la sección 7.2.2.

d)

Planos de iniciales construcción, planos de control y planos definitivos.

e)

Criterios y presunciones del diseño.

8.

OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

8.1

GENERALIDADES

8.1.1 Aplicación Los requisitos de esta sección rigen para edificios y sus sistemas de ventilación con sus componentes, construidos o renovados después de la fecha de adopción de esta sección. 8.1.2 Operaciones y mantenimiento Los sistemas de ventilación deberán funcionar y se deberán mantener como mínimo de acuerdo con las disposiciones de esta norma. 8.1.3 Alteraciones o cambio de uso del edificio El diseño, operación y mantenimiento de los sistemas de ventilación se revaluarán cada vez que se presenten cambios de uso u ocupación del edificio, alteraciones importantes, cambios importantes en la densidad de ocupación u otros cambios que afecten las presunciones en las cuales se basó el diseño. 27

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 8.2

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MANUAL DE OPERACIONES Y MANTENIMIENTO

Se preparará un manual de operaciones y mantenimiento y se mantendrá en el sitio, o en un sitio local accesible durante la vida del sistema de ventilación o de sus componentes. Este manual se actualizará como sea necesario. El manual deberá incluir, como mínimo, los procedimientos de operación y mantenimiento, los planos definitivos, los cronogramas de operación y mantenimiento y cualquier cambio de los mismos, así como los requisitos y las frecuencias de mantenimiento, detalladas en la Sección 8.4. 8.3

OPERACIÓN DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN

Los sistemas de ventilación mecánica y natural se harán funcionar como indique el Manual de Operación y Mantenimiento. 8.4

MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE VENTILACIÓN

8.4.1 Componentes del sistema de ventilación El mantenimiento de los componentes del sistema de ventilación del edificio estará de acuerdo con las instrucciones del Manual de Operaciones y Mantenimiento, o con lo que se requiera en esta sección, resumida en la Tabla 8. 8.4.1.1 Filtros y dispositivos para purificación del aire El mantenimiento o reemplazo de todos los filtros y dispositivos para purificación del aire estará de acuerdo con las especificaciones del Manual de Operaciones y Mantenimiento. 8.4.1.2 Amortiguadores del aire exterior Los amortiguadores del aire exterior y los activadores se inspeccionarán visualmente no menos de una vez cada tres meses, o como se especifique en el Manual de Operaciones y Mantenimiento, o se vigilarán remotamente para verificar que estén funcionando de acuerdo con el Manual de Operaciones y Mantenimiento. 8.4.1.3 Humidificadores Se limpiarán y se dará mantenimiento a los humidificadores para limitar los malos olores y el crecimiento microbial. Estos sistemas se inspeccionarán no menos de una vez cada tres meses, cuando estén en funcionamiento y/o se tratarán como se especifica en el Manual de Operaciones y Mantenimiento. 8.4.1.4 Bobinas para deshumidificación Se inspeccionarán en forma regular y visualmente todas las bobinas de enfriamiento para deshumidificación para verificar que estén limpias y evitar el crecimiento microbial, cuando es posible que se presente deshumidificación, pero no menos de una vez al año, o como se especifica en el Manual de Operaciones y Mantenimiento, y se limpiarán cuando se sienta mal olor o se observe crecimiento microbial. 8.4.1.5 Bandejas de drenaje Se inspeccionarán visualmente las bandejas de drenaje para verificar que estén limpias y no haya crecimiento microbial, como mínimo una vez al año durante la temporada de enfriamiento, o como se especifica en el Manual de Operaciones y Mantenimiento, y se limpiarán si fuera necesario. Las áreas adyacentes a las bandejas de drenaje se investigarán, se limpiarán si es necesario y se investigará la causa de la humedad involuntaria. 28

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8.4.1.6 Rejillas exteriores para toma de aire Se inspeccionarán visualmente las rejillas exteriores para toma de aire, las pantallas para pájaros, los dispositivos para eliminar el rocío y las áreas adyacentes para verificar su limpieza a integridad, como mínimo una vez cada seis meses o como se especifica en el Manual de Operaciones y Mantenimiento, y se limpiarán si fuera necesario. De deberán retirar todos los desechos visibles que se encuentren o el material biológico que se observe. Se repararán los daños físicos de las rejillas exteriores, pantallas o eliminadores de rocío, si el daño impide su funcionamiento o si no evita el ingreso de contaminantes. 8.4.1.7 Sensores Se deberá verificar la exactitud de los sensores, cuya función primaria es el control dinámico y mínimo del aire exterior, como las estaciones de flujo del aparato de manejo de aire y los que se usan para controlar la demanda de ventilación, como se especifica en el Manual de Operaciones y Mantenimiento. Esta actividad se llevará a cabo como mínimo cada seis meses, o periódicamente de acuerdo con el Manual de Operaciones y Mantenimiento. Cuando un sensor no cumpla la exactitud especificada en el Manual de Operaciones y Mantenimiento, se deberá recalibrar o reemplazar. Tabla 8.1. Actividades y Frecuencia Mínima del Mantenimiento Articulo

Actividad

Frecuencia mínima*

Filtros y dispositivos de limpieza de aire

A

De acuerdo al manual O & M

Aire exterior, rejillas y actuadores

B

Cada tres meses o de acuerdo con el manual O & M

Humidificantes

C

Cada tres meses de uso o de acuerdo con el manual O & M

Deshumidificador de serpentín

D

Regularmente cuando es probable que se produzca la deshumidificación pero no menos de una vez por año o como lo especifica el manual de o & M

Recipientes de desagüe y otras superficies adyacentes sujetas a humedecimiento

D

Uno por año durante durante estaciones de invierno o como se especifique en el manual de O & M

Rejillas de ventilación para captación del aire exterior, pantallas para impedir la entrada de pájaros

E

Cada seis meses o como lo especifique en el manual O & M

Sensores usados para control dinámico del aire externo mínimo

F

Cada seis meses o periódicamente de acuerdo con el manual O & M

Sistemas de manejo de aire. Excepto para unidades de menos de 1000 L/s ( 2000 cfm)

G

Uno cada cinco años

Torres de enfriamiento

H

De acuerdo con el manual O & M o según el tratamiento propuesto para el sistema

Drenajes en el piso, localizados en cámaras de distribución de aire o cuartos que sirvan como tales

I

Periódico de acuerdo con el manual O & M

Accesibilidad componentes

J

a

equipos

Contaminación microbiana visible Intrusión o acumulación de agua

y

K K

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8.4.1.8 Verificación del flujo de aire exterior Se medirá la cantidad total de aire exterior que entra a los dispositivos para manejo del aire, excepto para las unidades con un flujo de aire inferior a 1 000 L/s (2 000 cfm), las cuales se medirán en la modalidad de aire exterior mínimo una vez cada cinco años. Si las tasas mínimas de flujo de aire medidas son inferiores a la tasa mínima del diseño (± 10 % de tolerancia de equilibrio), documentada en el Manual de Operaciones y Mantenimiento, se deberán reajustar o fijarlas en la tasa mínima de flujo de aire, o evaluarlas para determinar si las tasas medidas cumplen esta norma. 8.4.9.1 Torres de enfriamiento Se tratarán los sistemas con torres de enfriamiento para limitar el crecimiento de contaminantes microbiales, incluyendo legionella sp. de acuerdo con el Manual de Operaciones y Mantenimiento o el programa de tratamiento. 8.4.1.10 Accesibilidad a los componentes del equipo El espacio dispuesto para el mantenimiento e inspección de rutina alrededor del equipo de ventilación deberá permanecer libre de obstáculos. 8.4.1.11 Drenajes en el piso Se dará mantenimiento a los drenajes en el piso, situados en plenums al aire o espacios que sirven como plenums, para evitar la movilización de contaminantes del drenaje del piso al plenum. 8.4.2 Contaminación microbial Se investigará y se rectificará la contaminación microbial visible. 8.4.3 Intrusión de agua Se investigará y se rectificará la intrusión o acumulación de agua en los componentes del sistema de ventilación, como conductos, plenums y aparatos para manejo de aire. 9.

REFERENCIAS

Este apéndice no forma parte de esta norma, pero se incluye con fines informativos

1.

ANSI/ASHRAE Standard 55-1981, Environmental Conditions For Human Occupancy. American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers, Inc., Atlanta, GA. 30329. 1981.

2.

UL 181, Factory Made Air Ducts and Air Duct Connectors, March 19, 1984. Underwriters' Laboratories, 333 Pfingsten Rd., Northbrook, IL 60611. 1984.

3.

NFPA 90A 1985, Standard for the Installation of Air Conditioning and Ventilating Systems. National Fire Protection Association, Quincy, MA 02269.

4.

NFPA 90 1984, Standard for the Installation of Warm Air Heating and Air Conditioning Systems. National Fire Protection Association, Quincy, MA 02269. 30

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5.

SMACNA 1985 First ed HVAC Duct Construction Standards-Metal and Flexible. Sheet Metal and Air-Conditioning Contractors National Association, Inc., 8224 Old Courthouse Road, Tyson Comers, Vienna, VA 22180.

6.

SMACNA. 1979. Fiberous Glass Duct Construction, Fifth ed. Sheet Metal and Air-Conditioning Contractors National Association Inc., 8224 Old Courthouse Road, Tyson Corners, Vienna, VA 22180. 1979.

7.

ACGIH. 1986. Industrial Ventilation-A Manual of Recommended Practice-1986 ed. American Conference of Governmental Industrial Hygienists, Committee on Industrial Ventilation, P.O. Box 16153, Lansing, MI 48901.1986.

8.

MIL Standard 282 Filter Units, Protective Clothing, Gas Masks, 1956 with notices 1974 and 1989, U.S. Department of Defense, Global Engineering Documents, Irvine, CA 92714.

9.

ASHRAE Handbook 983 Equipment Volume, Chapter 11, Table 1. American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers, Inc., Atlanta, GA 30329.1983.

10.

Sterling, E.M., A. Arundel, T.D. Sterling. 1985. "Criteria for Human Exposure to Humidity in Occupied Buildings." ASHRAE Transactions, Vol. 91, Part IB, pp. 611-622.

11.

Janssen, J.E., and A. Wolff. 1986. "Subjective response to ventilation." In Managing Indoor Air for Health and Energy Conservation, Proceedings of the ASHRAE Conference IAQ '86. Atlanta: American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers, Inc.

12.

Raijhans, GS. 1983. Indoor air quality and CO2 levels." Occupational Health in Ontario 4:160-167.

13.

Berg-Munch, B., Clausen, B.G., and P.O. Fanger. 1984. Ventilation Requirements for the Control of Body Odor in Space Occupied by Women." In Environment International, Vol. 12 (1986), pp. 195-149.

14.

Leaderer, B.P. and W. Cain. 1983. "Air Quality in Buildings During Smoking and non-smoking occupancy." ASHRAE Transactions, Vol. 89, Part 2B, pp. 601-613.

15.

Thayer, W.W. 1982. "Tobacco Smoke Dilution Recommendations for Comfortable Ventilation" ASHRAE Transactions, Vol. 88, Part 2, pp. 291-306.

16.

Bell, S.J. and B. Khati. 1983. "Indoor air Quality in Office Buildings. Occupational Health in Ontario, 4:103-118.

17.

Hicks, J. 1984 "Tight Building Syndrome: When Work Makes You Sick." Occupational Health and Safety, Jan. pp.51-56.

18.

National Primary and Secondary Ambient Air Quality Standards, Code of Federal Regulations, Title 40 Part 50 (40 CFR50), as AMENDED July 1, 1987. U.S. Environmental Protection Agency.

19.

Morey, P.R., W.G. Jones, J.L. CIere, and W.G. Sorenson. 1986. "Studies on Sources of Airborne Microorganisms and on Indoor air Quality in a Large Office Building." In Managing Indoor Air for Health and Energy Conservation, Proceedings of the ASHRAE Conference IAQ '86, pp. 500-509. Atlanta: American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers, Inc. 31

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NTC 5183

20.

NIOSH Manual of Analytical Methods, 2nd Ed., April 1977. Publ. No. 77-157, 4 vols. Cincinnati: National Institute for Occupational Safety and Health.

21.

NIOSH Manual Sampling Data Sheeis with Suppl., Pubs. Nos. 77-159 and 78-189, March, 1977 and August, 1978. Note: The Clearinghouse for Occupational Safety and Health of NIOSH, 4676 Columbia Parkway, Cincinnati, OH 45226, is Willing to fill Occasional Requests for Separate Sheets of the Information on Individual air Contaminants from these Publications on Request. National Institute for Occupational Safety and Health, Cincinnati, OH. 1978.

22.

ACGIH Threshold Limit Values and Biological Exposure Indices for 1986-87. American Conference of Governmental Industrial Hygienists, 6500 Glenway, Bldg. D-7, Cincinnati, OH 45211-4438,1987.

23.

Standards Association of Australia. 1980. Australian Standard AS1668 Part 2, 1980-Ventilation Requirements, Clause 3.5.2, Appendix A&B. Standards Association of Australia, Standards House, 80 Arthur St., North Sydney, NSW, 2060. 1980.

24.

Kowalczewski, JJ. 1973. "Quality of air in air Conditioning." AIRAH, Feb. Australian Institute of Refrigeration, Air Conditioning and Heating.

25.

Janssen, J.E., T. Hill, J.E. Woods, and E.A.B. Maldonado. 1982. "Ventilation for Control of Indoor air Quality: A case Study." Environment International, El 8 487-496.

26.

U.S. National Academy of Sciences Committee on Toxicology. An Assessment of Health Risk of Seven Pesticides Used in Termite Control (ChIordane in Military Housing), U.S. National Academy of Sciences Committee on Toxicology, August 1982.

27.

Maximum Acceptable Level of Ozzone. Code of Federal Regulations. Tide 21, Part 801.415. Food and Drug Administration, U.S. Department of Health, Education, and Welfare, 1988.

28.

Radon Reduction Techniques for Detached Houses, Technical Guidance, Second Ed., Report No. EPA 625/5-87019, U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC 27711, Rev. January 1988.

29.

NAP 1981 Indoor Pollutants. 1981. National, Academy Press, Washington, DC.

30.

The Consequences of Involuntary Smoking. 1986. U.S. Surgeon General, U.S. Dept. of Health and Human Services.

31.

Radon Measurements in Schools, An Interim Report, Report No. EPA 520/1-89-010, U.S. Environmental Protection Agency, Washington, DC 20460, March 1989.

32.

ASHRAE. 1999. ASHRAE Standard 52.2, Method of Testing General Ventilation Air Cleaning Devices for Removal Efficiency by Particle Size. Atlanta: American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc.

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NTC 5183 APÉNDICE A

FACTORES DE CONVERSIÓN

Partes por Millón y Masa por Unidad de Volumen Generalmente, la medida de una concentración de sustancias en el aire se convierte a una temperatura de 77 ºF (25 ºC) y a una presión de 29,92 pulgadas. Hg (760 mm Hg). Los vapores o gases se expresan, con frecuencia, como partes por millón (ppm) por volumen y también se expresan frecuentemente como unidad de masa por unidad de volumen, comúnmente en las siguientes unidades: miligramos por metro cúbico (mg/m3) microgramos por metro cúbico (µg/m3) miligramos por pie cúbico (mg/ft3) granos por pie cúbico (gr/ft3)

Se pueden convertir los valores ppm a masa por unidad de volumen de la siguiente manera:

ppm x peso molecular/24,450) = mg/L ppm x peso molecular/0,02445) = µg/m3 ppm x peso molecular/24,45) = mg/m3 ppm x peso molecular x 28,3/24,450) = mg/ft3 ppm x peso molecular x 28,3/64.8/24,450) = gr/ft3

La cuenta de partículas en el aire, medidas por millones de partículas por pie cúbico (mppcf) o millones de partículas por metro cúbico (= partículas por centímetro cúbico, cc) se puede convertir aproximadamente a masa por unidad de volumen de la siguiente manera, cuando no se ha determinado la densidad y el diámetro promedio de masa: Mppcf x 6 (aproximadamente) = mg/m3 Partículas por cc x 210 (aproximadamente) = mg/m3

Unidades para Medir Concentraciones y Exposición a la Progenie del Radón Las concentraciones de la progenie del radón y del radón mismo se pueden especificar en picocuries por litro (pCi/L), o en unidades equivalentes. Para fines de protección contra la radiación, ha sido útil caracterizar las concentraciones de la progenie del radón en términos de la energía alfa total, emitida como resultado de la decadencia de la progenie de corta vida 33

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NTC 5183

(polonio 218 a polonio 214) en plomo 210, un radio nucleido de larga vida. La “posible concentración de energía alfa” (PCEA) es un indicador de la posible dosis para el pulmón, la cual se puede asociar, a su vez, con el aumento de incidencia de cáncer del pulmón, de acuerdo con estudios epidemiológicos (véase la Referencia A-2) y otra evidencia. La unidad convencional para PCEA es el nivel de trabajo (NT), el cual tiene un valor de 1,3 x 105 MeV/L, la posible energía alfa por unidad de volumen que estaría asociada con el aire que contuviera aproximadamente 100 pCi/L de cada progenie de corta vida. En caso de una mezcla arbitraria de polonio 218 (Ia), concentración de plomo 214 (lb) y concentración de bismuto 214 (Ic), el PCEA es aproximadamente igual a (0,10 Ia + 0,51 Ib + 0,37 Ic) (NT/100, pCi/L). La relativa unidad de exposición, por mes de nivel de trabajo (MNT), es el nivel al cual una persona estaría expuesta si permanece en 1 NT de la progenie durante 173 h (un mes de trabajo promedio). Si un volumen tuviera una fuente constante de radón y no hubiera mecanismos (distintos de la declinación de la radioactividad), para remover el radón o su progenie del aire encerrado, la actividad de las concentraciones de cada radio nucleido del radón (dada en pCi/L) eventualmente alcanzaría una condición tal que todos serían numéricamente iguales. Esta condición (designada “equilibrio”) no se alcanza nunca en la práctica debido a los mecanismos de remoción, como la ventilación y la “disipación” de la progenie. La ventilación reduce la concentración del radón y disminuye la proporción de progenie a sus parientes menos uno. La disipación, cuando la progenie se adhiere a las paredes y a otras superficies, también disminuye esta proporción. La condición de equilibrio del radón y su progenie se indica convencionalmente con un “factor de equilibrio” (F), el cual representa la proporción real de progenie en la PECA a la PECA en la cual cada cría tiene la misma actividad en concentración que la del radón realmente presente. Por lo tanto, F = PCEA) (concentración de radón/100), donde la PCEA está dada en NT y la concentración de radón en pCi/L. En espacios donde la remoción de la progenie es baja, F está cercano a uno. Se ha encontrado que los factores de equilibrio en los hogares se encuentran usualmente dentro de una gama de 0,2 a 0,8, aunque algunas veces se han encontrado factores superiores e inferiores a esta gama. Tomando 0,5 como un factor de equilibrio típico, es posible calcular la exposición anual asociada con concentraciones constantes de 1 pCi/L de radón, de la siguiente manera: Tasa de exposición para 1 pCi/L =  1 NT   1 MNT   8760    0, 5 (1p Ci / L )    = 0, 25 MNT / año 100 p Ci / L    1NT × 173h   año 

También , 1 p Ci / L = 37 Bq / m 3

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NTC 5183

REFERENCIAS DEL APÉNDICE A

A.1

Conversion Units and Factors Relating to Atmospheric Analysis, Recommended Practice for ASTM D 1914-68. American Society of Testing and Materials, 1916 Race Street, Philadelphia, PA 19103. 1983.

A.2

Exposure from the Uranium Series with Emphasis on Radon and its Daughters, NCRPM Report PT The National Council on Radiation Protection and Measurement, Washington, DC.

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NTC 5183 APÉNDICE B

Este apéndice no forma parte de esta norma, pero se incluye con fines informativos

PAUTAS PARA ESTABLECER UN CRITERIO DE CALIDAD DEL AMBIENTE INTERIOR Las tasas de ventilación, recomendadas en la Tabla 2, se basan en prácticas actuales en ambientes interiores, las cuales contienen la densidad de ocupantes especificada y las actividades que se pueden esperar normalmente en tales ambientes. Siempre que los materiales de construcción, de limpieza y mantenimiento, o las actividades humanas especializadas introduzcan grandes cantidades de contaminantes específicos en la atmósfera del edificio, se podrán presentar quejas de los ocupantes y se deberán considerar medidas especiales para aliviarlos. Se pueden obtener Valores Límite del Umbral de Sustancias Químicas en el Ambiente de Trabajo adoptado por ACGIH en la Oficina de Publicaciones de la Conferencia Americana de Higienistas Industriales Gubernamentales, 6500 Glenway Avenue, Building B-1, Cincinnati OH 45211-4438 (véase la Referencia B; la Referencia B es la contraparte alemana). Esta publicación concierne límites para casos de 8 h, 15 min e instantáneos. Es una fuerte de límites de concentración de muchas sustancias químicas y agentes físicos para uso de higiene industrial. A la luz del constantemente cambiante estado del conocimiento, el documento de actualiza anualmente. Previene al usuario: “los límites contenidos en este libro son para uso en la práctica de higiene industrial como pautas o recomendaciones para el control de posibles peligros para la salud y no para otro uso”. Las prácticas de salud industrial pretenden delimitar la exposición del trabajador a sustancias injuriosas, a niveles que no interfieran con el proceso del trabajo y no lesionen la salud del trabajador. No se pretende eliminar todos los efectos, por ejemplo: olores desagradables o irritación leve. Las normas se basan en los resultados de experiencia acumulada con la salud de los trabajadores y experimentos con animales, cuidadosamente evaluados por expertos competentes. La exposición y los efectos se relacionan con las dosis de la sustancia ofensiva. Las dosis incluyen tanto la concentración de la sustancia como el tiempo durante el cual está presente. Puesto que la concentración usualmente varía con el tiempo, la dosis se expresa convenientemente, como un promedio ponderado de concentración en el tiempo (TWA), límites de ex posición a corto tiempo (STEL) o valor del umbral del límite (TLV). Las normas de la Administración de Salud y Seguridad Ocupacional de los Estados Unidos son TWA en la mayor parte de los casos. La exposición industrial está regulada de acuerdo con una semana de 40 h y días de 8 h a 10 h. Se espera que la exposición, durante el resto del tiempo, sea muy inferior en lo que respecta al contaminante en particular. Cuando no sean hayan establecido normas o pautas para contaminante, se ha asumido habitualmente como guía primaria que una concentración de 1/10 TLV no generaría quejas de una población no industrial, en ambientes residenciales, de oficina, de estudio, o similares. El 1/10 TLB puede no proporcionar un ambiente satisfactorio para las personas excesivamente sensibles a un irritante. En cualquier caso, cuando no existan normas o pautas, se debe solicitar ayuda de un experto para evaluar el nivel al cual tal químico o combinación de químicos sería aceptable. Se han establecido pautas para cierta cantidad de químicos y metales que se pueden encontrar en el aire exterior, como se indica en las referencias B-3 a B-9. La mayor parte se encontrarán únicamente en áreas cercanas a ciertas instalaciones industriales, pero algunas se pueden encontrar en áreas residenciales. Esas referencias se suministran como fuentes de información cuando la calidad del aire exterior es sospechosa.

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NTC 5183

Las Tablas B.1 y B.2 contienen una lista está de las normas y pautas norteamericanas para concentraciones aceptables en el ambiente interior y exterior. La Tabla B.3 contiene un resumen de las pautas de exposición canadienses para calidad del aire residencial interior. La Tabla B.4 presenta una lista de sustancias evaluadas por un grupo de trabajo de investigadores de la calidad del aire interior de la Organización Mundial de la Salud. Estas tablas que representan como información de respaldo adicional para el uso del procedimiento que de Calidad del Aire Interior. Muchos contaminante son irritantes, o generan olores que los ocupantes o visitantes de un espacio pueden detectar. Se puede considerar que el aire es aceptable y está libre de contaminantes desagradables si 80 % de en panel de no menos de 20 observadores no entrenados considera que el aire no es objetable en las respectivas condiciones de uso y ocupación. Un observador deberá entrar al espacio en la forma como lo haría normalmente un visitante y deberá dar su opinión en cuanto a la aceptabilidad en un plazo de 15 s. Cada observador deberá evaluar independientemente de los demás y sin la influencia del jefe del grupo. Se advierte a los usuarios que ese método es únicamente una prueba olores. Esa prueba no detectará muchos contaminantes peligrosos. El monóxido de carbono y el radón son dos ejemplos de contaminante inodoros. REFERENCIAS DEL APÉNDICE B B.1

TLVS Threshold Limit Values and Biological Exposure Indices for 1987-88. American Conference of Governmental Industrial Hygienists, 6500 Glenway, Building D-7, Cincinnati, OH 45211-4438. (Airborne Concentrations of Substances to Which Nearly All Workers May be Repeatedly Exposed, day After Day, Without: Adverse Effect; Updated Yearly.) 1986.

B.2

Verein Deutscher Ingenieure, Handbuch Reinhaltung der Luft. Maximale Imissions-Werte, VDI 23 10, September 1974. (West German Counterpart of TLVS at Reference C-1.)

B.3

Newill, VA. Air Quality Standards, Table III, pp. 462487, in Vol. V of Stem, A.C. (ed.), Air Pollution, 3rd ed. Academy Press, New York, NY (national, by county, Ambient air Quality Standards). 1977.

B.4

Government of Ontario, Regulation 296 under the Environmental Protection Act, Revised Regulations of Ontario, Toronto (Current Update of Ontario, Canada, Ambient air Quality Criteria) April 1987.

B.5

Martin, W., and A.C. Stern, The World´s Air Quality Standards, Vol. Il. The Air Quality Management Standards of the United States, Table 17, pp. 11 - 38, October 1974 (Available from NTIS PB-241-876; National Technical Information Service, 5285 Port Royal Road, Springfield, VA 22161). 1974.

B.6

U.S. National Academy of Sciences, Committee on Toxicology, National Research Council, Guides for Short-Term Exposure of the Public to Air Pollutants. Microfiche or photocopies of these may be obtained from the National Technical Information Services, by order number. For example: Ammonia PB-244-336, November 1972; Hydrochloric Acid PB-203-464, August 1971.

B.7

U.S. Environmental Protection Agency, Code of Federal Regulations, Title 40, Part 61 (Current National Emission Standards for Hazardous Air Pollutants), July 1, 1986.

B.8

U.S. Environmental Protection Agency, National Air Toxics Information Clearinghouse Data Base, Report on State and Local Agency Air Toxics Activities, July 6, 1986 (Tabulation of Reporting States and Communities Published Standards and Guidelines for Toxic air Pollutants). 1986. 37

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5183

B.9

U.S. Environmental Protection Agency, Code of Federal Regulations, Tide 40, Part 50 (Current National Ambient air Quality Standards) July 1, 1986.

B.10

U.S. Consumer Products Safety Commission, Code of Federal Regulations, Title 16, Parts 1303, 1304, 1305 and 1500 (Ban of Certain Commercial Practices and Hazardous Substances Regulation), January 1987.

B.11

U.S. Environmental Protection Agency, Code of Federal Regulation, Title 40, Part 763 (National Asbestos Regulations), February 25 and October 30, 1987.

B.12

U.S. Occupational Safety and Health Administration, Code of Federal Regulations, Title 29, Part 1910 (Toxic and Hazardous Substances), July 1, 1986.

B.13

U.S. Mine Safety and Health Administration, Code of Federal Regulations, Title 30, Parts 56.5001, 57.5001, 57.5038 and 57.5039 (air quality), July 1, 1986.

B.14

U.S. Department of Housing and Urban Development, Code of Federal Regulations, Title 24, Part 3280.308 (Formaldehyde Emission Controls for Manufactured Homes), April 1, 1988.

B.15

State of Minnesota, Minnesota Laws of 1985, Chapter 216, Section 144.495 (Formaldehyde Rules for New Housing Units). 1985.

B.16

U.S. Food and Drug Administration, Code of Federal Regulations, Title 2 1, Part 801 (Maximum Acceptable Levels of Ozone), April 1, 1986.

B.17

U.S. National Academy of Sciences, Committee on Toxicology, An Assessment of the Health Risks of Seven Pesticides Used in Termite Control (Chlordane in Military Housing), August 1982.

B.18

U.S. National Academy of Sciences, National Research Council, Report of the Panel on Air Quality in Manned Spacecraft of the Committee on Toxicology, Atmospheric Contaminants in Spacecraft. June 1972.

B.19

U.S. Naval Research Laboratory, Navy Submarine Atmospheric Control Manual (Current Update of Table 3-7, Unclassified Defense Information), 1987.

B.20

American Industrial Hygiene Association, Occupational Exposure and Work Practice Guidelines for Formaldehyde. July 24, 1986.

B.21

U.S. Environmental Protection Agency. A Citizen's Guide to Radon. August 1986.

B.22

U.S. Environmental, Protection Agency. Radon Reduction Methods, A Homeowner´s Guide. August 1986.

B.23

Canada Department of National Health and Welfare. Exposure Guidelines for Residential Indoor Air Quality. Ottawa. April 1987.

B.24

World Health Organization, Report on a WHO Meeting, August 21-24, 1984, Indoor Air Quality Research. EURO Reports and Studies 103, Regional Office for Europe, Copenhagen

38

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5183 APÉNDICE C

Este apéndice no forma parte de esta norma, pero se incluye con fines informativos RECIOCINIO DE REQUISITOS FISIOLÓGICOS MÍNIMOS PARA RESPIRAR AIRE DE ACUERDO CON CIERTA CONCENTRACIÓN DE CO2

Vo C o

Vo C s Vθ C s

N

Cθ

Vθ C θ

Cs

Figura C.1 Modelo de dos cámaras

El oxígeno es necesario para metabolizar los alimentos que sostienen la vida. El carbono y el hidrógeno de los alimentos se oxida forma de CO2 y H2O los cuales elimina el cuerpo como productos de desperdicio. Los alimentos se pueden clasificar como carbohidratos, grasas, y proteínas y la proporción de carbón a hidrógeno en cada uno de ellos es algo diferente. El cuociente de respiración (QR) es la proporción volumétrica de bióxido de carbono producido a oxígeno consumido. Varía que 0,71 en una dieta de 100 % de grasas a 0,8 en una dieta de 100 % de proteínas y 1,00 para una dieta de 100 % de carbohidratos (véase la referencia C-1). Un valor QR = 0,83 se aplicará a una dieta con una mezcla normas de grasas, carbohidratos y proteínas. La tasa a la cual se consume el oxígeno y se genera el bióxido de carbono depende de la actividad física. Esas relaciones se indican en el la Figura D-2 (véase la Referencia D-2). También se muestra la tasa de respiración. Una simple ecuación de equilibrio da la tasa de flujo de aire exterior necesaria para mantener la concentración de CO2 en estado sólido inferior a un límite dado.

Vo=N/(Cs - Co)

(C-1)

en donde Vo

=

tasa de flujo de aire exterior por persona

Ve

=

tasa de respiración

N

=

tasa de CO2 generado por persona

Ce

=

concentración de CO2 en el aliento exhalado

Cs

=

concentración de CO2 en el espacio

Co

=

concentración de CO2 en el aire exterior 2

Por ejemplo, con un nivel de actividad de 1,2 unidades met (1,0 met = 18,4 Btu/h·ft ), correspondiente personas sedentarias, la tasa de generación de CO2 es de 0,31 L/min. Estudios de laboratorio de campo han demostrado que con las personas sedentarias cerca de 7,5 L/s (15 cfm) por persona de aire exterior diluirá los olores de bioefluentes humanos a nivel es que serán satisfactorios para la mayor parte de las personas (cerca de 80 %) no adaptadas (visitantes) a un espacio (visitantes) (Berg-Munch y colaboradores, 1986; Cain y colaboradores, 1983; Frenger y Berg-Munch, 1983) Iwashita y colaboradores, 1989; Yaglou y colaboradores, 1936). Si la tasa de ventilación

39

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5183

permanece por debajo de 7,5 L/s (15 cfm) por persona, la concentración resultante de CO2 en estado estable, relativa a la del aire exterior es:

=

0,000 689 L de CO2 por litro de aire

=

700 ppm

Muy liviano

Liviano

Trabajo pesado

0,31/(7,5 x 60 s/min)

Moderado

0,8 3)

1,75

=

Caminata de 2 a 3 MPH Trabajo en máquina liviana

2,00

N/ Vo

Dormido Sentado, quieto Trabajo, oficina

ca rb on o

(R Q

=

Nivel de actividad

1,25 1,00 0,75 0,50

40 30 20

0,25

10 0 0

1

2

3

4

Frecuencia respiratoria L / m

de

1,50 Co ns um od eo xig en o Fr ec ue Pr nc od ia uc re ció sp n ira de to dio ria xid o

Consumo de oxigeno, producción de CO 2 L / mín.

Cs - Co =

5

Actividad física, unidades MET

Figura C.2. Datos metabólicos

De esa forma, manteniendo una concentración CO2 en estado estable en un espacio no superior a cerca de 700 ppm sobre los niveles de aire exterior, indicará que la gran mayoría de los visitantes que ingresan a un espacio estarán satisfechos con respecto de los bioefluentes humanos (olores corporales). Una discusión más detallada de esta relación entre las concentraciones de CO2 y la percepción de los bioefluentes, así como el uso de CO2 en el interior para estimar las tasas de ventilación del edificio, se encuentra en la norma ASTM D 6245.

40

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5183

Las concentraciones de CO2 en el aire exterior aceptable, varía típicamente de 300 ppm a 500 ppm. Las altas concentraciones de CO2 en el aire exterior pueden ser un indicador de combustión y/o otras fuentes de contaminación. La Figura C.3 indica a la tasa de flujo de aire exterior necesaria en función de la actividad física y la concentración de estado estable dentro de la habitación. Si el nivel de actividad es superior a 1,2 met, la ventilación necesaria debe aumentar para mantener el mismo nivel de bióxido de carbono. Además, la disminución del contenido de oxígeno del aire de la habitación se puede encontrar de acuerdo con la ecuación C-1, cuando la concentración de oxígeno se substituye por concentración de bióxido de carbono.

Co - Cs = N/Vo

(C-2)

El término N tiene ahora un valor negativo con respecto de su uso en la ecuación C-1, puesto que el oxígeno se consume y no se genera.

Cs= Co -N/Vo

(C-3)

35

15,6

30

12,5

25

10

20

7,5

15

5,0

10

2,5

5

0

0

0,2

17,5

0,1 perc ent

40

2=

20

Con c. C O

Outdoor air flow rate

La tasa de consumo de oxígeno es de 0,36 L/min cuando el nivel de actividad es de 1,2 met. En caso de ventilación a una tasa de 15 cfm (429 L/m) y un nivel de actividad de 1,2 unidades met, el nivel oxígeno de la habitación se reducirá de una concentración exterior a 20,9 %. Por lo tanto, el contenido de oxígeno de la habitación se reduce de 21 % a 20,9 %, un cambio de sólo 0,5 %. El bióxido de carbono aumenta 0,03 % a 0,1 %, un cambio de 230 %. Por esa razón, la disolución del bióxido de carbono es claramente más significativa que el reemplazo del oxígeno.

5 0,2 0,3

t cen 0,4 per 5 , =0 O2 c. C n o C

0

1

2

3

4

5

Actividad física, unidades MET

Figura C.3

41

6

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5183

REFERENCIAS C.1

McHattie, L.A. Graphic Visualization of the Relations of Metabolic Fuels: Heat: 02, C02, H20: Urine N. J. Applied Physiology, 15, (4): 677-683. 1960.

C.2

ASHRAE Handbook 1985 Fundamentals Volume, Chapter 8. American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers, Inc., Atlanta, GA 30329.1985.

C.3

Berg-Munch, B., GH. Clausen, and P.O. Fanger. 1986. Ventilation Requirements for the Control of Body Odor in Spaces Occupied by Women. Environ. Int. 12:195-200.

C.4

Cain, W.S., et al. 1983. Ventilation Requirements in Buildings - I. Control of Occupancy Odor and Tobacco Smoke Odor. Atmos. Environ. 17(6): 1183-1197.

C.5

Fanger, P.O., and B. Berg-Munch. 1983. Ventilation and Body odor. Proceedings of an Engineering Foundation Conference on Management of Atmospheres in Tightly Enclosed Spaces, pp. 45-50. Atlanta: American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc.

C.6

Iwashita, G., K. Kimura, et al. 1989. Pilot study on Addition of Old Units for Perceived air Pollution Sources. Proceedings of SHASE Annual Meeting, 3221-324. Tokyo: Society of Heating, Air-Conditioning and Sanitary Engineers of Japan.

C.7

Yaglou, C.P., E.C. Riley, and DI Coggins. 1936. Ventilation requirements. ASHRAE Transactions 42: 133162.

C.8

ASTM. 1998. ATSNI Standard D6245, American Society for Testing, and Materials. Standard Guide for Using Indoor Carbon Dioxide Concentrations to Evaluate Indoor Air Quality and Ventilation. Philadelphia: American Society for Testing and Materials, D6245-98.

42

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5183 APÉNDICE D

Este apéndice no forma parte de esta norma, pero se incluye con fines informativos

PROCEDIMIENTOS PARA USO DE AIRE LIMPIO RECICLADO

La cantidad de aire exterior, especificada en la Tabla 2, se puede reducir recirculando aire del cuadrante del cual se han removido los contaminante es ofensivos, o se han convertido en formas menos objetables. El formaldehído, por ejemplo, se puede oxidar en agua y bióxido de carbono. La cantidad necesaria de aire exterior depende de la generación de contaminantes en el espacio, las concentraciones de contaminante en el aire interior y exterior, la ubicación del filtro, la eficiencia del filtro para los contaminantes en cuestión, la eficacia de la ventilación, la tasa de suministro de circulación de aire y la fracción recirculada.

A, B

=

ubicación del filtro

Subíndices

V

=

flujo volumétrico

f = filtro

C

=

concentración de contaminante

o = exterior

E

=

eficiencia o eficacia

r = retorno

Fr

=

factor de reducción de flujo

s = suministro

N

=

tasa de generación de contaminante

v = ventilación

R

=

factor de flujo de recirculación

La Figura D.1 muestra un sistema más representativo. Se puede colocar un filtro en el flujo de aire recirculado (ubicación A), o en el flujo de aire (mixto) suministrado (ubicación B). La eficacia de la ventilación dependerá de la ubicación de la entrada de suministro, la entrada de retorno, el diseño y el comportamiento del difusor del aire suministrado. La Figura D.1 es un esquema típico con la entrada de suministro y la entrada de retorno en el techo. Es posible que parte de aire fluya directamente del suministro al retorno, sin pasar por la zona ocupada de la habitación. En esa forma se reduce la eficacia de la ventilación suministrada al espacio. (Véase el Apéndice E). Todo el escape de aire se muestra en la Figura D.1, en la forma como se toma del flujo de aire de retorno. Muchos sistemas tendrán todo o parte del escape tomado directamente del espacio. Si se toma aire del escape del área del techo, tendrá la misma pérdida de eficiencia de ventilación como si se tomara del flujo de aire de retorno. Véanse los efectos de la eficiencia de la ventilación en el Apéndice E. Ev es el flujo de aire del escape, Ve es entonces igual a todo el flujo de aire del escape, sin tener en cuenta si se toma el aire de retorno o de la habitación. Entonces: Ve = Vo

43

(D-1)

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5183

Si V’e es la porción del aire que escapa por el conducto de retorno y V”e es la porción que escapa directamente de la habitación, entonces

Ve = V’e + V”e

(D-2)

Vr = Vs - V”e

(D-3)

y

El equilibrio material en la salida del suministro es:

Vs = Vo + RVr = (V’e + V”e)+ RVr

(D-4)

(D-5)

RVr = Vs – (V’e + V”e)

RVr es el aire recirculado y Vr es el aire de retorno, por lo tanto: (D-6)

R = [Vs – (V’e + V”e)/Vr

Los sistemas de volumen de aire variable (VAV) reducen la tasa de circulación cuando se satisface la tasa de carga térmica. Eso sucede debido a la reducción del factor de flujo Fr. La temperatura del aire suministrado permanece normalmente constante en un sistema VAV. Los sistemas de volumen constante requieren una temperatura variable del aire suministrado. Los sistemas VAV también puede tener una tasa de flujo de aire exterior constante o proporcional. (I-R) Vr

Ef Vo Co

A

RVr

Vr Ef

B Zona de derivación

F r Vs

Vs (1 - Ev) N,Cs Zona ocupada

F r Vs E v

Figura D.1. Recirculación y filtración

44

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5183

Tabla D.1 Aire exterior requerido o concentración de contaminantes del espacio con recirculación y filtración

Clase

Flujo de recirculación requerida Aire Ubicación Flujo Temperatura exterior del filtro

Aire exterior requerido

Espacio de concentración del contaminante

Flujo de recirculación requerido

No aplica I

No

VAV

II

A

Constant. Variable

III

A

VAV

Constant.

Constant.

100 %

N Vo = E v Fr (Cs − Co )

Constant. Vo =

Constant.

Vo =

N Cs = Co + E v Fr Vo

N − E v RVr E f Cs E v (Cs − Co )

Cs =

N + E v Vo Co E v (Vo + RVr E f )

RVr =

N + E v Vo (C o − Cs ) E v E f Cs

N − E v Fr RVr E f Cs E v (Cs − Co )

Cs =

N + E v Vo Co E v (Vo + Fr RVr E f )

RVr =

N + E v Vo (Co − Cs ) E v Fr E f Cs

Continúa...

45

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5183 Tabla D.1. (Final)

Clase

Flujo de recirculación requerida Ubicació Aire n del Flujo Temperatura exterior filtro

IV

A

VAV

Constant.

Proporc.

Vo =

N − E v Fr RVr E f Cs E v Fr (Cs − Co )

Cs =

N + E v Fr Vo C o Fr E v (Vo + RVr E f )

RVr =

V

B

Constant.

Variable

Constant.

Vo =

N − E v RVr E f C s E v [C s − (1 − E f ) C o

Cs =

N + E v Vo (1 − E f ) C o E v (Vo + RVr E f )

RVr =

VI

B

VAV

Constant.

Constant.

Vo =

N − E v Fr RVr E f C s E v [C s − (1 − E f ) C o ]

VII

B

VAV

Constant.

Proporc.

Vo =

N − E v Fr RVr E f C s N + E v Fr Vo (1 − E f ) C o Cs = E v Fr [C s − (1 − E f ) (C o ) E v Fr (Vo + RVr E f )

Espacio de concentración del contaminante

Aire exterior requerido

46

]

Cs =

(

)

N + E v Vo 1 − E f C o

(

E v V o + Fr RVr E f

)

Flujo de recirculación requerido

RVr =

RVr =

N + E v Fr Vo (Co − Cs ) E v Fr E f Cs

[(

)

N + E v Vo 1 − E f C o − C s

]

E v E f Cs

[(

)

N + E v Vo 1 − E f Co − Cs

]

E v Fr E f Cs

[(

)

N + E v Fr Vo 1 − E f C o − C s E v Fr E f C s

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5183

Se puede escribir un equilibrio de masa del contaminante para determinarla la concentración del contaminante en cada una de las disposiciones del sistema. Las distintas permutas de los sistemas de manejo y distribución de aire se describen en la Tabla D.1. Hay 7 variaciones. Las ecuaciones de equilibrio de masa para calcular la concentración de contaminante en el espacio para cada sistema están en la Tabla D.1. Si se especifica la contaminación permitida en el espacio, se pueden resolver las actuaciones de la Tabla D.1 para la tasa de flujo de aire exterior Vo. Cuando se especifica la tasa de flujo de aire, se pueden resolver las ecuaciones para las concentraciones de contaminante resultantes indicadas en la Tabla D.1. Los filtros son eficaces para remover partículas. Son menos eficaces o ineficientes para remover gases o vapores. Por lo tanto, cuando sea diseña un sistema de filtración, se deben tener en cuenta los contaminante es que no se filtran bien o no se filtran del todo. La tasa de ventilación sólo se podrá reducir hasta que algunos contaminantes alcancen su límite máximo aceptable.

47

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5183 APÉNDICE E

Este apéndice no forma parte de la norma pero se incluye sólo para fines informativos EFICACIA DE LA VENTILACIÓN

Modelo de estratificación. Se puede derivar un modelo de la eficacia de la ventilación considerando un sistema HVAC típico, como se muestra en la Figura E.1. Es posible que una fracción, S, del aire suministrado pase directamente a la entrada de retorno sin mezclarse al nivel ocupado, por ejemplo: por debajo de la línea de puntos de la Figura E.1. El aire exterior total del suministro de aire es Vos. La fracción del aire suministrado que se estratifica y pasa directamente al retorno se designa S. Este modelo se aplica al sistema de ventilación y excluye los efectos de la infiltración pasiva. La cantidad de aire suministrado al espacio es: (E-1)

Vos = Vo + R x S x Vos

Vr Rejillas Escape Vθ

Vs Ventilador o retorno

RV f Vo Ventilador o suministro

SV s (1-S) Vs

Vr

Infiltración

Exfiltración

Figura E.1. Sistema típico de distribución de aire

La cantidad de aire no utilizado que ha escapado es:

Voe = (1-R)S Vos

(E-2)

Entonces se puede definir la eficiencia de la ventilación así:

Ev = [Vo - Voe]/Vo

48

(E-3)

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5183

Combinando las ecuaciones F-1, F-2 y F-3,

Ev = [1-S]/[1-RS]

(E-4)

La ecuación E-4 define la eficiencia de la circulación del aire en el espacio ocupado, en términos de estratificación o factor de mezcla S y factor de recirculación R. Si no hay flujo de escape, R = 1 y la eficiencia es 100 %. Sin embargo, si hay tanto flujo estratificado y recirculación, el aire interior puede pasar por el sistema sin utilizarlo jamás para diluir los contaminantes al nivel ocupado. Esta pérdida de ventilación también representa una pérdida de energía. REFERENCIAS E.1 Janssen, J.E. Ventilation Stratification and Air Mixing, Indoor Air, Vol. 5. Proc. of the 3rd Intern. Conference on Indoor Air Quality and Climate, Stockholm, Sweden, 1984. Sponsored by USEPA, ASHRAE, GRI, EPRI and European Organizations. 1984.

49

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5183 APÉNDICE F

Este apéndice no forma parte de esta norma, pero se incluye con fines informativos RACIOCINIO DEL TIEMPO DE ESPERA EN CASO DE OCUPACIÓN TRANSITORIA Cuando existen espacios, por ejemplo salones de clase, auditorios u oficinas que permanecen ocupados durante varias horas y luego se desocupan, se puede retardar el sistema de ventilación para utilizar la capacidad del aire en el sitio para diluir contaminantes. Esto se usa cuando los contaminante del interior se asocian únicamente con la ocupación humana y donde los contaminante se disipan por medios naturales durante los periodos de vacío. La operación del sistema de ventilación se puede demorar hasta que la concentración de contaminante alcance un nivel aceptable relacionado con los requisitos mínimos de ventilación en estado estable. La concentración de cualquier contaminante C, cuando no hay ventilación en un volumen v dado, se expresa como sigue:

Ct =

N⋅t v

(F-1)

Donde N es la tasa de generación del contaminante y r es el tiempo. La concentración del contaminante Cs, en condiciones de estado estable con tasa de ventilación V es:

Cs =

N V

(F-2)

La demora máxima permitida para la ventilación cuando el espacio esté ocupado es cuando Ct es igual a Cs, o:

t =

v V

(F-3)

Esa ecuación está dibujada en la Figura 4 para varias tasas de e ventilación en cfm/persona (L/s por persona) y un volumen espacial en ft3/persona (L/persona). Cuando los contaminante se generan independientemente de las personas y de sus actividades y los contaminante no presentan un peligro para la salud, a corto plazo, se puede cerrar la ventilación cuando el espacio está vacío. En estos casos, sin embargo, se debe proporcionar ventilación antes de la hora de la ocupación, para que existan condiciones aceptables para las personas cuando se inicie la ocupación. No es práctico hacer funcionar el sistema de ventilación al mínimo hasta alcanzar el estado estable, porque no está sincronizado con el tiempo y puede demorar varias horas para alcanzar un equilibrio práctico. Se seleccionó un diseño de energía de un nivel permisible de contaminante de 1,25 veces el valor de estado estable como el nivel máximo al momento de la ocupación. Los ocupantes estarían, durante un tiempo, sometidos a concentraciones de contaminante algo más altas que el valor del estado estable. Se postula que el factor de seguridad implícito en las concentraciones indicadas en la sección 6.1.3 son adecuadas que de manera que, para fines prácticos, se suministre la calidad de aire requerida durante todo el período de ocupación. 50

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5183

Cuando un habitación inicialmente contaminada con un nivel de concentración Ci, de diluye a una tasa dada de ventilación V, el tiempo necesario para reducir la concentración a una fracción X superior al nivel de concentración final del estado estable, se puede expresar así:  (C ) V / N − 1  t = (v / V ) ln  i  X  

(F-4)

en donde t

=

tiempo

v

=

volumen de la habitación

V

=

tasa de ventilación

N

=

tasa de generación del contaminante

Ci

=

concentración inicial

La Figura 5 dibuja esta relación, donde se asume que Ci es aproximadamente 10 veces el valor del estado estable y X = 0,25 % ó 25 %.

51

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5183 APÉNDICE G

Este apéndice no forma parte de esta norma, pero se incluye con fines informativos RACIOCINIO DE LA REDUCCIÓN DEL AIRE EXTERIOR CUANDO LAS CARGAS DE UN SISTEMA MULTIZONAL SON DESIGUALES

Con frecuencia, los sistemas HVAC de los edificios prestan servicio a más de una habitación o zona. Cuando los requisitos de ventilación de las distintas habitaciones o zonas son desiguales, parte del aire de retorno se recircula y se toma aire del retorno, si es posible, para reducir la fracción de aire exterior del suministro total a menos del necesario para el espacio crítico. Por ejemplo el espacio con el mayor requisito de ventilación. Las desviaciones de la fórmula que especifica la fracción del aire exterior necesario para el suministro total de aire es la siguiente: Se puede usar un modelo de dos habitaciones, como se indican la Figura G.1. Una habitación, representada por el subíndice y c, representa la zona critica o la zona con la mayor carga de ventilación. La otra habitación representa la suma de las demás zonas o habitaciones, las cuales requieren una fracción menor de aire exterior que la zona critica.

Ve

=

escape del sistema

Vot

=

suministro de aire exterior corregido para recirculación

Vst

=

suministro total de flujo de aire

Vr

=

flujo de aire de retorno

Voi

=

flujo de aire exterior suministrado a la zona i

Von

=

suma del aire exterior suministrado todas las zonas.

Von =

∑ Voi n

i =1

Vsi

=

suministro de aire a la zona i

Vsn

=

suma de e suministro de flujos de aire a todas las zonas

Vsn =

∑ Vsi n

i =1

Voc

=

aire exterior suministrado a la zona critica

Vsc

=

suministro de flujo de aire a la zona critica

F

=

fracción de al aire exterior en el suministro a la zona critica 52

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA F =

R

=

NTC 5183 (G-1)

Vov/Vsc

fracción del aire de retorno que se recircula, por ejemplo:

R =

[(Vr -

(G-2)

Ve/Vr]=[(Vst - Vot)/ Vst]

N

ótese que:

Vr Vθ

Vot

RV r

Vsi , Voi

Vsc , Voc

Figura G.1 modelo multizonal

n

Von =

∑V

oi

(G-3)

i =1

y n

Vsn =

∑V

si

(G-4)

i =1

Entonces, por definición para la zona critica: Voc/Vsc ≥ Von/Vst

(G-5)

Por lo tanto, si el suministro contiene una fracción del aire exterior, necesario para satisfacer la zona crítica, las demás zonas tendrán ventilación excesiva y su retorno contendrá aire exterior no utilizado. Una fracción, R, del aire de retorno se puede recircular para suministrar parte del aire exterior necesario en la zona critica. En esta forma se puede reducir la cantidad de aire exterior que necesita el sistema. Si F es la fracción de aire exterior del suministro a la zona critica, la tasa de flujo de aire exterior no utilizado del retorno de las zonas con exceso de ventilación es:

53

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5183 FVst - Von

(G-6)

La fracción de este aire de retorno no utilizado que se recirculará es:

R[FVst - Von]

(G-7)

La cantidad total de aire exterior utilizable es Vst, en el suministro es por lo tanto:

Vot +

R[(FVst - Von]

(G-8)

El requisito de ventilación para el espacio crítico se satisface cuando el suministro de aire, Vst, contiene una fracción de aire exterior igual a:

FVst = Vot + R[FVst - Von]

(G-9)

De acuerdo con las definiciones de la fracción R, indicadas de la ecuación G-2:

FVst =

Vot +[(Vst-Vot)/ Vst][FVst – Von]

(G-10)

Se puede resolver la ecuación G-10 para todo el aire exterior, o aire fresco necesario para satisfacer todas las zonas.

FVst =

O=

Vot + FVst - FVot- Von+ Vot Von/Vst

Vot [1 – F + Von/ Vst] – Von

(G-11)

(G-12)

Por lo tanto:

Vot =

Von /[(1 + Von/ Vst – F]

(G-13)

Substituyendo el valor de F y dividiendo ambos lados de la ecuación por el suministro total Vst.

Vot/Vst =[Von/Vst]/[1 + (Von/Vst)– (Voc/Vsc)]

(G-14)

La ecuación H-14 se puede escribir así:

Y = X/(1 + X – Z)

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(G-15)

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5183

en donde Y

=

Vot/Vst es la fracción corregida de aire exterior del suministro total.

X

=

Von/Vst es la fracción no corregida de aire exterior del suministro total

Z

=

F, es la fracción de aire exterior en el suministro de la zona critica.

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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5183

DOCUMENTO DE REFERENCIA AMERICAN SOCIETY OF HEATING, REFRIGERATING AND AIR CONDITIONING ENGINEERS. Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality. Atlanta: ANSI/ASHRAE, 2001. (ANSI/ASHRAE 62)

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