Sistemas pasivos de ventilación natural

CLIMATIZACIÓN La climatización consiste en crear unas condiciones de temperatura,humedad y limpieza del aire adecuadas para la comodidad dentro de los espacios habitados. La normativa española define climatización como: dar a un espacio cerrado las condiciones de temperatura, humedad relativa, calidad del aire y, a veces, también de presión, necesarias para el bienestar de las personas  y/o la conservación de las cosas.[1] Puede apreciarse que se ha abandonado cualquier referencia al aire acondicionado, por ser una expresión que, aunque correcta, puede prestarse a equívoco, ya que la mayoría de la gente

parece entender que se refiere exclusivamente a la refrigeración (climatización de verano), aunque sería más lógico se refiriese al acondicionamiento acondicionamiento del aire en todas las épocas, verano e invierno. Así pues, la climatización comprende tres cuestiones fundamentales: la ventilación, lacalefacción, o climatización de invierno, y larefrigeración o climatización de verano. A partir de esta definición se desprende que el concepto climatización equivale a lo que en inglés se llama Heating, Ventilating and Air Conditioning, o por sus siglas HVAC, expresión en la que aparecen tres conceptos separados: ventilación y calefacción por un lado y aire acondicionado por otro, luego se supone que, en inglés, esto último se entiende exclusivamente como refrigeración. Para evitar la confusión que puede producir tomar la traducción inglesa literalmente, la norma española, evita el concepto Aire Acondicionado. La climatización puede ser natural o artificial, aunque en lo que sigue se tratará exclusivamente de la artificial. Condicionantes de la Climatización

La comodidad térmica, importante para el bienestar, está sujeta a tres factores: El factor humano: La manera de vestir, la actividad y el tiempo durante el cual las personas permanecen en la misma

situación, influyen sobre la comodidad térmica. El aire: Su temperatura, velocidad y humedad relativa. El espacio: La temperatura radiante media de los paramentos del local considerado. Una cuestión importante es que la respuesta las personas puede ser muy variable, puesto que depende del gusto, la aclimatación o actividad realizada. Los otros factores pueden controlarse para ofrecer una sensación de bienestar. El cambio de la manera de construir los edificios, los métodos de trabajo, y los niveles de ocupación han creado nuevos parámetros a los que los diseñadores ahora deben prestar atención. Los edificios modernos sufren cargas térmicas por varios motivos: La temperatura exterior : los elementos separadores del interior de los edificios con el exterior no son impermeables al paso del calor, aunque pueden aislarse convenientemente. El calor pasa desde el ambiente más cálido al ambiente más frío tanto más deprisa cuanto mayor sea la diferencia de temperaturas entre ambos ambientes. La radiación solar: Con el desarrollo de los nuevos edificios, las nuevas técnicas han favorecido el empleo del cristal y el incremento térmico es considerable en verano cuando la radiación solar los atraviesa (efecto invernadero), pero es favorable en invierno, disminuyendo las necesidades de calefacción. El acristalamiento excesivo no es deseable en climas cálidos, aunque puede serlo en climas fríos. Incluso en cerramientos opacos, no acristalados, en verano, el sol calienta la superficie exterior aumentando el salto térmico exterior interior y, por lo tanto el paso del calor por los cerramientos opacos. La ventilación: La necesaria introducción de aire exterior en el edificio, para ventilación, puede modificar la temperatura interna de éste, lo cual puede suponer un problema cuando el aire exterior está a temperaturas alejadas de las requeridas en el interior. La ocupación: El número de ocupantes aumenta en los edificios, generando cada uno entre 80 y 150 W de carga térmica, según la actividad realizada. La ofimática: La proliferación de aparatos electrónicos, ordenadores, impresoras, y fotocopiadoras, que forman parte de las oficinas modernas, generan cargas térmicas importantes. La iluminación: la iluminación es un factor de calentamiento importante. Se estima en una carga de entre 15 a 25 W/m². Muchos Grandes Almacenes modernos pueden calentarse en invierno gracias únicamente a su sistema de iluminación y al calor producido por los usuarios. Esta situación es bastante frecuente en Europa. Evidentemente, muchas de estas cargas son favorables en invierno, pero no en verano. Todas ellas deben ser compensadas si se desea obtener un ambiente confortable en verano. El medio de asegurar esta comodidad es la climatización. Sistemas de climatización Clasificación por el alcance de la instalación

La climatización puede hacerse en un solo local ( unitaria), frecuentemente con un aparato que produce y emite su energía térmica, y centralizada, en la que un aparato produce la energía térmica (calor o frío), se lleva a los locales a climatizar por medio de conducciones y se emite por medio de emisores. Climatización unitaria. Es este sistema muy frecuente. En calefacción se emplea con chimeneas-hogar, diferentes tipos de estufas(de carbón, de gas butano, eléctricas). Para refrigeración lo más conocido es el llamado climatizador o acondicionador de ventana. Son en general sistemas con deficiencias importantes: en calefacción, cuando hay combustión (carbón, gas) es necesaria

la entrada de aire para la combustión, aire proveniente del exterior, que está frío, y que enfría el ambiente a calefactar. En general, los aparatos pequeños tienen menores rendimientos que los grandes, por lo que, la suma de varios de ellos para distintos locales, pueden consumir más energía que u no solo, más potente, para todos ellos. Además, en la climatización de verano, los aparatos unitarios de refrigeración no suelen tener un buen control de la humedad, por lo que pueden dar ambientes húmedos en los locales. Climatización centralizada. En este sistema de climatización pueden, a su vez, distinguirse dos posibilidades: para un pequeño usuario (vivienda, p.e.) y para un usuario grande (un edificio completo, de cualquier dimensión). Los sistemas más sencillos (y tradicionales) para calefacción constan de una caldera y de una red de tuberías que lleva el calor, por medio de un caloportador, a los aparatos terminales, generalmenteradiadores. Los sistemas de calefacción por agua caliente pueden servir desde una instalación pequeña (de vivienda) hasta instalaciones urbanas, pasando por instalaciones de edificio y de barriada. En refrigeración existen aparatos que tienen una parte, que comprende el compresor y el condensador, que se sitúa en el exterior y uno o varios evaporadores que se colocan en los locales a climatizar (sistemas partidos múltiples o multisplit ). Suelen tener mejores rendimientos que los aparatos unitarios, pero adolecen de falta de control de la humedad ambiente. Para sistemas de mayor tamaño, tanto de calefacción como de refrigeración, véase a continuación. Clasificación por el fluido caloportador

La energía térmica puede llevarse a los locales por medio de fluidos, llamadoscaloportadores (que transportan el calor o energía térmica), y pueden ser: agua, aire o un fluido refrigerante. Se puede establecer una clasificación en función del fluido caloportador que llega a los locales. Se advierte que el aire es siempre el fluido que se trata de acondicionar, pero ello no quiere decir que sea siempre un fluido caloportador. Sistemas con refrigerante. El fluido refrigerante se lleva, por tuberías, a los evaporadores, situados en los locales a climatizar. La necesaria ventilación ha de hacerse por otros medios. Sistemas todo aire. A los locales no llega más que el aire tratado en un climatizador oUTA por medio de conductos e impulsado a través de diversos tipos de rejillas o difusores. Dado que el caudal de aire mínimo exigible para ventilación suele ser insuficiente para llevar la energía térmica necesaria, hay que implantar sistemas de mezcla de aire de retorno con el aire exterior (de ventilación o de renovación), de lo que se encarga el climatizador. Sistemas agua-aire. A los locales llega el aire estrictamente necesario para la ventilación, tratado en un climatizador (llamadoaire primario) pero, la mayor parte del tiempo, con caudales insuficientes para transportar toda la energía térmica necesaria, de modo que se suple esa falta mediante aparatos terminales añadidos (ventiloconvectores, inductores) situados en los locales y alimentados por agua. Es este el sistema más caro de instalar, pero tiene muchas ventajas: el aire no se recircula, por lo que tampoco se recirculan olores de unos locales a otros; mejor regulación de los parámetros de cada local teniendo en cuenta muy precisamente sus necesidades específicas. Sistemas todo agua. A los locales no llega más que agua, que puede ser caliente o fría. Cuando solamente se trate de calor (calefacción), se utilizarían como emisores los clásicos radiadores y cuando se trate de frío (refrigeración) o cuando haya las dos posibilidades (calor y frío) se utilizarán ventiloconvectores. Hay que resaltar que en este caso será una climatización incompleta, pues la necesaria ventilación ha de hacerse por otros medios.

El Muro Trombe es un sistema de captación solar pasivo que no tiene partes móviles y que no necesita casi ningún mantenimiento. Esta alternativa propone  potenciar la energía solar que recibe un muro y así convertirlo en un sencillo sistema de calefacción.

Su componente principal es un muro orientado hacia la posición del sol más favorable a lo largo del día – variando según el hemisferio – construido con materiales que le permitan absorber el calor como masa térmica, como el hormigón, la piedra o el adobe.

Este sistema se basa en la captación solar directa y la circulación de aire que se produce por la diferencia de temperaturas. Gestionado adecuadamente, entrega calor

durante los meses fríos y permite una mejor refrigeración en los meses cálidos a través de una ventilación cruzada. El sistema se compone de las siguientes partes:

1. Un muro interior de gran inercia térmica ; puede ser de piedra o adobe pintado de negro o de un material que refleje el calor, como una lámina metálica, pero en todo caso, siempre protegida con un aislante al interior. 2. Una lámina de vidrio lo más espesa posible ; mejor si es triple o doble con una cámara de aire interior. 3. Un alero superior que proteja el espacio interior para que no caiga ningún cuerpo extraño entre el muro interior y la lámina de vidrio. 4. Un espacio intermedio delimitado por el muro y el vidrio, que debido a la radiación solar siempre tendrá una temperatura mucho mayor que el exterior e interior, a través del

efecto invernadero. Ésta es la clave del funcionamiento del muro Trombe. 5. Cuatro orificios con sus respectivas válvulas; dos superiores (interior y exterior) y dos inferiores (interior y exterior). El sistema puede tener variaciones según el proyecto. Por ejemplo, en el refugio de montaña de los arquitectos chilenos Emilio Marín, Nicolás Dorval-Bory y Juan Carlos López , el muro Trombe es parte fundamental de la casa por su emplazamiento. En este caso el espacio intermedio entre el vidrio y el muro es de 20 cm, y el sistema es apoyado por una bomba de calor geotérmica, que lleva al muro aire pre-calentado gracias a su circulación bajo tierra.

Durante el día, el sistema permite a la casa calentar el aire fresco a través del efecto invernadero entre la pared de cristal y la pared oscura. En la noche, por el cambio de fase,

el calor almacenado en el muro de inercia termal son redistribuidos por irradiación. En este caso el sistema es controlado por válvulas motorizadas para prevenir un flujo inverso de aire de la noche a la mañana.

La forma del refugio ayuda a la distribución del calor a todos sus recintos por convección alrededor de un patio interior. El aire se renueva al ser aspirado en los baños y es expulsado al exterior completando el proceso.