ventilacion

FACULTAD FACULTAD DE ARQUITECTURA, CONSTRUCCION CONSTRUCCI ON Y DISEÑO.  ACONDICIONAMIENTO AMBIENTAL 2008

LA VENTILACION EN LA ARQUITECTURA ARQUITEC TURA

VALERIA CRUZ - LORETO SILV SILVA - SILVIA ALARCON - MILTON MILTON RIVEROS. INTEGRANTES: VALERIA

INTRODUCCION. Nosotros ´ ventilamos´ es decir, renovamos el aire del interior de los edificios, ya sea por  exigencias higiénicas ( para eliminar el CO2 y el vapor de agua producidos por la actividades del hombre, humo y olores de cocinas, el sudor de las personas, etc.) o por  razones térmicas: pues moviendo el aire eliminamos parte del calor, calor, y brindamos una sensación de bienestar de la brisa nocturna. La ventilación higiénica tiene que ser  satisfecha en toda época del año, y la ventilación térmica sólo es necesaria cuando el microclima interior es caluroso y la temperatura exterior es menor.

¿QUE ES LA VENTILACION? En arquitectura se denomina ventilación a la renovación del aire del interior de una edificación mediante extracción o inyección de aire. La finalidad de la ventilación es: -Asegurar la renovación del aire respirable. -Asegurar la salubridad del aire, tanto el control de la humedad, concentraciones de gases o partículas en suspensión. -Luchar contra los humos en caso de incendio. -Bajar las concentraciones de gases o partículas a niveles adecuados para el funcionamiento de maquinaria o instalaciones. -Proteger determinadas áreas de patógenos que puedan penetrar vía aire. -Colaborar en el acondicionamiento térmico del edificio. Se realiza mediante el estudio de las características arquitectónicas, uso y necesidades de cada área.

TIPOS DE VENTILACION Ventilación

Forzada

Es aquella en la que intervienen elementos mecánicos automatizados. La ventilación convectiva o forzada se basa en las diferencias de temperatura de las masas de aire. El aire caliente tiende a ascender y sustituye al aire frío generando corrientes de aire. Estas corrientes pueden ser provocadas mediante la apertura de huecos en la parte superior del edificio de manera que el aire caliente pueda salir al exterior. Esta salida puede ser potenciada mediante calentamiento (chimeneas solares).

Ventilación Natural

La ventilación natural es la generada de forma espontánea mediante corrientes de aire producidas por el viento al abrir los huecos existentes en el cerramiento de los edificios. Para que la ventilación natural sea lo más eficaz posible las aperturas de huecos deberían localizarse en fachadas opuestas transversales a la dirección del viento dominante. Tanto la ventilación natural como la forzada se pueden especializar más y dividir de la siguiente forma: Ventilación

por Capas. Ventilación Cruzada. Ventilación por Inyección de Aire o Sobre Presión. Ventilación por Extracción de Aire o Presión Negativa. Ventilación Localizada o Puntual. Ventilación General.

VENTILACION NATURAL La ventilación va muy relacionada con la refrigeración natural. Hay varios sistemas

en función del principio físico que se use: movimiento del aire: El efecto de tiro térmico (movimiento del aire por diferencia de

presión y temperatura). El aire caliente tiende a subir y su vacío se ocupa por aire que sale del edificio. Los sistemas más habituales son la ventilación natural cruzada, la chimenea solar (climas cálidos y soleados) o las torres de viento (climas cálidos con vientos frescos y constantes). Estos últimos, si el aire de renovación que penetra en edificio se hace pasar por lugares fríos como por ejemplo sótanos o cisternas, aumenta su efectividad como sistema de refrigeración.

Inercia: se aprovecha la inercia térmica del terreno con temperatura más estable a lo largo del año que la del aire exterior. Se aprovecha para bajar la temperatura del aire interior a los climas cálidos. El sistema más habitual es el hacer sótano parte del edificio y los conductos enterrados (con control mecánico o natural). Humidificación: la evaporación del agua refrigera y humidifica el aire. Es muy adecuado en climas cálidos secos. Los sistemas más habituales son fuentes (mejores porque el agua esta en movimiento), y los estanques. Radiación: patios interiores que radian calor al exterior durante la noche.

VENTILACION NATURAL El viento es un parámetro de clima importante a la hora de cuantificar los consumos energéticos del edificio, debido a la capacidad de infiltrarse hacia el interior por las aperturas o de enfriar las superficies exteriores de la piel del edificio. En este sentido, a medida que aumenta la densidad edificatoria, disminuye el efecto del viento. El viento tiene los beneficios de la ventilación natural, disminuyendo la sensación de calor debido al efecto de evaporación sobre la piel y por lo tanto es adecuado en climas cálidos y húmedos. La ventilación se favorece en el supuesto de que se produzca una corriente de aire entre diferentes ventanas de la vivienda, situadas en fachadas encontradas o en fachada y patios interiores y comunicados entre ellas (la solución preferible es con orientaciones norte y sur).

ventilación natural debido al efecto del viento.

Renovación del aire Para mantener la calidad del aire de los espacios interiores hace falta asegurar una renovación mínima (del orden de 0,5 ren./hora). Se debe controlar el momento del día que se hace y la duración en función de la época del año (veranoinvierno). La renovación se puede conseguir con las infiltraciones de las carpinterías exteriores, la ventilación voluntaria y los sistemas de ventilación mecánicos. El RITE, actualmente en revisión, define el número de renovaciones en función de la ocupación y el uso de los espacios

La distribución interior (y las carpinterías) de los edificios y de las viviendas debe permitir la circulación de los flujos de aire entre las diferentes salas. Entendemos por ventilación natural, o ³estática´, aquella en la que no intervienen elementos mecánicos automatizados. La circulación de aire se garantiza mediante la adecuada colocación de rejillas de ventilación y el establecimiento de un circuito de ventilación.

VENTILACION NATURAL Para establecer una circulación natural de aire deberemos crear una diferencia de presiones, algo que podemos lograr  mediante la instalación de dos rejillas a alturas diferentes (en la parte superior de una pared, o en el techo, y en la parte inferior) y de un tamaño similar para que dejen pasar la misma cantidad de aire. No conseguiremos circulación con una única rejilla de ventilación. Es más, estas dos rejillas no deberían encontrarse en la misma pared, lo ideal es que estuvieran en paredes opuestas. El sistema anterior no siempre es practicable pues no todas las paredes van a dar al exterior, así que lo habitual es que debamos plantearnos un circuito de ventilación por toda la casa a base rejillas y conductos que las unan. De este modo el aire nuevo entrará del exterior por unas habitaciones, al tiempo que saldrá por otras, circulando así por la totalidad de la vivienda. Deberemos, eso sí, asegurarnos que hay un mínimo espacio bajo las puertas interiores para que el aire pueda circular.  Al instalar un circuito de ventilación deberemos colocar las rejillas de admisión, los puntos por donde entrará el aire, en salas y habitaciones (lo que se conoce como habitaciones secas), mientras que situaremos las salidas de aire en baños y cocinas (las habitaciones húmedas). De este modo conseguimos aire fresco en aquellos lugares donde permanecemos más tiempo, y conseguimos también evacuar la humedad, los humos, y los olores, de las zonas que lo requieran sin que se extiendan por toda la casa.

Esquema ventilación

TIPOS DE VENTILACION

Infiltración. Es la entrada de aire desde exterior por fenómenos o usos en principio no considerados, pero que afectan o son asumidos para la ventilación, por ejemplo, rendijas en puertas o difusión a través de determinadas superficies.

Ventilación

por Sobrepresión : que

se obtiene insuflando aire a un local, poniéndole en sobrepresión interior respecto a la presión atmosférica. El aire fluye entonces hacia el exterior por las aberturas dispuestas para ello. Fig. 1. A su paso el aire barre los contaminantes interiores y deja el local lleno del aire puro exterior.

Ventilación

por Depresión: se

logra colocando el ventilador extrayendo el aire del local, lo que provoca que éste quede en depresión respecto de la presión atmosférica. El aire penetra desde fuera por la abertura adecuada, efectuando una ventilación de iguales efectos que la anterior. Fig. 2.

Ventilación Ambiental

o General

El aire que entra en el local se difunde por todo el espacio interior antes de alcanzar la salida. Es el caso de las figuras 1 a 3. Este tipo de ventilación tiene el inconveniente de que, de existir un foco contaminante concreto, como es el caso de cubas industriales con desprendimientos de gases y vapores molestos o tóxicos, el aire de una ventilación general esparce el contaminante por todo el local antes de ser captado hacia la salida.

Ventilación

Localizada

En esta forma de ventilación el aire contaminado es captado en el mismo lugar que se produce evitando su difusión por todo el local. Se logra a base de una campana que abrace lo más estrechamente posible el foco de polución y que conduzca directamente al exterior el aire captado. Fig. 4.

Ventilación

Mecánica Controlada

conocida por sus siglas V.M.C. es un sistema peculiar que se utiliza para controlar el ambiente de toda una vivienda, local comercial e incluso un edificio de pisos, permitiendo introducir recursos para el ahorro de energía. Trataremos este caso de forma monográfica en una Hoja Técnica específica.

Situación del extractor  Los diversos edificios reales, con la gran variedad de construcciones que existen, dificulta que se den normas fijas respecto a la disposición de los sistemas de ventilación. Damos no obstante unas directrices generales que deberían seguirse en lo posible: Los ventiladores deben situarse diametralmente opuestos a las entradas de aire, de modo, que el caudal de ventilación atraviese toda la zona contaminada. Colocar los extractores cerca de los focos de contaminación para captar el aire nocivo antes de que se difunda por el local.  Alejar el extractor de una ventana abierta o entrada de aire exterior, para evitar que entre de nuevo al aire expulsado. as figuras 5 a 12 ilustran diversos casos con soluciones para lograr las recomendaciones apuntadas

VENTILACIÓN

GENERAL

Para ventilar un local por el sistema de Ventilación General o Ambiental lo primero que debe considerarse es el tipo de actividad de los ocupantes del mismo. No es lo mismo una oficina moderna, espaciosa, con bajo índice de ocupación, que una cafetería, una sala de fiestas, un taller de confección o de pintura. La razón de ventilar los habitáculos humanos es el de proporcionar un ambiente higiénico y confortable a los ocupantes ya que se estima que pasan encerrados en locales un noventa por ciento de su tiempo. Hay que diluir el olor corporal, controlar la humedad, el calor, el humo de tabaco y la polución que desprenden los muebles, moquetas, suelos y paredes de los edificios, además de los resultantes de las eventuales actividades industriales. VENTILACIÓN

LOCALIZADA

Cuando se pueda identificar claramente el foco de contaminación el sistema más efectivo, y económico, es captar localmente le emisión nociva. Ejemplo de la Fig.

Debe procederse así: 1. Identificar los puntos de producción del contaminante. 2. Encerrarlo bajo una campana. 3. Establecer una succión capaz decaptar, arrastrar y trasladar el aire, posiblemente cargado de partículas. Los elementos básicos de una instalación así, son: La Captación. El Conducto o canalización. El Separador o filtro. El Extractor de Aire. La Captación

Su misión es la de poder atraer el aire con los contaminantes que contenga para trasladarlo al lugar de descarga. Los principios de diseño son: 1.El caudal de captación varía aproximadamente con el cuadrado de la distancia, o sea, que si la campana está a una distancia L del foco, necesitando un caudal Q para captarlo, si se aleja a una distancia 2L el caudal necesario será 4Q. La Fig. muestra diversos modelos de bocas de captación.

2. Cuando se trate de gases nocivos, la campana debe colocarse de modo que se evacúe fuera del espacio de respiración de los operarios.

3. La campana, o caperuza, que envuelva una máquina, debe diseñarse para que las partículas a captar incidan dentro de su boca.

4. Siempre que sea posible, las boquillas de extracción deben ser  con brida, reduciendo así el caudal en un 25 % aproximadamente. Es el caso Canto con Brida de la

Ventilación

Centralizada

Consiste en un sistema de ventilación concentrando la extracción en un solo punto del edificio y, por  medios mecánicos, extractores/ventilador, controlar el caudal de aire. Una red de conductos y accesorios de aspiración/expulsión/transmisión de aire, aseguran una distribución uniforme y un barrido eficaz de los contaminantes. Existen dos sistemas principales de ventilación centralizada aunque se presentan a veces variantes de los mismos en función de la clase de regulación o de recuperación de energía que se adopte.

Extracción Centralizada En este sistema, que es principalmente por depresión, aunque puede diseñarse por  sobrepresión, se extrae el aire por  las piezas húmedas de la casa(cocinas, aseos, baños) de las que parten conductos que confluyen en el punto que se monta el extractor  mecánico para lanzar al exterior el aire captado. Las entradas de aire se hacen por  las piezas secas, dormitorios, estudios y estancias, directamente del exterior por medio de aberturas permanentes con regulación manual o bien auto regulables

Ventilación

Centralizada

Este sistema se caracteriza por centralizar  tanto la entrada de aire desde el exterior como la salida del aire expulsado. Un ventilador  impulsa aire fresco a través de una red de conductos el aire viceado de las piezas humedad fig.1 y fig.2 esquemas simplificados del sistema. Este método permite instalar, sise desea, un recuperador de calor de flujo cruzado entre placas, como el de la fig. 3 o de cualquier otro tipo, que intercambia la energía térmica del aire caliente viceado extraído con el aire exterior  frio impulsado hacia adentro

Fig.2

Fig.1

Fig.3

Ventilación

Centralizada en viviendas colectivas

RECINTOS QUE DE DEBEN VENTILAR. Recintos Cerrados: En estos casos, la concentración de calor  generado tanto por efectos de la irradiación solar como por la carga térmica emitida por el proceso industrial, se acumula debajo de la cubierta registrándose temperaturas hasta de 70 ºC en los estratos más elevados. La falta de vías de escape del aire caliente produce un impacto directo en la temperatura promedio y grado de humedad del inmueble, incrementándolos hasta niveles que pueden colocar en riesgo la salud de las personas que allí laboren.

Recintos con cámaras de aire (áticos) utilizados como aislantes térmicos: La gráfica de arriba ilustra las altas temperaturas que se concentran en estos espacios cerrados, alcanzando hasta los 70 ºC. Esta alta concentración de calor genera un diferencial de temperaturas interna/externa bastante elevado que provoca un proceso permanente de condensación y oxidación prematura de los elementos estructurales en general, así como un deterioro acelerado de los aislantes térmicos utilizados. Adicionalmente, en ausencia o deterioro de éstos últimos, se generará una sobrecarga de funcionamiento en los equipos de refrigeración y/o aires acondicionados del área utilizable, acelerando su desgaste y aumentando significativamente su consumo de energía eléctrica.

EDIFICIOS CONFORTABLES

Edificios confortables sin aire acondicionado Es perfectamente viable diseñar edificios que potencien el flujo de aire y mantengan temperaturas que eliminen o minimicen la necesidad de sistemas convencionales de aire acondicionado. Tal enfoque mejora la calidad del aire, asegura una buena ventilación y, a su vez, ahorra dinero y energía. De hecho, los estudios han demostrado que la gente por lo general se siente mucho mejor en un edificio con ventilación natural que en uno con aire acondicionado. Sin embargo, pocos edificios comerciales utilizan actualmente la ventilación natural. Este enfoque es nuevo y, lógicamente, a los arquitectos les preocupa si funcionará o no en los edificios que están diseñando.

EDIFICIOS CONFORTABLES Cavidades ventiladas Una tendencia para tratar de minimizar el impacto del medio ambiente sobre las edificaciones es la utilización de una doble envolvente del edificio que funcione como un elemento amortiguador o exclusa térmica. La cavidad ventilada es un recurso que está usándose en muchos proyectos. Recientemente el Centro de Promoción de Negocios en Disburgo, de Sir Norman Foster es un edificio con sistemas sofisticados que utiliza el concepto de doble piel y cavidad ventilada. La fachada plana exterior contiene finos sensores conectados a una computadora que controla una persianas de aluminio perforado que aún cerrados totalmente permiten la visibilidad hacia el exterior. detrás de éstos hay un doble vidrio altamente aislado con relleno de argón. El edificio fue diseñado para conseguir las mejores condiciones de confort utilizando sistemas artificiales. Cada habitación tiene controles individuales computarizados que controlan la luz y la temperatura. A pesar de que el edificio funciona con sistemas de acondicionamiento artificial del aire. los dispositivos de la doble fachada hacen que la utilización de la energía sea altamente eficiente. Uno de los problemas que presentaban los edificios altos era el de no poder ventilarse naturalmente. sin embargo en la actualidad se han desarrollado dispositivos que permiten la ventilación natural en grandes alturas. Esto ha sido un desarrollo muy importante ya que estos edificios ya no dependen de la climatización artificial para su buen funcionamiento.

EL VIENTO COMO CONCEPTO DE DISEÑO. Richard Rogers es uno de los arquitectos que han tratado de utilizar  la ventilación natural y ventilación forzada de manera importante en sus proyectos. Un ejemplo de ello es su edificio en Tokio «Torre Turbina». Su diseño es capaz de generar suficiente energía por sí mismo. Pruebas en túnel de viento analizan las condiciones de los vientos urbanos locales. El edificio muestra flexibilidad para aprovechar la variabilidad de los vientos de Tokio. El concepto del edificio es muy similar a los malgafs o torres eólicas del Medio Oriente. El edificio cuenta con captadores de viento, los cuales canalizan al aire a través de ductos subterráneos a un intercambiador de calor por medio de agua fría. Este aire acondicionado de manera natural, es inyectado a los distintos espacios y niveles del edificio. Posteriormente, el aire caliente, generado en los espacios, es succionado por una gran torre que aprovecha las diferencias térmicas por efecto Stack, las cuales son incrementadas por captadores solares en la parte superior. Además de su diseño aerodinámico, el edificio cuenta con una doble fachada ventilada que controla las posibles ganancias solares directas. Otro edificio que aprovecha torres de extracción por efecto Stack es el Centro de Rentas Públicas de Nottingham, en Gran Bretaña. Este edificio diseñado por  Michael Hopkins, hace un uso eficiente de la energía, además de varios dispositivos, por medio de la amplia utilización de la iluminación natural y sistemas de ventilación naturales. El principio general de ventilación se basa en crear  corrientes de viento por medio de grandes torres de succión, las cuales son aprovechadas también como las escaleras de los edificios.

Torre Turbina (Richard Rogers)

El concepto y diseño del Centro Cultural Jean-Marie Tjibaou en Nueva Caledonia en Noumea, de Renzo Piano fue generado por la necesidad de maximizar la ventilación en un clima húmedo. El proyecto aprovecha la topografía de terreno, la vegetación y la brisa de la laguna para crear corrientes ascendentes de aire, que posteriormente son disipadas por torres de extracción, con una forma muy distintiva, en la parte mas elevada del edificio, en lo alto de la colina. Tanto la Sede del Banco de Comercio de Frankfurt, como la Sede de ARAG en Güsseldorf de Norman Foster son una nueva generación de edificios (rascacielos) que no dependen totalmente de la climatización artificial para proveer confort a sus ocupantes, ya que aprovechan al máximo la ventilación e iluminación naturales.

La «fachada climática» de RWE en Essen, Alemania fue desarrollada por el arquitecto Ingenhoven Overdiek. y muestra otro ejemplo de la utilización de dispositivos operables de ventilación natural en edificios altos. Aunque el diseño es diferente, el concepto es el mismo que el edificio de Norman Foster: elementos de captación en la manguetería de la fachada exterior que introducen el aire a una cavidad ventilada, de tal forma que los espacios interiores pueden ser  ventilados de manera natural y controlada a pesar de las grandes alturas del edificio.

El edificio de la sede DEBIS en Potsdamer Platz, Berlín. es un proyecto de Renzo Piano que pretende ser un ejemplo de edificio con una alta respuesta ambiental. Sus 21 niveles serán ventilados totalmente de manera natural a través de una doble fachada acristalada con cavidad de aire, y dispositivos de control solar integrados y automatizados. El edificio también maneja dispositivos de control de la iluminación natural y sistemas de uso eficiente de la energía.

CONCLUSIONES Es aconsejable mantener una pequeña ventilación permanente para tener un interior seco. En verano por el contrario necesitamos que la masa de aire se desplace por todo el espacio para eliminar  cuanto calor sea posible. Es importante usar la ventilación cruzada que se produce cuando tenemos aberturas en paredes opuestas, en nuestras viejas casas se producía entre las ventanas y las banderolas (aquellas tapas de madera que se podían abrir a voluntad accionados por una cadena) que había en la parte superior de las puertas. De lo que se trata actualmente, es de rescatar los antiguos principios constructivos que nos son útiles hoy, Estas formas de ventilación natural nos ayudan a reducir sensiblemente el consumo de energía de los climatizadores y ventiladores, algo muy importante en el mundo de hoy .