Guía para calcular la infiltración en proyectos de calefacción y aire acondicionado (6ª PARTE)

Ensayo de pérdidas en un edificio

PÉRDIDAS DE AIRE EN EDIFICIOS

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Medición de pérdidas en la envolvente

Las pérdidas en la envolvente del edificio pueden medirse por pérdidas en la envolvente. Sin embargo, la construcción nueva tiende a ser más estanca en la envolvente.

Las pérdidas en la envolvente pueden medirse con ensayos de presurización, comúnmente llamado blower-door test (ASTM Standards E779 and E1827; Canadian General Standards Board (CGSB) Standard 149.10; ISO Standard 9972). El caudal requerido para mantener esta diferencia de presión es seguidamente medido. Cuantas más pérdidas tenga el edificio, más caudal es necesario para inducir una diferencia de presión interior/exterior. La tasa de caudal de aire generalmente se mide en una serie de diferencias de presión que van de 10 Pa a 75 Pa.

Los resultados de un ensayo de presurización, por lo tanto, consisten en varias combinaciones de diferencias de presión y datos de tasa de caudal de aire.

Hay varias medidas diferentes de estanqueidad, la mayoría de los cuales implican ajustar datos a una curva describiendo las relaciones entre el caudal de aire Q a través de una apertura en la envolvente del edificio y la diferencia de presión ∆p a través de ella. Esta relación se llama función de pérdida de la apertura.

Cada apertura en la envolvente del edificio puede describirse por la siguiente ecuación:

Donde:

• Q = Caudal a través de la apertura,
• C = coeficiente del flujo, m3/(s Paⁿ)
• n = Exponente de presión, adimensional

Ratios de hermeticidad

En algunos casos, la tasa de caudal prevista se convierte a un área de pérdidas de aire efectiva o equivalente de la siguiente forma:

Donde:

•  A_L = área de pérdida de aire efectiva o equivalente, cm²
• Q_r = Caudal de aire previsto a ∆pr (desde el ajuste de la curva los datos del ensayo de presurización), m³/s

•  = Densidad de aire, kg/m3
•  ∆p_r = Diferencia de presión de referencia, Pa
•  C_D = Coeficiente de descarga

Todas las aperturas en la envolvente del edificio se combinan en un área total y coeficiente de descarga para el edificio cuando se calcula el área de pérdidas de aire efectiva o equivalente. Algunos usuarios aproximan el área de pérdidas C_D = 1. Otro grupo C_D ≈ 0,6 (es decir, el coeficiente de descarga para un orificio de borde afilado). El área de pérdidas de aire de un edificio es, por lo tanto, el área de un orificio (con un valor asumido de C_D) que produciría la misma cantidad de pérdidas que la envolvente del edificio en la presión de referencia.

Una calificación de hermeticidad, ya esté basada en un área de pérdidas de aire o un tipo de flujo de aire previsto, está generalmente  normalizado por algún factor que tenga en cuenta el tamaño del edificio. Los factores de normalización incluyen área del suelo, área de envolvente exterior, y volumen del edificio.

Con una amplia variedad de posibles aproximaciones a la diferencia de presión de referencia y normalización, y al uso del concepto de área de pérdidas de aire, se usan muy diferentes clasificaciones de hermeticidad. Las diferencias de presión de referencia incluyen 4, 10, 25, 50 y 75 Pa.

Se recomiendan diferencias de presión de referencia de 4 y 10 Pa porque están más próximas a las diferencias de presión que actualmente inducen intercambio de aire y, por lo tanto, mejorar el modelo de las características del caudal de apertura. Aunque esto puede ser verdad, están fuera del rango de valores medidos en el ensayo; por lo tanto el caudal previsto a 4 y 10 Pa está sujeto a incertidumbres.

Datos de pérdida de aire en los edificios

La presurización del ventilador mide una propiedad del edificio que idealmente varía poco con el tiempo y las condiciones climáticas. En realidad, a menos que las diferencias de temperatura durante el periodo de medición sean suficientemente suaves, las diferencias de presión que inducen durante la interferencia del ensayo con las presiones del ensayo y pueden causar errores de medición.

ASHRAE Standard 119 establece niveles de rendimiento de pérdidas de aire para edificios residenciales. Estos niveles son en términos de áreas de pérdida nivelizada A_n:

Donde:

·         A_n = Área de pérdida normalizada, adimensional

·         A_L = Área de pérdida efectiva a 4 Pa (CD = 1), cm2

·         A_f = Área del suelo gruesa (dentro de las paredes del exterior), m²

·         H= Altura del edificio, m

·         H_o = Altura de referencia de un edificio de una planta = 2,5 m

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