Ver 2ª PARTE
Nivel de Presión Neutral
El nivel de presión neutral (NPL) es la localización o
localizaciones del edificio en la envolvente del edificio donde no hay
diferencias de presión entre el interior y el exterior. Las particiones
internas, escaleras, hueco del elevador, conductos de instalaciones, chimeneas,
venteos, ventanas operables, y sistemas de suministro y extracción mecánicos
complican la predicción de la localización de NPL. Una apertura grande con un
área grande relativa a las pérdidas totales del edificio causa que el NPL
cambie hacia la apertura. En particular, chimenea y aperturas en o encima de la
altura del tejado eleva el NPL en pequeños edificios. Los sistemas de
extracción incrementan la altura del NPL; los sistemas de suministro del aire
del exterior disminuyen.
El efecto de la ventilación mecánica en las diferencias de
presión de la envolvente son más complejas y dependen tanto de la dirección
como del caudal de ventilación (salida o alimentación) y las diferencias en
estos caudales de ventilación entra las zonas del edificio. Si el aire exterior
se suministra uniformemente en cada planta, el cambio en el modelo de
diferencia de presión de la pared exterior es uniforme. Con un suministro no
uniforme de aire del exterior (por ejemplo, en una planta), la extensión de la
presurización varía de planta en planta y depende de la resistencia de caudal
interna. La presurización de todos los niveles uniformemente tiene poco efecto
en las diferencias de presión a través de los suelos y cerramientos de eje
vertical, pero las plantas individuales incrementan la caída de presión a través
de estas separaciones internas. La presurización a nivel del suelo a menudo se
usa en edificios altos en invierno para reducir la presión de aire negativa a
través de las entradas.
El NPL en los edificios altos varía entre 0,3 y 0,7 de la
altura del edificio total. Para casas, especialmente casas con chimeneas, el
NPL usualmente está por encima de media altura.
CALIDAD DEL AIRE INTERIOR
Los requerimientos de aire interior para una calidad aceptable
deben considerar el control de la humedad, dióxido de carbono (CO2), olores, y
humo del tabaco generado por los ocupantes. Estas consideraciones han llevado a
una prescripción de una mínima tasa de suministro de aire exterior por
ocupante. Más recientemente, una preocupación mayor ha sido mantener concentraciones
de interior aceptables de varios contaminantes aceptables que no son generados
por los ocupantes. La experiencia de campo indica que el suministro de aire del
exterior de alrededor de 10 L/s por persona es muy probable que proporcione la
calidad de aire interior aceptable en espacios de oficinas. Tasas inferiores
pueden llegar a producir problemas de salubridad.
Las concentraciones de contaminantes interiores dependen de
la resistencia de fuentes de contaminantes y la tasa total de retirada de
contaminantes. Las fuentes de contaminantes incluyen aire exterior; fuentes de
interior tales como ocupantes o aparatos; sistemas de ventilación sucios tales
como conductos y filtros; etc. Los procesos de retirada de contaminantes
incluyen dilución con aire exterior, ventilación de salida del local,
deposición en superficies, reacciones químicas, y procesos de limpieza de aire.
Si (1) la ventilación del edificio general es el único proceso de retirada de
contaminantes, (2) el aire interior es minuciosamente mezclado, y (3)
resistencia de fuentes de contaminantes y tasas de ventilación han sido
estables durante un periodo suficiente, entonces la concentración de
contaminantes viene dada por:
Donde:
- Ci = Concentración interior en estado estacionario, ppm
- Co = Concentración exterior, ppm
- S = Resistencia de la fuente de contaminantes total, m3/s
- Qoa = Tasa de ventilación, m3/s
Variación en la resistencia de la fuente de contaminantes (en
vez de variación en la tasa de ventilación) se considera la causa principal de
variación edificio-a-edificio en concentraciones de contaminantes que no son
generados por los ocupantes.
En casos donde haya altos contaminantes tales como
operaciones de pintura o humos, la ventilación por dilución no es efectiva. La
reducción de fuentes contaminantes es el medio más efectivo de control, para lo
se utilizan fuentes de extracción localizada.
Pueden eliminarse partículas con varios tipos de filtros de
aire. Los contaminantes gaseosos con masa molecular alta pueden controlarse con
pellet de alumina y carbon impregnados con una sustancia tal como el
permanganato potásico.
CARGAS TÉRMICAS
El aire del exterior introducido en el edificio constituye
una gran parte de la carga de acondicionamiento del espacio (calentamiento,
enfriamiento, humidificación y deshumidificación), que es uno de los motivos
para limitar las tasas de intercambio de aire en el edificio al mínimo
requerido. El intercambio de aire típicamente representa entre el 20 y el 50 %
de la carga térmica del edificio.
El intercambio de aire incrementa la carga térmica del
edificio de diferentes formas. En primer lugar, el aire de entrada debe
calentarse o enfriarse desde la temperatura del aire exterior a la temperatura
del aire de alimentación o interior. La tasa de consumo de energía para
calentamiento o enfriamiento sensible viene dada por:
Donde:
- qs = Carga de calor sensible, W
- Q = Caudal de aire, m3/s
- ρ = Densidad del aire, kg/m3 (alrededor de 1,2 cerca del nivel del mar).
- Cp = Calor específico del aire, J (kg K) alrededor de 1000.
- ∆t = Diferencia de temperatura entre interior y exterior, K
Podemos asumir nivel del mar cuando trabajemos en alturas
inferiores a 610 m.
El intercambio de aire también modifica el contenido de humedad
del aire en el edificio. La tasa de consumo de energía asociado con estas
cargas latentes (despreciando la energía asociada con cualquier condensado)
viene dada por:
Donde
- ql = Carga de calor latente, kW
- ∆W = Diferencia del ratio de humedad entre interiores y exteriores, masa de agua /masa unitaria de aire seco, kg/kg
- t = Promedio de temperaturas de interior y exterior, ºC
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