CTE DB HS 3 CALIDAD DEL AIRE INTERIOR Luis María López González, Dr. I. I. y C.U. Universidad de La Rioja E T S de Ingeniería Industrial E.T.S. Grupo de Termodinámica Aplicada, Energía y Construcción Luis de Ulloa,20 26.004 Logroño (La Rioja) e-mail:
[email protected]
Vigo, 13, 14 y 15 de Mayo de 2010
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ÍNDICE ÍNDICE DE LA EXPOSICIÓN 1. INTRODUCCIÓN 2. DB HS 3 CALIDAD DEL AIRE INTERIOR 3. CAUDAL DE VENTILACIÓN 4. SISTEMAS DE VENTILACIÓN SEGÚN EL CTE 5. CÁLCULO Y DIMENSIONADO 6. EJEMPLOS 7. CONCLUSIONES
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INTRODUCCIÓN
I. INTRODUCCIÓN
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INTRODUCCIÓN La necesidad de ventilar • Como se señala en la propia definición del requisito básico de Salubridad, una renovación insuficiente del aire de un local fomenta el desarrollo de molestias y enfermedades. • Uno de los objetivos de la ventilación es sustituir un aire sucio por otro limpio, más conveniente para la respiración. • Los elementos contaminantes que se producen en un edificio pueden ser originados simplemente por su uso habitual. Por ejemplo, el aire espirado contiene vapor de agua y un 4% de CO2, que está cerca de la concentración a partir de la cual se acelera el ritmo respiratorio (5%). Un local herméticamente cerrado y habitado puede alcanzar cotas de contaminación peligrosas para la salud. • Al mismo tiempo, un local con una atmósfera potencialmente peligrosa (un garaje, o una sala de calderas) debe ser ventilado por la emisión o riesgo de emisión de contaminantes altamente peligrosos (humos, CO). • Por otra parte, la ventilación contribuye a eliminar los olores, los gases en caso de fuga y el aire sobrecalentado, sobrecalentado contribuyendo de forma considerable al confort y la salubridad. • Pero la eliminación de los elementos contaminantes no es la única ventaja que ofrece la ventilación de un local. La reducción del riesgo de condensaciones supone otro de los factores que determinan la necesidad de ventilar, ya que así se consigue una disminución de la temperatura de rocío.
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INTRODUCCIÓN Técnicas básicas de ventilación Ventilación natural Desventajas • El control, que es difícil y parcial. • El ruido, ruido al ser necesario abrir el edificio al exterior (tráfico, (tráfico por ejemplo). ejemplo) • La introducción de polvo, olores..., al carecer de dispositivos antifiltración. • En climas extremos, elevadas pérdidas de ahorro energético.
Tipos Ventilación natural por diferencia de temperaturas • Este tipo de ventilación natural se produce cuando existe diferencia de temperatura entre el aire exterior y el interior (tiro térmico). La masa de aire más caliente tiende a ascender y la más fría a descender. Para equilibrar presiones, los dos ambientes en contacto intercambian masas de aire. aire • El efecto chimenea se produce cuando en un local existen aberturas al exterior a cotas significativamente diferentes, que produce un efecto combinado de admisión y extracción de aire. EXT
INT
EXT
Ti > Te (INVIERNO)
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INT
Te > Ti (INVIERNO)
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INTRODUCCIÓN Técnicas básicas de ventilación Ventilación natural Tipos Ventilación natural por efecto dinámico del viento. Ventilación cruzada • La acción del viento sobre los edificios provoca una zona de presión en la fachada sobre la que actúa y una depresión en la fachada opuesta. La ventilación cruzada se produce cuando hay huecos en fachadas opuestas, que provocan el paso del aire desde la zona de presión a la zona de depresión. (+)
(-)
Ventilación forzada • Por depresión: un dispositivo mecánico extrae el aire contaminado, a la vez que entra aire de manera natural. • Por sobrepresión: un dispositivo mecánico impulsa aire renovado, a la vez que el aire contaminado sale de forma natural. • Equilibrada: el dispositivo mecánico impulsa y extrae aire al mismo tiempo
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INTRODUCCIÓN Técnicas básicas de ventilación Ventilación forzada En la convección forzada (mecánica) se cumple la siguiente ecuación: CAUDAL = VELOCIDAD x SECCIÓN Q=v·S • De lo cual se pueden deducir las siguientes relaciones entre velocidad del aire y sección del elemento (introduciendo el caudal el l/s): v (m /s) 1 ,2 5 2 ,5 0 4 ,0 0 5 ,0 0
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S (c m 2) 8 ,0 x Q 4 ,0 x Q 2 ,5 x Q 2 ,0 x Q
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DB HS 3 CALIDAD DEL AIRE INTERIOR
II. DB HS 3 CALIDAD DEL AIRE INTERIOR
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DB HS 3 CALIDAD DEL AIRE INTERIOR La exigencia básica de calidad del aire interior
disposición de medios para que los edificios se ventilen adecuadamente, eliminando los aires contaminantes y aportando caudal de aire exterior.
CTE-PARTE I
Exigencia Básica HS-3: Exigencia
Procedimiento de verificación:
Método de verificación + Soluciones aceptadas
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DB-HS-3
Obtención del caudal mínimo de ventilación. Cumplimiento de las condiciones de diseño, dimensionado y mantenimiento de la instalación de ventilación.
Instrumenttal
reducir el riesgo de que los usuarios padezcan molestias o enfermedades, así como el riesgo de que los edificios se deterioren y deterioren el medio ambiente.
Objetivo
Exigencial
Requisito Básico Salubridad:
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DB HS 3 CALIDAD DEL AIRE INTERIOR Ámbito de aplicación • Edificios de viviendas. • Aparcamientos. • Garajes.
Procedimiento de verificación USO DEL LOCAL
Edificios de viviendas Viviendas Almacenes de residuos Trasteros Aparcamientos y garajes
Resto de usos
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TRATAMIENTO ESPECÍFICO
1. Determinación del caudal de ventilación 2. Elección del sistema de ventilación 3. Dimensionado de aberturas y conductos 4. Especificaciones de materiales y ejecución 5. Establecimiento de las Instrucciones de Uso y Mantenimiento
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RITE UNE-EN 13779:2005 Normativa específica del uso etc.
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CAUDAL DE VENTILACIÓN
III. CAUDAL DE VENTILACIÓN
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CAUDAL DE VENTILACIÓN Caudal de ventilación El caudal representa el volumen de aire movido por unidad de tiempo. Una forma de estimarlo es a través de las renovaciones por hora. Qv = n x V siendo: • Qv: caudal d l de d ventilación til ió (m ( 3/h). /h) • n: número de renovaciones horarias. • V: volumen del local o edificio (m3). Los factores fundamentales que determinan el caudal de ventilación necesario de un local son la actividad del mismo y su ocupación.
Determinación según el DB HS 3 (Tabla 2.1)
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CAUDAL DE VENTILACIÓN Determinación según el DB HS 3 (Tabla 2.1) • Ahora bien, para garantizar el correcto funcionamiento del sistema de ventilación y que haya circulación de aire, es aconsejable calcularlo con cierta depresión, aunque el CTE no lo indique. Para ello, es necesario regular el sistema de forma que se extraiga mecánicamente más del que puede entrar. • Algunos breves comentarios sobre la tabla: • Los caudales contenidos en esta tabla son independientes del sistema de ventilación que se vaya a escoger. • Para el cálculo de la ocupación, se considera 2 personas en cada dormitorio doble y 1 en cada simple. La ocupación de salas de estar y comedores será la suma de la ocupación de todos los dormitorios. • Estos caudales corresponden al sistema general de ventilación, y no al sistema complementario de ventilación natural (ventanas y puertas exteriores), que se verá más adelante. • El caudal a considerar en los vestíbulos de independencia de aparcamientos y garajes no está contemplado en el DB HS 3. Su definición y condiciones se señalan en el DB SI. • Para los locales en viviendas destinados a varios usos se debe tomar el que corresponda al uso que tenga un caudal mayor.
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SISTEMAS DE VENTILACIÓN SEGÚN EL CTE
IV. SISTEMAS DE VENTILACIÓN SEGÚN EL CTE
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SISTEMAS DE VENTILACIÓN SEGÚN EL CTE Ventilación natural El CTE define la ventilación natural como aquella en la que renovación de aire se produce exclusivamente por la acción del viento o por la existencia de un gradiente de temperaturas entre el punto de entrada y el de salida. Es decir, es aquella que se produce por causas atmosféricas, sin necesidad de emplear medios mecánicos, como ya se ha visto. Sin embargo, Si b para poder d emplearla l l es necesario i que los l l locales l cumplan l unos condicionantes muy estrictos de ubicación respecto al espacio exterior y de la propia configuración de éste. El principio de este tipo de ventilación se basa en la disposición de aberturas conectadas directamente a dicho espacio exterior. Estas aberturas pueden ser: • Aberturas mixtas, que deben disponerse siempre en fachadas opuestas, para favorecer la ventilación cruzada. Según la circunstancia pueden funcionar como aberturas de admisión o de extracción. Sólo se admiten en ventilación natural, y siempre deben estar conectadas al exterior directamente. • Aberturas de admisión y extracción, extracción cuya separación vertical debe ser como mínimo 1,50 m. No existen por tanto conductos ni para la admisión de aire ni para la extracción.
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SISTEMAS DE VENTILACIÓN SEGÚN EL CTE Ventilación híbrida Este tipo de instalación cuenta con un dispositivo, colocado en la boca de expulsión, que permite la extracción de aire por tiro natural mediante un ventilador cuando la presión y la temperatura ambientales son favorables para garantizar el caudal necesario. Es decir, funciona por convección natural o forzada mediante ventilador, y a través de: • Aberturas de admisión. La admisión debe ser directa al exterior. • Aberturas de extracción. La extracción siempre es conducida. En general, los conductos de extracción no deben compartirse con los de otros usos diferentes.
Ventilación mecánica La renovación de aire en este caso se produce por aparatos electro-mecánicos dispuestos al efecto. Puede ser con admisión mecánica, con extracción mecánica o equilibrada (admisión y extracción mecánicas). F Funciona i a través t é de: d • Aberturas de admisión. En general, la admisión puede ser directa o conducida (a través de conductos). • Aberturas de extracción. La extracción en la ventilación mecánica siempre es conducida. En general, los conductos de extracción no deben compartirse con los de otros usos diferentes.
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SISTEMAS DE VENTILACIÓN SEGÚN EL CTE Limitaciones de uso de los sistemas VIVIENDAS: • Ventilación híbrida. • Ventilación mecánica.
ALMACENES DE RESIDUOS Y TRASTEROS: • Ventilación natural (sólo posible en función de la ubicación del local). • Ventilación híbrida. • Ventilación mecánica.
APARCAMIENTOS Y GARAJES: • Ventilación natural (sólo posible en función de la ubicación del local). • Ventilación mecánica.
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SISTEMAS DE VENTILACIÓN SEGÚN EL CTE Componentes de los sistemas de ventilación Aberturas de admisión • 1. Deben estar en contacto con un espacio exterior que debe satisfacer uno de los condicionantes que más polémica ha creado la aprobación del CTE, que permita inscribir en su planta un círculo tal que: • a)) Su S diámetro diá t sea igual i l a 1/3 de d la l altura lt d l cerramiento del i t más á bajo b j de d todos t d los l que delimitan ese espacio exterior. • b) Su diámetro no sea nunca inferior a 3 m. • 2. Deben disponerse de tal forma que impidan la entrada de agua de lluvia, o contener elementos adecuados para ese fin.
Aberturas de paso Se puede utilizar como abertura de paso la holgura existente entre la hoja de una puerta y el suelo, o bien un aireador.
Aberturas de extracción Las aberturas de extracción sirven para la evacuación hacia el exterior del aire viciado de un local, que puede ser de forma directa (en ventilación natural) o a través de un conducto de extracción (en ventilación híbrida o mecánica). En ventilación híbrida deben posibilitar el adecuado funcionamiento del sistema natural, por lo que deben estar diseñadas con la mínima pérdida de presión.
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SISTEMAS DE VENTILACIÓN SEGÚN EL CTE Componentes de los sistemas de ventilación Aberturas mixtas Las aberturas mixtas funcionan, según las condiciones externas, como aberturas de admisión o aberturas de extracción, así que deberán cumplir las principales condiciones que se le exigen a éstas. Sólo se permiten Sól it en ventilación til ió natural, t l y están tá siempre i en contacto t t directo di t con ell exterior. Normalmente se dispondrán en fachadas opuestas, para favorecer la ventilación cruzada.
Conductos de admisión Los conductos de admisión se utilizan cuando el local a ventilar no está en contacto con un espacio exterior de las características vistas anteriormente, o bien cuando el local sea completamente interior, de forma que se dirige el aire desde un espacio exterior apto hasta el local a ventilar. Las condiciones que deben cumplir estos elementos son: • 1. Deben tener sección uniforme y carecer de obstáculos en su recorrido que originen pérdidas de carga o ruido. • 2. Deben tener un acabado que dificulte su ensuciamiento. • 3. Deben ser practicables para su registro y limpieza cada 10 m como máximo en todo su recorrido.
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SISTEMAS DE VENTILACIÓN SEGÚN EL CTE Componentes de los sistemas de ventilación Conductos de extracción Sacan el aire viciado de los locales contaminados al exterior. Su extremo exterior, que debe estar protegido ante la entrada de agua y de pájaros, se denomina boca de expulsión. S ú sea la Según l ventilación til ió (híbrida (híb id o mecánica) á i ) deben d b cumplir li unas condiciones. di i
Aspiradores Son dispositivos que se colocan en las bocas de expulsión de los conductos de extracción. El CTE contempla dos tipos de aspiradores según el sistema de ventilación, y prohíbe los aspiradores estáticos hasta ahora habituales: • Aspirador híbrido: Este dispositivo de la ventilación híbrida permite la extracción del aire por tiro natural cuando la presión y temperatura ambientales son favorables, y en caso contrario extrae de forma automática el aire con la ayuda de un ventiladorextractor. • Aspirador mecánico: Este dispositivo de la ventilación mecánica permite la extracción del aire automáticamente y de forma continua y debe cumplir las mismas condiciones que un aspirador híbrido. • Extractores: Los extractores, a diferencia del resto de los aspiradores híbridos y mecánicos, no deben situarse en la boca de expulsión del conducto de extracción. Se utilizan para extraer de forma localizada los vapores y contaminantes de la cocción, por lo que se ubican en las aberturas de extracción.
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SISTEMAS DE VENTILACIÓN SEGÚN EL CTE Ventilación en viviendas E SISTEMA GENERAL DE VENTILACIÓN en viviendas puede ser híbrido o mecánico. El funcionamiento del sistema escogido debe permitir la circulación del aire desde los locales secos o menos contaminantes (comedores, dormitorios y salas de estar) a los locales húmedos o más contaminados (aseos, cocinas y cuartos de baño). Para conseguir esto, los locales secos deben disponer de aberturas de admisión, los locales húmedos de aberturas de extracción, y las particiones situadas entre ambos deben contar con aberturas de paso. No es necesario ventilar vestíbulos ni pasillos, por lo que se consideran útiles para el paso.
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SISTEMAS DE VENTILACIÓN SEGÚN EL CTE Ventilación en viviendas Además del sistema general de ventilación de una vivienda (híbrida o mecánica, según se ha visto), el CTE obliga a la disposición de un SISTEMA COMPLEMENTARIO DE VENTILACIÓN NATURAL, a través de puertas y/o ventanas practicables exteriores. Estos elementos deben disponerse en cocinas, comedores, dormitorios y salas de estar. Las cocinas deben disponer además de un SISTEMA ADICIONAL ESPECÍFICO de extracción de los vapores y contaminantes de cocción (campana extractora), independiente del sistema general de ventilación, para evitar la contaminación de otros locales. En resumen, en las cocinas se precisan los siguientes elementos de ventilación: • La extracción correspondiente al sistema general de ventilación por tratarse de un local húmedo. • La extracción mecánica específica de vapores y contaminantes de cocción (campana extractora). • Ventanas y/o puertas exteriores, exteriores del sistema complementario de ventilación natural. natural
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SISTEMAS DE VENTILACIÓN SEGÚN EL CTE Ventilación en viviendas En resumen, en viviendas es obligatorio disponer los siguientes tipos de ventilación: • General: Híbrida o mecánica: • Aberturas de admisión en comedores, dormitorios y salas de estar. • Aberturas de extracción en aseos, cocinas y cuartos de baño. • Natural complementaria: • Ventanas y puertas exteriores en cocinas, comedores, dormitorios y salas de estar. • Adicional específica (mecánica): • Extractor para vapores y contaminantes de cocción y conducto de extracción independiente del sistema general de ventilación. • Productos de combustión: general, conductos hacia cubierta. • En g • En particular, según reglamentación específica.
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SISTEMAS DE VENTILACIÓN SEGÚN EL CTE Ventilación en viviendas SISTEMA MECÁNICO La instalación se puede reducir a un solo conducto ascendente (sin contar cocinas) Las secciones de conductos son inferiores a las del sistema híbrido Toda la instalación del sistema general de ventilación til ió ((sin i contar t cocinas) i )d de un bl bloque d de viviendas puede confluir en un solo aspirador mecánico Precisa un consumo eléctrico continuo No es necesario dar una altura mínima a las bocas de expulsión Si los conductos pueden alcanzar la temperatura de rocío deben aislarse térmicamente para evitar condensaciones Se permiten tramos horizontales, por lo que no condiciona tanto la distribución de viviendas
SISTEMA HÍBRIDO Los conductos colectivos no deben servir a más de 6 plantas, siendo además independientes los de las dos últimas plantas Las secciones de conductos son superiores a las del sistema mecánico El número de aspiradores depende del nº de cond ctos verticales conductos erticales
No precisa un consumo eléctrico continuo Las bocas de expulsión deben disponerse a una altura mínima según las condiciones de la cubierta No es necesario aislar térmicamente los conductos
No se admiten tramos horizontales de conductos ni en el interior ni en cubierta
• La ventilación híbrida demanda más elementos (conductos y aspiradores), lo que se traduce en una mayor superficie en planta y una ejecución más difícil. difícil • Además, al conjugar los dos tipos de ventilación (natural y mecánica), será imprescindible incluir elementos de medición y control que activen la ventilación mecánica cuando la natural no pueda producirse. • Lógicamente, esto supone un incremento económico notable respecto al sistema mecánico (tanto en fase inicial como en mantenimiento), aunque durante su funcionamiento se ahorre en el consumo eléctrico al no operar de manera continua.
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SISTEMAS DE VENTILACIÓN SEGÚN EL CTE Ventilación en almacenes de residuos Ventilación natural El CTE contempla dos formas de disponer el sistema de ventilación natural en almacenes de residuos: • 1. A través de aberturas de admisión y extracción, que deben comunicar siempre con ell exterior t i directamente, di t t nunca a través t é de d conductos, d t y la l separación ió vertical ti l entre t ellas debe ser como mínimo 1,50 m. • 2. A través de aberturas mixtas, que según las condiciones ambientales, pueden funcionar como abertura de admisión o de extracción. Este tipo de aberturas siempre están conectadas directamente al exterior, sin conductos. Deben cumplir las siguientes condiciones: • a) Deben disponerse al menos en dos partes opuestas del cerramiento, para favorecer la ventilación cruzada. • b) Ningún punto de la zona debe distar más de 15 m de la abertura más próxima. Aunque no lo señale el CTE, es recomendable disponerlas a diferentes alturas para que favorezca el barrido de todo el local y no queden zonas en remanso.
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SISTEMAS DE VENTILACIÓN SEGÚN EL CTE Ventilación en almacenes de residuos Ventilación híbrida y mecánica Estos sistemas funcionan a través de aberturas de admisión y extracción, nunca con aberturas mixtas. • Las aberturas de admisión, en el caso de ventilación híbrida, sólo pueden conectarse all exterior t i directamente. di t t • Las aberturas de extracción deben conectarse a conductos de extracción, que además no pueden compartirse con locales de otro uso. En el caso de que el almacén esté compartimentado, se sigue el mismo criterio que en las viviendas cuando hay locales húmedos compartimentados. La abertura de extracción debe estar en el más contaminado.
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SISTEMAS DE VENTILACIÓN SEGÚN EL CTE Ventilación en trasteros Si la disposición de los traseros lo permite, es posible establecer una ventilación dependiente entre éstos y la zona común (tanto en ventilación natural, como híbrida o mecánica). En este caso, deben disponerse aberturas de paso separadas verticalmente 1,50 m como mínimo en las particiones situadas entre cada trastero y la zona común.
Ventilación natural Se puede disponer de dos formas: • 1. A través de aberturas de admisión y extracción, que deben comunicar siempre con el exterior directamente, nunca a través de conductos, y la separación vertical entre ellas debe ser como mínimo 1,50 m. • 2. A través de aberturas mixtas, conectadas como siempre directamente al exterior. En este caso, las condiciones que se han de cumplir son las mismas que en almacenes de residuos: • a) Deben disponerse al menos en dos partes opuestas del cerramiento, para favorecer la ventilación cruzada. cruzada • b) Ningún punto de la zona debe distar más de 15 m de la abertura más próxima.
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SISTEMAS DE VENTILACIÓN SEGÚN EL CTE Ventilación en trasteros Ventilación híbrida o mecánica Como ya se ha visto, estos sistemas funcionan a través de aberturas de admisión y extracción, nunca con aberturas mixtas. Las condiciones son: • a. Cuando los trasteros se ventilen a través de la zona común, la extracción debe situarse en la zona común. Las particiones situadas entre esta zona y los trasteros deben disponer de aberturas de paso. • b. Las aberturas de admisión de los trasteros deben comunicar directamente con el exterior y las aberturas de extracción deben estar conectadas a un conducto de extracción. • c. Para ventilación híbrida, las aberturas de admisión deben comunicar directamente con el exterior. • d. Las aberturas de extracción deben estar conectadas a conductos de extracción. • e. En las zonas comunes las aberturas de admisión y las aberturas de extracción deben disponerse de tal forma que ningún punto del local diste más de 15 m de la abertura más próxima. • f. Las aberturas de paso de cada trastero deben separarse verticalmente 1,5 m como mínimo.
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SISTEMAS DE VENTILACIÓN SEGÚN EL CTE Ventilación en trasteros Ejemplos
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SISTEMAS DE VENTILACIÓN SEGÚN EL CTE Ventilación en trasteros Ejemplos
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SISTEMAS DE VENTILACIÓN SEGÚN EL CTE Ventilación en aparcamientos y garajes Ventilación natural Las condiciones establecidas para la ventilación natural hacen posible este sistema únicamente en garajes que tengan contacto directo con el exterior, es decir, que estén sobre rasante o en semisótano. • 1 1. Deben D b di disponerse aberturas b t mixtas, i t all menos en dos d zonas opuestas t d la de l fachada, con un reparto uniforme. • 2. La distancia máxima (libre de obstáculos) entre cualquier punto del local y la abertura más próxima debe ser de 25 m. • 3. La distancia entre dos aberturas opuestas más próximas no debe nunca superar los 30 m. En caso de superar esta distancia, se debe disponer otra, equidistante de ambas, con una tolerancia permitida del 5%. El CTE hace una distinción con los garajes pequeños (de menos de 5 plazas), para los que admite la disposición de “una o varias” aberturas de admisión en la parte inferior de un cerramiento y “una una o varias varias” de extracción en la parte superior del mismo, mismo comunicadas directamente con el exterior, y separadas como mínimo 1,50 m.
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SISTEMAS DE VENTILACIÓN SEGÚN EL CTE Ventilación en aparcamientos y garajes Ventilación mecánica La ventilación mecánica debe realizarse por depresión, y a través de una de las dos formas siguientes: • Con extracción mecánica y admisión natural. • Con admisión y extracción mecánica. Para evitar el estancamiento de los gases, la contaminación hacia otros locales, que el mal funcionamiento de un extractor afecte a los demás, así como para impedir la concentración de monóxido de carbono, se deben cumplir las siguientes condiciones: • a. Deben disponerse una abertura de admisión y una de extracción cada 100 m2 de superficie útil. • b. La separación entre dos aberturas de extracción más próximas debe ser menor a 10 m. Es extraño que el CTE no señale condiciones de posición de las aberturas de admisión que evite la concentración de monóxido de carbono en la parte baja del garaje. • c. Al menos 2/3 de las aberturas de extracción deben estar situadas a menos de 0,50 m del techo. • d. En aparcamientos con 15 o más plazas deben disponerse en cada planta al menos dos redes de conductos de extracción con su aspirador mecánico. Estas redes independientes con sus respectivos aspiradores mecánicos evitan que la avería de uno de los ventiladores anule el funcionamiento del resto.
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SISTEMAS DE VENTILACIÓN SEGÚN EL CTE Ventilación en aparcamientos y garajes Ventilación mecánica • e. En aparcamientos compartimentados (“Aparcamiento colectivo en el que las plazas correspondientes a usuarios diferentes se encuentran separadas entre sí y de la zona común de circulación por medio de particiones”) en los que la ventilación sea conjunta se debe situar en cada compartimento al menos una abertura de admisión, conjunta, admisión y situar las aberturas de extracción en la zona común. • f. En aparcamientos con más de 5 plazas o de 100 m2 útiles debe disponerse un sistema de detección de monóxido de carbono que active el o los aspirador/es mecánico/s cuando se alcance una determinada concentración: • 50 partes por millón (ppm) si se prevé la existencia de empleados. • 100 ppm en caso contrario.
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CÁLCULO Y DIMENSIONADO
V. CÁLCULO Y DIMENSIONADO
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CÁLCULO Y DIMENSIONADO Aberturas de ventilación TIPO DE ABERTURAS Aberturas de admisión Aberturas de extracción Aberturas de paso Aberturas mixtas
S (cm2) 4 x qv ó 4 x qva 4 x qv ó 4 x qve 70 cm2 ó 8 x qvp 8 x qv
v (m/s) 2,5 2,5 1,25 1,25
Conductos de extracción Para ventilación híbrida El CTE señala que la sección de estos conductos dependerá del caudal de aire en cada tramo y de la clase de tiro, siendo: • a. El caudal de aire en el tramo, que será la suma de todos los caudales que pasan por las aberturas de extracción que vierten a ese tramo. • b. La clase de tiro térmico. Se clasifican de T1 a T4 (mayor y menor tiro térmico, respectivamente). El tiro térmico es función de la zona térmica en la que se sitúa el edificio y del número de plantas existentes entre la más baja que vierte al conducto y la última (ambas inclusive). De cada grupo de 6 plantas con conducto colectivo a partir de la antepenúltima solo se considera la más alta puesto que será la más exigente por concentrar el caudal de todas las inferiores y por contar con el tiro más débil del grupo.
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CÁLCULO Y DIMENSIONADO Conductos de extracción Para ventilación híbrida Última planta Penúltima planta Antepenúltima planta Cinco plantas más Debajo de 8 plantas Resto de plantas
Conducto Individual Individual Colectivo Colectivo Colectivo Colectivo
W T3 T2 T2
X T3 T3 T2
Y T4 T3 T3
Z T4 T4 T3
T1
T1
T1
T1
• c. La sección de cada ramal debe ser, como mínimo, igual a la mitad de la del conducto colectivo al que vierte.
Para ventilación mecánica En este tipo de conductos es importante limitar el ruido provocado por ellos, así que el factor determinante del cálculo es la velocidad del aire. • En E conductos d t interiores i t i contiguos ti a locales l l habitables: h bit bl S (cm2) ≥ 2,5 · qvt • En conductos que discurran por cubierta: S (cm2) ≥ 1,5 · qvt Se puede deducir que la velocidad del aire debe ser menor a 4 m/s en el interior del edificio y menor a 6,67 m/s en la cubierta. remanso.
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EJEMPLOS
VI. EJEMPLOS
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EJEMPLOS Ventilación en viviendas
• Logroño. • 10 viviendas de 2 dormitorios desarrolladas en 5 plantas más un semisótano con trasteros, con una cubierta plana de uso colectivo..
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EJEMPLOS Ventilación en viviendas Caudales de ventilación Local Dormitorio Estar comedor Aseos y cuartos de baño Cocina
Caudal mínimo qv 5 l/s por ocupante 3 l/s por ocupante 15 l/s por local 2 l/s l/ por m2 útil Ventilación adicional: 50 l/s
Además, en la cocina es necesaria una ventilación adicional específica mediante campana extractora, con un conducto de extracción independiente. Por otro lado, en cada local se debe comprobar que existe la ventilación complementaria natural que exige el DB en el caso de viviendas, mediante ventanas o puertas practicables al exterior con una superficie mínima de un veinteavo de la superficie útil del local.
Ventilación híbrida En primer lugar se deben disponer las aberturas de admisión, de paso y extracción, así como prever la localización de los conductos de extracción. En cuanto a las aberturas de admisión, se opta por aireadores integrados en la parte superior de la carpintería. La admisión de aire se realiza desde el espacio exterior, que cumple con las condiciones de dimensiones mínimas del DB. En la localidad en cuestión, Logroño, el CTE DB HE 1 Limitación de demanda energética permite emplear carpinterías de al menos clase 2.
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EJEMPLOS
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EJEMPLOS Ventilación en viviendas Ventilación híbrida Dimensionado Aberturas Tipo de abertura Admisión o extracción Paso
Área efectiva mínima (cm2) 4 x qv (l/s) 8 x qv (l/s) mínimo 70 cm2
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Velocidad (m/s) 2,5 1,25
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EJEMPLOS Ventilación en viviendas Ventilación híbrida Dimensionado Aberturas
Dimensionado de conductos Para calcular las dimensiones de los conductos de extracción correspondientes a la zona de baños y a la de cocinas, según el procedimiento marcado en el punto 4.2.1 de la Sección HS 3, es preciso conocer: • 1. El caudal de cada planta. • 2. La clase de tiro, en función del número de plantas y la zona térmica (para Logroño, zona Z, según tabla 4.4).
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EJEMPLOS Ventilación en viviendas Ventilación híbrida Dimensionado Dimensionado de conductos
Baños Planta
Clase de tiro
Caudal (l/s)
Sección (cm2)
P5 P4 P3 P2 P1
T-4 T-4 T-3 T-3 T3 T-3
15 15 90 60 30
1 x 625 1 x 625 1 x 625 1 x 625 1 x 625
Planta
Clase de tiro
Caudal (l/s)
Sección (cm2)
P5 P4 P3 P2 P1
T-4 T-4 T-3 T-3 T-3
17 17 51 34 17
1 x 625 1 x 625 1 x 625 1 x 625 1 x 625
Dimensiones Principal Ramal 25 x 25 25 x 25 25 x 25 25 x 13 25 x 25 25 x 13 25 x 25 25 x 13
Cocinas
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Dimensiones Principal Ramal 25 x 25 25 x 25 25 x 25 25 x 13 25 x 25 25 x 13 25 x 25 25 x 13
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EJEMPLOS Ventilación en viviendas Ventilación híbrida Dimensionado Dimensionado de conductos
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EJEMPLOS Ventilación en viviendas Ventilación mecánica
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EJEMPLOS Ventilación en viviendas Ventilación mecánica Dimensionado Aberturas (como en ventilación híbrida) Tipo de abertura Admisión o extracción Paso
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Área efectiva mínima (cm2) 4 x qv (l/s) 8 x qv (l/s) mínimo 70 cm2
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Velocidad (m/s) 2,5 1,25
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EJEMPLOS Ventilación en viviendas Ventilación mecánica Dimensionado Dimensionado de conductos Disposición p de conductos de extracción En cubierta Junto a locales habitables
2) S Sección ió mínima í i (cm (
V l id d (m/s) Velocidad ( / )
1,5 x qvt (l/s) 2,5 x qvt (l/s)
6,67 4
Ramales Ramal
Caudal (l/s)
Sección (cm2)
Baño Aseo Cocina
15 15 25
37,5 37,5 62,5
Dimensiones Ø (cm) 7 7 9
Conductos
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EJEMPLOS Ventilación en viviendas Ventilación mecánica Dimensionado Dimensionado de conductos
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EJEMPLOS Ventilación en viviendas Ventilación adicional en cocinas En las cocinas es necesaria una ventilación adicional específica de 50 l/s mediante campana extractora, con un conducto de extracción independiente. Esta extracción, independiente de la ventilación híbrida, se entiende que es mecánica y di discontinua ti ( (accionamiento i i t manual). l) Los conductos de la extracción de las campanas pueden ser independientes o compartidos. En este último caso, los extractores deberán contar con un sistema antirrevoco y cada ramal debe conectarse al conducto principal por debajo del ramal siguiente. Los extractores deben contar con un filtro de grasas y aceites con dispositivo de aviso de reemplazamiento o limpieza. Para el cálculo de los componentes de la instalación se aplica el mismo procedimiento que en los sistemas de ventilación mecánica:
Hay que advertir que las campanas extractoras habituales pueden alcanzar caudales de extracción desde 55 hasta 160 ó 220 l/s, lo que en algunos casos puede desequilibrar la hipótesis de circulación del aire prevista.
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EJEMPLOS Ventilación en viviendas Ventilación adicional en cocinas
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EJEMPLOS Ventilación en trasteros Caudales de ventilación 0,7 l/s-m2 útil
Diseño del sistema de ventilación La situación de los trasteros en semisótano no permite ventilar los trasteros independientemente de la zona común, ya que serían necesarias aberturas de admisión y extracción con una separación vertical de 1,5 m en cada trastero, lo que no es posible. Para poder aplicar el sistema de ventilación natural, se debe cumplir la condición de que las dos aperturas mixtas que ventilan la zona común estén separadas menos de 15 m. En caso contrario será necesario emplear un sistema híbrido o mecánico, como es el caso, ya que la zona común no tiene acceso directo al exterior. Por lo tanto, se opta por un sistema de ventilación mecánica para la zona común más aberturas de admisión y de paso en los trasteros y una abertura de extracción situada en la zona común.
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EJEMPLOS Ventilación en trasteros Dimensionado Aberturas Parte izquierda
Parte derecha
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EJEMPLOS Ventilación en trasteros Dimensionado Aberturas • Aberturas de admisión: Se emplean aperturas en el muro mediante rejillas de ventilación de 8 x 9 cm en los trasteros tipo A y B y 8 x 8 cm en el trastero tipo C. • Aberturas de paso: Las aberturas de paso de las puertas de los trasteros se resuelven mediante rejillas en la parte inferior de las puertas de 37 x 4 cm (correspondiente a la mayor ventilación necesaria). • Aberturas de extracción: Las aberturas de extracción de la zona común se resuelven mediante una rejilla en el techo de área efectiva 21 x 21 cm, situada a una distancia superior a 10 cm de esquinas o retranqueos.
Conductos de extracción La abertura de extracción se une a un conducto de extracción que desemboca en cubierta Este conducto podrá unirse a los de extracción de las viviendas si la cubierta. configuración arquitectónica del edificio lo permite.
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EJEMPLOS Ventilación en garajes Caudales de ventilación 120 l/s-plaza
Elección del sistema de ventilación Como se ha comentado anteriormente, anteriormente el sistema de ventilación del garaje, garaje destinado a evitar la concentración de gases contaminantes emitidos por los vehículos, también puede emplearse como sistema de control de humo de incendio, según el DB SI 3. En caso de que se decida emplear la instalación de ventilación como control de humos, hay que advertir que además del sistema de detección, sus componentes deberán cumplir unos requisitos adicionales (extractores con clasificación F400 90 y conductos con E600 90 o EI 90 según atraviesen o no sectores de incendios diferentes). Además, si el sistema de ventilación tiene aberturas de extracción cercanas al suelo, deberán cerrarse automáticamente mediante compuertas E600 90 automáticamente en caso de incendio.
Garaje en semisótano
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EJEMPLOS Ventilación en garajes Ventilación natural Diseño • Distribución homogénea en fachadas opuestas, con separación entre las aberturas opuestas más próximas ≤ 30 m (o colocar aberturas equidistantes). • Distancia a cualquier punto del local ≤ 25 m.
Dimensionado Aberturas Tipo de abertura Mixta
Área efectiva mínima (cm2) 8 x qv (l/s) Local Exigencia DB HS 3 Nº de plazas
Caudales qv (l/s) Área efectiva (cm2)
CTE DB HS 3
Velocidad (m/s) 1,25 Garaje 120 l/s l/s-plaza plaza 20
Mínimo
2.400
Total Nº aberturas/fachada Área por abertura
19.200 3 6.400
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EJEMPLOS Ventilación en garajes Ventilación natural Dimensionado Aberturas
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EJEMPLOS Ventilación en garajes Ventilación natural Dimensionado Aberturas Estas aberturas no permiten cumplir la condición de garaje abierto según el DB SI 3, 3 por lo que sería preciso incorporar además un sistema de control de humo de incendio con extracción mecánica conectado al sistema de detección de incendios. En este ejemplo, para evitar la instalación mecánica, cabría aumentar las aberturas de ventilación para cumplir las condiciones de aparcamientos abiertos, según el Anexo A de Terminología del DB SI: • Aperturas permanentes ≥ 1/20 de la superficie construida. • La mitad de estas aperturas (1/40) distribuidas uniformemente entre paredes opuestas. • Aperturas A t situadas it d a una distancia di t i ≤ 0,5 0 5 m del d l techo. t h En este caso, la superficie construida es de aproximadamente 540 m2, lo que implica aumentar el área total de ventanas de 3,84 m2 (para ventilación natural) a 27 m2 (8 huecos de 5 x 0,5 m + 7 de 2 x 0,5 m) según se muestra a continuación. Se trata de una condición muy restrictiva, que no siempre es posible cumplir.
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EJEMPLOS Ventilación en garajes Ventilación natural Dimensionado Aberturas (aparcamiento abierto)
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EJEMPLOS Ventilación en garajes Ventilación mecánica Diseño La ventilación mecánica de los garajes se puede plantear con extracción mecánica y admisión natural o bien con admisión y extracción mecánica. Las condiciones a cumplir en ambos casos son, resumidamente: • 1 abertura de admisión y extracción cada 100 m2 de superficie útil. • Separación entre aberturas de extracción < 10 m. • Al menos 2/3 de las aberturas de extracción deben estar situadas a menos de 0,5 m del techo. • Nº mínimo de redes de conductos de extracción (con aspirador independiente): dos cuando haya 15 o más plazas. • Sistema de detección de monóxido de carbono para la activación de los aspiradores ( (con concentraciones t i d 100 ppp ó 50 ppp con presencia de i de d empleados). l d ) En este caso, la superficie útil asociada al garaje es de 441 m2, por lo que al menos deben existir 5 aberturas de admisión y extracción. Ya que cuenta con 20 plazas, serán precisas 2 redes independientes de extracción. Es razonable que las redes soporten similares caudales para que el diseño del sistema esté compensado. Se desarrolla el ejemplo para el caso de extracción mecánica, con admisión natural.
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EJEMPLOS Ventilación en garajes Ventilación mecánica Dimensionado Aberturas Local Exigencia DB HS 3 Nº de plazas Caudales qv (l/s) Área efectiva (admisión y extracción) (cm2)
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Garaje 120 l/s-plaza 20
Mínimo
2.400
Total Nº aberturas Área por abertura Sección (cm)
9.600 5 1.920 64 x 30 ó 100 x 20
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EJEMPLOS Ventilación en garajes Ventilación mecánica Dimensionado Aberturas
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EJEMPLOS Ventilación en garajes Ventilación mecánica Dimensionado Conductos Teniendo en cuenta que todos los tramos de la instalación son contiguos a locales habitables, la velocidad de los conductos estará limitada a 4 m/s.
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EJEMPLOS Ventilación en garajes Ventilación mecánica Dimensionado Aspirador mecánico
Una vez elegido el aspirador, habrá que tener en cuenta las características técnicas del mismo, i f ilit d por ell fabricante facilitadas f bi t a través t é de d fichas. Será especialmente relevante el nivel de presión sonora emitido, que habrá que tener en cuenta a la hora de justificar la exigencia de Protección frente al ruido. Por ejemplo, el aspirador de la figura puede llegar a emitir en la descarga 70 dBA a una distancia de 1,5 m.
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EJEMPLOS Ventilación en almacenes de residuos En este caso, la simplicidad del sistema de ventilación conduce a que el ejemplo de aplicación sea sumamente sencillo. Así, para un almacén de contenedores de 5 m2, habrá que cumplir lo siguiente: • Hay que garantizar un caudal mínimo de 10 l/s · m2 útil: qv = 10 · 5 = 50 l/s • Se permiten cualquiera de los tres sistemas de ventilación estudiados: natural, híbrido o mecánico.
Ventilación natural • a) Aberturas mixtas: S = 8· qv = 8 · 50 = 400 cm2 Æ Disponer un mínimo de 2 aberturas, en paredes opuestas: por ejemplo, 2 rejillas de 200 cm2 cada una (20 x 10). • b) Aberturas de admisión y extracción: S = 4· qv = 4 · 50 = 200 cm2 Æ Disponer un mínimo de 2 aberturas, separadas 1,5 m como mínimo en vertical, y comunicando directamente con el exterior: por ejemplo, 2 rejillas de 100 cm2 cada una (10 x 10).
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EJEMPLOS Ventilación en almacenes de residuos Ventilación híbrida • a) Abertura de admisión: S = 4 · qv = 4 · 50 = 200 cm2 Æ Disponer un mínimo de 1: por ejemplo, 1 rejilla de 200 cm2 (20 x 10). Si la admisión se hace a través de un conducto, éste debe tener una longitud < 10m. • b) Abertura de extracción: como la anterior. anterior • c) Conducto de extracción: dimensionado según la clase de tiro. Como orden de magnitud, para alturas de tiro más cortos se necesita una sección mínima de 625 cm2 (25 x 25), y para alturas de tiro muy grandes será necesaria una sección mínima de 225 cm2 (15 x 15). Este conducto no puede compartirse con ningún otro uso del edificio. • d) Aspirador híbrido: definir caudal y presión.
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EJEMPLOS Ventilación en almacenes de residuos Ventilación mecánica • a) Aberturas de admisión: dimensiones como en el caso de ventilación híbrida, pero sin la limitación en la longitud del conducto (si existe). • b) Abertura de extracción: como la anterior. • c) Conducto de extracción: dimensionado según las molestias acústicas que pueda producir en locales contiguos. Variará entre un mínimo de S = 1,5 · qv = 75 cm2 y S = 2,5 · qv = 125 cm2. Este conducto no puede compartirse con ningún otro uso del edificio. • d) Aspirador mecánico: definir caudal y presión.
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CONCLUSIONES
VII. CONCLUSIONES
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CONCLUSIONES Ventajas y desventajas Ventajas • Ausencia de condensaciones interiores. • Desaparición de monóxido de carbono en el caso de combustiones interiores.
Inconvenientes • Notable aumento del consumo energético para mantener las condiciones térmicas de confort debido a la entrada de aire frío en invierno y de aire caliente en verano. • El dimensionamiento de las aberturas de admisión carecerá de precisión al no considerarse las condiciones climáticas exteriores, el grado de exposición al viento (altura del edificio, velocidad del viento…). • La introducción de determinados agentes contaminantes (p.e., polen en primavera) será inevitable. • El aislamiento i l i t acústico ú ti exterior t i se verá á seriamente i t afectado, f t d por lo l que habrá h b á que prestar especial atención al cumplimiento del DB HR. • En menor medida, se originarán problemas de compartimentación contra el fuego en las fachadas.
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CONCLUSIONES Mejoras del DB HS 3 • No considera todo el rango de locales posibles en una vivienda (lavaderos, despensas, etc.). Si bien estos locales suelen ser de ocupación nula, suelen contener las principales fuentes de emisión de contaminantes, de ahí la necesidad de ser ventilados. • E En la l primera i versión ió del d l documento, d t en la l tabla t bl 2.1, 2 1 en las l cocinas, i se reflejaba fl j b un caudal adicional de 8 l/s en el caso de que existieran aparatos de gas. Sin embargo, modificaciones posteriores han eliminado este requisito, ¿por qué? ¿Acaso el caudal base de 2 l/s-m2 es más que suficiente o no? Si es suficiente, en las cocinas que no dispongan de estos aparatos, ¿no se está sobredimensionando la instalación? • Sería recomendable aconsejar un equilibrado de los caudales de admisión y extracción de modo que este último sea un poco superior y se consiga una ventilación por depresión, garantizando así la extracción de olores y humos producidos en la vivienda. Se considera que una depresión alrededor de 20 Pa cumple con estos objetivos, lo que se consigue extrayendo un caudal, al menos, un 10% superior al de admisión. • Destaca la ausencia de un parámetro fundamental como es el número de renovaciones de aire por hora. Pese a que se detallan los caudales mínimos, la mayoría de éstos no dependen de variables vinculadas al número de renovaciones por hora (por ocupantes, por local…). Sería conveniente citar la tasa de renovación más adecuada a conseguir, aunque sea a nivel del conjunto de la vivienda.
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CONCLUSIONES Mejoras del DB HS 3 • Según el apartado 3.2.1, los espacios exteriores y los patios con los que comuniquen directamente las aberturas de admisión, las mixtas y las bocas de toma, tendrán unas dimensiones superiores a un círculo de diámetro 3 m, de tal modo que ningún punto del cerramiento sea interior al círculo. Lógicamente, esta exigencia condicionará el diseño de edificios de viviendas, pero, ¿qué ocurrirá cuando se trate de una reforma i t integral l de d un edificio difi i existente? i t t ? Está E tá claro l que esto t se dará d á en muy pocas ocasiones, i pero ¿y si no se cumplen estas distancias? De momento no se ofrecen alternativas. Además de estas cuestiones, se podrían plantear a debate otras muchas: • ¿Son adecuados los caudales mínimos de ventilación propuestos? • ¿Tiene sentido una renovación permanente? • ¿Cuándo y cuánto se debe ventilar? • ¿El sistema de ventilación por depresión propuesto asegura una eficacia y barrido de ventilación adecuado? • ¿Por qué no se tienen en cuenta otras posibilidades de actuación, no sólo la ventilación?. Recuérdese que la calidad de aire puede ser atacada por otras vertientes: control o eliminación de la fuente de emisión, reducción de emisiones, cambios de hábitos de los usuarios, buenas prácticas de higiene o limpieza, etc.
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