Sistemas de Ventilación en Edificios: Tipos, Componentes y Funcionamiento

Sistema de Ventilación

Ventilación Natural

La ventilación natural ocurre por la acción del viento o diferencias de temperatura, como en los shunts o la ventilación cruzada. No requiere medios mecánicos, pero su uso depende de estrictas condiciones de ubicación y diseño, aumentando su eficacia en aberturas conectadas al exterior.

Las aberturas en ventilación natural pueden ser:

• Mixtas: ubicadas estratégicamente para doble función.
• De admisión y extracción: diseñadas específicamente para cada función.

No se emplean conductos para la entrada ni salida de aire.

Desventajas:

• Difícil control.
• Ruido del exterior.
• Entrada de polvo y olores por falta de filtración.
• Pérdida de eficiencia energética en climas extremos.

Ventilación Forzada

La renovación del aire se produce por aparatos electromecánicos dispuestos al efecto. La ventilación mecánica funciona a través de:

• 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.

Ventilación Híbrida

La instalación cuenta con un sistema de ventilación híbrido que permite la extracción del aire por tiro natural cuando las condiciones ambientales son favorables y, en caso contrario, activa un aspirador para asegurar el caudal necesario. El sistema opera mediante ventilación natural o forzada a través de:

• Aberturas de admisión: La entrada directa desde el exterior.
• Aberturas de extracción: La extracción siempre es conducida.

Este sistema es especialmente eficaz en zonas frías, donde la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior favorece el tiro natural.

Componentes de los Sistemas de Ventilación

1 Tipos de Aberturas de Admisión

El CTE contempla tres tipos de elementos como aberturas de admisión:

1. Aireadores: Los aireadores son dispositivos ubicados en aberturas de admisión para dirigir el flujo de aire y evitar la entrada de agua e insectos. Pueden ser fijos o regulables y, en algunos casos, incluyen elementos para reducir el ruido. Se instalan en carpinterías, cajones y guías de persianas, o en muros.
2. Sistema de Apertura Fija en Carpinterías (Microventilación): La microventilación es un sistema de apertura en ventanas que permite una pequeña entrada de aire para ventilación. El CTE acepta dispositivos de microventilación con clase 1 de permeabilidad al aire en posición de apertura. Este sistema se integra en la carpintería mediante un herraje especial. Según el DB HE-1 (Limitación de la Demanda Energética), las carpinterías de clase 1 solo pueden usarse en zonas climáticas específicas. Los dispositivos de microventilación permiten una ventilación controlada.
3. Juntas de Apertura (Carpinterías con Apertura Fija): La junta de apertura es el espacio entre las hojas abatibles o deslizables y la parte fija de la ventana, permitiendo la ventilación mediante infiltraciones de aire. El CTE permite esta opción solo si la carpintería es de clase 1. Para clases 2 o superiores (menos permeables), se deben usar aireadores o aperturas fijas para garantizar el caudal de aire necesario. Además de la calidad del aire interior, la carpintería debe cumplir requisitos de aislamiento acústico.

2 Características de los Equipos de Admisión

a) Requisitos

Las aberturas de admisión pueden ser:

• Aireadores.
• Aberturas fijas en la carpintería (dispositivos de microventilación, clase 1 de permeabilidad al aire).
• Juntas de apertura en carpinterías.
• Para carpinterías de clase 2, 3 o 4, se deben usar aireadores o aberturas fijas.

Requisitos generales:

• No permitir la entrada de agua, insectos o ruidos excesivos.
• Cumplir con la atenuación acústica (DB-HR) y el aislamiento térmico.
• En ventilación híbrida, la admisión debe comunicarse con el exterior.
• En ventilación mecánica, la admisión puede ser a través de conductos.

b) Ubicación

• Comedores, dormitorios y salas de estar dispondrán de abertura de admisión.
• En contacto con un espacio exterior lo suficientemente grande.

Diámetro igual a 1/3 de la altura del cerramiento.

Nunca inferior a 3 m.

c) Colocación

• Distancia al suelo mayor a 1,80 m.
• En paramentos o en carpintería.
• En un punto que permita el mayor barrido posible.

d) Clasificación de Aberturas de Admisión

• Abertura fija.
• Abertura regulable: manuales, motorizadas, autorregulables por sensor higrométrico, autorregulables por presión de viento.
• Por su ubicación: En paramentos, en vidrios, en carpinterías, en persianas.
• Otras: Insonorizadas, con rotura de puente térmico.

3 Aberturas de Paso

Son las aberturas de ventilación que sirven para permitir el paso de aire de un local a otro contiguo. Se puede utilizar como abertura de paso la holgura existente entre la hoja de una puerta y el suelo, o bien un aireador.

a) Requisitos

Como abertura de paso, se puede utilizar un aireador o la holgura entre las hojas de las puertas y el suelo.

b) Ubicación

• Las aberturas deben ubicarse en las particiones entre locales de admisión y locales con extracción.
• Si un local con extracción está compartimentado, deben colocarse aberturas de paso entre los compartimentos.

4 Aberturas de Extracción

Las aberturas de evacuación permiten la salida del aire viciado de un local, ya sea de forma directa (ventilación natural) o mediante un conducto de extracción (ventilación híbrida o mecánica).

En ventilación híbrida, estas aberturas deben ser diseñadas para minimizar la pérdida de presión.

a) Requisitos

• Las aberturas deben conectarse a conductos de extracción, los cuales pueden ser compartidos por aseos, baños, cocinas, etc.

b) Ubicación

• Se colocan en aseos, cocinas y cuartos de baño.
• Si un local con extracción está compartimentado, deben instalarse aberturas de paso entre los compartimentos, siendo la abertura de extracción ubicada en el compartimento más contaminado (en aseos y baños, donde está el inodoro; en cocinas, donde está la zona de cocción).

c) Colocación

• Las aberturas deben estar al menos a 1,8 m del suelo y a menos de 20 cm del techo.
• Deben estar a más de 10 cm de las esquinas verticales.

5 Aberturas Mixtas

Las aberturas de ventilación natural conectan el local directamente con el exterior, funcionando como entrada o salida de aire dependiendo de las condiciones externas. Solo se permiten sistemas de ventilación natural y siempre deben estar en contacto directo con el exterior. Generalmente, se ubican en fachadas abiertas.

6 Conductos de Admisión

Los conductos de admisión se utilizan cuando el local a ventilar no tiene contacto directo con un espacio exterior o es completamente interior. Dirigen el aire desde un espacio exterior hacia el local. Son comunes en sistemas de ventilación mecánica, ya que no son efectivos en ventilación natural o híbrida debido a la pérdida de carga al circular el aire.

a) Características de los Conductos de Admisión

En caso de existir conductos de admisión, estos deben:

1. Tener sección uniforme y carecer de obstáculos en todo su recorrido.
2. 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.

7 Conductos de Extracción

a) Definiciones Clave

• Boca de toma: Entrada de aire en un conducto de admisión con protección contra agua e insectos.
• Boca de expulsión: Salida de aire en un conducto de extracción con protección contra agua y pájaros.
• Ventilador: Dispositivo electromecánico con motor y aspas que impulsa o extrae aire, generalmente instalado en aberturas al exterior.
• Aspirador Híbrido: Expulsa el aire de forma natural cuando la presión y las condiciones ambientales son favorables.
• Aspirador Mecánico: Dispositivo de ventilación mecánica que extrae aire de forma automática y continua, cumpliendo los mismos requisitos que un aspirador híbrido. Puede ser colectivo (para varias viviendas) o individual (para una sola vivienda).
• Extractores: Ventiladores que eliminan contaminantes de forma localizada. No deben situarse en la boca de expulsión del conducto de extracción y se usan para extraer vapores y contaminantes en puntos específicos, como cocinas.

b) Características de los Conductos de Extracción

i. En Ventilación Híbrida, los conductos de extracción deben:

1. Contar con un aspirador híbrido después de la última abertura de extracción.
2. Poder compartirse entre aseos, baños, cocinas y trasteros.
3. Ser verticales, con una desviación máxima de 15° y transiciones suaves.
4. No servir a más de 6 plantas en sistemas colectivos; las dos últimas deben tener conductos individuales (máximo 8 plantas). La conexión con conductos colectivos debe hacerse mediante ramales verticales escalonados.
5. Tener sección uniforme y estar libres de obstáculos.
6. Cumplir requisitos de resistencia al fuego si atraviesan sectores de incendio.
7. Tener un acabado que dificulte su ensuciamiento y permitir acceso para registro y limpieza en la coronación.
8. Ser estancos al aire para su presión de dimensionado.

ii. En Ventilación Mecánica, los conductos de extracción deben:

1. Contar con un aspirador mecánico en la boca de expulsión, excepto en la ventilación específica de cocinas. Varios conductos pueden compartir un aspirador, salvo los de garajes.
2. Tener sección variable, pero uniforme entre puntos consecutivos de aporte de aire.
3. Tener un acabado que evite ensuciamiento y permitir acceso para registro y limpieza en la coronación.
4. Estar aislados térmicamente si pueden alcanzar la temperatura de rocío, evitando condensaciones.
5. Cumplir requisitos de resistencia al fuego si atraviesan sectores de incendio.
6. Ser estancos al aire según su presión de dimensionado.

iii. En la Ventilación Mecánica Específica de Cocinas, los conductos de extracción deben:

1. En sistemas colectivos, cada extractor debe conectarse mediante un ramal que desemboque en el conducto principal por debajo del siguiente, evitando la entrada de humo en otras viviendas.
2. Si el conducto es compartido, cada extractor debe contar con una válvula automática o sistema antirretorno.
3. Incluir un filtro de grasas con indicador de limpieza antes del extractor.
4. Ser verticales en los conductos principales, permitiendo ramales de conexión horizontales.
5. Generalmente ser de chapa, aunque se permiten materiales como hormigón o cerámica con mortero M-5.

8 Bocas de Expulsión

Son los orificios o puntos de vertido del aire al exterior. Se sitúan en la cubierta de los edificios.

a) Características de las Bocas de Expulsión

• Las bocas de expulsión deben ubicarse en la cubierta del edificio, separadas al menos 3 m de entradas de ventilación, puertas, ventanas y espacios con presencia habitual de personas (terrazas, balcones, etc.).
• Deben contar con malla antipájaros o elementos similares.
• En ventilación híbrida, deben situarse:
  • A 1 m sobre la cubierta.
  • A 2 m en cubiertas transitables.
  • Por encima de cualquier obstáculo a 2-10 m de distancia.
  • A 1,3 veces la altura de obstáculos a ≤2 m de distancia.

9 Aspiradores y Extractores

• Los aspiradores mecánicos e híbridos deben ubicarse en un lugar accesible para su limpieza.
• Los extractores de cocina deben contar con un filtro de grasas y aceites con indicador de limpieza o reemplazo.
• Debe haber un sistema automático que garantice el funcionamiento simultáneo de los aspiradores de cada vivienda o que evite la inversión del flujo de aire.

Clasificación de los Equipos y Dispositivos de Ventilación

1 Definición de Ventilador

Un ventilador, en la aceptación más amplia del vocablo, es una turbomáquina que recibe energía mecánica para mantener un flujo continuo de aire u otro gas, con una presión de hasta 0,3 bar.

2 Clasificación según Condiciones de Funcionamiento

a) Ventiladores Corrientes

Mueven aire sin sustancias tóxicas, inflamables, corrosivas o abrasivas, y con temperatura entre 0 °C y 80 °C (según la ubicación del motor).

b) Ventiladores Especiales

Diseñados para condiciones específicas.

3 Clasificación según el Sistema de Accionamiento de la Hélice

Atendiendo al sistema empleado para el accionamiento de la hélice, es decir, si está accionada directamente por el motor, mediante correas o con motor de rotor exterior.

4 Clasificación según el Método de Control de las Prestaciones del Ventilador

a) Con Regulador de Velocidad

Los reguladores tienen la función de variar las corrientes de alimentación y con ello la velocidad del motor.

Puede ser de transformador que varía la tensión, y de frecuencia, que la aumenta o disminuye.

b) Con Reloj, Programador o Sensores

Se ponen en marcha mediante diferentes formas de conexión:

• Interruptor: Manual.
• Termostato: En función de la temperatura.
• Programador: En función de una programación horaria.
• Sensores: De CO2 u otros gases.

c) Compuertas

Abren y cierran el paso del aire de entrada al aparato, lo que regula sus características.

Recuperadores de Calor

1 Concepto

Equipo que, a través del sistema de ventilación mecánica, aprovecha parte de la energía del aire climatizado de una estancia o local. Utiliza un intercambiador que transfiere la energía del aire interior al exterior, sin que se mezclen los flujos de aire.

2 Tipos de Intercambiadores de Calor

Hay tres tipos principales:

• De Flujo Cruzado: Eficiencia entre el 50% y el 85%.
• De Flujo Paralelo: Eficiencia máxima del 90%.
• De Flujo Rotativo: Eficiencia aproximada del 70%.

a) Intercambiador de Flujos Cruzados (Detalle)

Circulan en direcciones ortogonales, de forma que el aire caliente y el frío se cruzan. El flujo cruzado se clasifica en mezclado y no mezclado.