{"id":2735,"date":"2023-12-04T17:07:19","date_gmt":"2023-12-04T16:07:19","guid":{"rendered":"https:\/\/www.atecyr.org\/blog\/?p=2735"},"modified":"2023-12-04T17:07:19","modified_gmt":"2023-12-04T16:07:19","slug":"ventilacion-de-edificios-consumo-extra-o-ahorro-de-energia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.atecyr.org\/blog\/2023\/12\/04\/ventilacion-de-edificios-consumo-extra-o-ahorro-de-energia\/","title":{"rendered":"Ventilaci\u00f3n de edificios, \u00bfconsumo extra o ahorro de energ\u00eda?"},"content":{"rendered":"\n
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Jos\u00e9 Antonio Torre <\/strong><\/p>\n\n\n\n

Ingeniero Industrial. Director comercial EVAIR. Vocal de la junta directiva de Atecyr y presidente en Atecyr Arag\u00f3n.<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

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Desde hace muchos a\u00f1os, la legislaci\u00f3n obliga y exige una ventilaci\u00f3n adecuada a la actividad humana y el uso del edificio, sin embargo, ha sido una pandemia mundial la que ha calado profundamente en la sociedad haciendo que se adquiera una conciencia mayor sobre la necesidad de una buena ventilaci\u00f3n para garantizar la seguridad de las personas en el interior del edificio.<\/p>\n\n\n\n

Mas all\u00e1 de esta circunstancia, mediante la ventilaci\u00f3n se consigue una adecuada diluci\u00f3n del aire interior, reduciendo el n\u00famero de pat\u00f3genos en el aire. En edificios especialmente sensibles, como son los hospitales, se conoce bien que la morbilidad (n\u00famero de personas que padece una enfermedad en un espacio determinado en un tiempo) disminuye con una buena calidad de aire interior, as\u00ed como la trasmisi\u00f3n de enfermedades nosocomiales.<\/p>\n\n\n\n

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Diluci\u00f3n del aire interior debido a la ventilaci\u00f3n<\/em><\/p>\n\n\n\n

\u00bfPor qu\u00e9 -sin embargo- se sigue obviando en muchas instalaciones el aire de la ventilaci\u00f3n? \u00bfPor qu\u00e9 no se aprovecha el sistema de climatizaci\u00f3n necesario para proporcionar una ventilaci\u00f3n adecuada?<\/p>\n\n\n\n

En primer lugar, como ya se ha mencionado anteriormente, el caudal de aire de ventilaci\u00f3n a introducir en cada edificio est\u00e1 regulado por ley (RITE) y es obligatorio en todos los locales de p\u00fablica concurrencia, con lo que no deber\u00edamos en ning\u00fan caso obviarlo, pero lamentablemente todav\u00eda existe y es aceptada la creencia de que el aire exterior supone un consumo extra de energ\u00eda t\u00e9rmica, lleg\u00e1ndose a detener las Unidades de Tratamiento del Aire con la intenci\u00f3n de conseguir ese ahorro de energ\u00eda. Pero \u00bfCu\u00e1l es la realidad?<\/p>\n\n\n\n

La realidad est\u00e1 clara; desde el punto de vista de la salubridad, no hay lugar a dudas, y es que la ventilaci\u00f3n es imprescindible y su efecto es siempre positivo. Desde el punto de vista del consumo energ\u00e9tico t\u00e9rmico, se nos pueden dar diferentes casu\u00edsticas: por un lado, vamos a tener un porcentaje de horas al a\u00f1o en las cuales las condiciones exteriores extremas de fr\u00edo o calor aportar\u00e1n una carga neta negativa o positiva que tendremos que combatir con un aporte adicional de calefacci\u00f3n o refrigeraci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Sin embargo, si tenemos en consideraci\u00f3n la variaci\u00f3n de temperatura a lo largo del d\u00eda, vemos hay un porcentaje de horas al a\u00f1o muy superior, especialmente en climas mediterr\u00e1neos, en las cuales las condiciones exteriores no son tan extremas. Cuando las condiciones exteriores no son extremas (por ejemplo, entre 15\u00baC y 25\u00baC), puede darse el caso que las cargas interiores positivas<\/em> debidas a la ocupaci\u00f3n, iluminaci\u00f3n, equipos electr\u00f3nicos o incluso la radiaci\u00f3n solar que entra a trav\u00e9s de los ventanales sea superior a las cargas negativas<\/em> debidas a las p\u00e9rdidas a trav\u00e9s del edificio.<\/p>\n\n\n\n

En esta circunstancia, es necesaria la refrigeraci\u00f3n, aun estando a una temperatura inferior a la que se est\u00e1 dentro del edificio. Una forma de enfriar el edificio ser\u00eda poner el sistema de refrigeraci\u00f3n, con el consiguiente consumo de energ\u00eda, y otra forma m\u00e1s eficiente y saludable, ser\u00eda aprovechar que el aire exterior est\u00e1 fr\u00edo para introducirlo dentro del edificio, aprovechando la ventilaci\u00f3n y enfriarlo sin coste de producci\u00f3n t\u00e9rmica. Esto es lo que se conoce como enfriamiento gratuito<\/strong> o freecooling<\/strong>.<\/em> <\/p>\n\n\n\n

De esta forma, se consigue una doble ventaja, se mejora la calidad de la ventilaci\u00f3n y se ahorra energ\u00eda.<\/p>\n\n\n\n

Enfriamiento Gratuito con la ventilaci\u00f3n y Recuperaci\u00f3n de Calor del Aire de Extracci\u00f3n<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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Unidad de Tratamiento de Aire con Recuperador de Calor<\/em><\/p>\n\n\n\n

Este art\u00edculo se centra sobre la ventilaci\u00f3n, e intenta concienciar sobre la necesaria reflexi\u00f3n de cu\u00e1ndo la ventilaci\u00f3n supone un coste energ\u00e9tico o un ahorro. Como ya hemos dicho, cuando las condiciones exteriores sean favorables para la climatizaci\u00f3n, aprovecharemos el aire fresco de ventilaci\u00f3n para climatizar gratuitamente gracias el ENFRIAMIENTO GRATUITO<\/strong>. Sin embargo \u00bfQu\u00e9 haremos cuando las condiciones exteriores no sean favorables, es decir, esos momentos de fr\u00edo o calor extremos?<\/p>\n\n\n\n

La idea en este momento no favorable ser\u00eda introducir \u00fanicamente el aire de ventilaci\u00f3n estrictamente necesario y, aprovechando que el aire interior ya est\u00e1 en unas condiciones t\u00e9rmicas adecuadas, ceder esa energ\u00eda del aire que se est\u00e1 extrayendo al aire nuevo, de manera que el coste de la ventilaci\u00f3n sea el m\u00ednimo posible. Esto se realiza incorporando en las unidades de tratamiento de aire un sistema de RECUPERACI\u00d3N DE CALOR<\/strong> del aire de extracci\u00f3n, que utiliza un intercambiador, gracias al cual el aire que se extrae cede su energ\u00eda al aire que se introduce.  <\/p>\n\n\n\n

Como se ha mencionado anteriormente, la legislaci\u00f3n (Reglamento de Instalaciones T\u00e9rmicas en Edificios, RITE) establece el aire m\u00ednimo de ventilaci\u00f3n requerido por criterio de salubridad. Pero igualmente establece que este aire de ventilaci\u00f3n debe ser recuperado y la eficiencia m\u00ednima del sistema de recuperaci\u00f3n, que de acuerdo con la modificaci\u00f3n del RITE de 2021, debe ser acorde a la directiva UE 1253\/2014 (Directiva 2009\/125\/CE) de dise\u00f1o Ecol\u00f3gico<\/em>, que establece que el sistema de Recuperaci\u00f3n de Calor<\/strong> en Unidades de Tratamiento de Aire, con intercambiadores de placas o rotativos debe tener una eficiencia<\/strong> m\u00ednima del 73%<\/strong>.  Igualmente, dicho reglamento establece tambi\u00e9n que todas las unidades de tratamiento de aire que dispongan de un sistema de extracci\u00f3n del aire interior (bidireccionales) deben incorporar forzosamente un sistema que permita realizar el enfriamiento gratuito o freecooling<\/strong> cuando las condiciones exteriores sean favorables.<\/p>\n\n\n\n

Caso de Estudio<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Evidentemente, como se ha comentado con anterioridad, la naturaleza del edificio y su uso va a ser clave, con lo cual, lo que se muestra a continuaci\u00f3n, no sirve para ser extrapolado a otros edificios. No tiene nada que ver lo que va a ocurrir en un edifico bien aislado con una gran cantidad de carga interna, como puede ser un restaurante, un cine, un teatro, un auditorio o los locales comerciales del interior de una galer\u00eda comercial, con lo que ocurrir\u00e1 en un local con fachada a la calle o un local de baja ocupaci\u00f3n con mucha superficie exterior (una vivienda, por ejemplo). En cada caso habr\u00e1 que estudiar la carga interna y uso del edificio, y el peso de la ventilaci\u00f3n ser\u00e1 diferente en cada uno.<\/p>\n\n\n\n

Para el caso de estudio, se ha tomado un Sal\u00f3n de Actos, de 400 m2, con una ocupaci\u00f3n de 348 personas (asientos disponibles) y la ventilaci\u00f3n necesaria acorde al RITE, para mantener la calidad de aire interior requerida (IDA3) es de 10.000 m3\/h (8 dm3<\/sup>\/s\/persona).<\/p>\n\n\n\n

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UTA con Recuperador de Calor, Freecooling y postcalentamiento\/enfriamiento<\/em><\/p>\n\n\n\n

Para esta ventilaci\u00f3n del edificio, se ha elegido una Unidad de Tratamiento de Aire, 100% de aire exterior, con un sistema de recuperaci\u00f3n de calor mediante un intercambiador de calor rotativo de ADSORCI\u00d3N para el caudal definido y un sistema de control de la Unidad de Tratamiento de Aire que, en funci\u00f3n de las condiciones interiores del local y de las condiciones exteriores, hace que la UTA est\u00e9 recuperando o haciendo freecooling<\/em>. En este caso, el recuperador tiene una eficiencia del 75,8 %, medida seg\u00fan EN308. El recuperador de adsorci\u00f3n, adem\u00e1s de recuperar calor sensible (temperatura), recupera tambi\u00e9n calor latente, lo cual se traduce en unas mejores condiciones higrom\u00e9tricas en el interior del local en invierno y un mayor ahorro de energ\u00eda en verano.<\/p>\n\n\n\n

Teniendo en cuenta el sistema de recuperaci\u00f3n de calor, en nuestro caso del 75,8%, se ha simulado qu\u00e9 parte de la energ\u00eda que aporta el aire exterior kW se recupera (verde) y qu\u00e9 parte es la que supondr\u00e1 un consumo extra de calefacci\u00f3n en invierno y de refrigeraci\u00f3n en verano.<\/p>\n\n\n\n

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Como se puede intuir, cuando la diferencia de temperaturas entre el exterior e interior es mayor, tambi\u00e9n es mayor la energ\u00eda recuperada (en verde), haciendo que la energ\u00eda necesaria que tenemos que suministrar para terminar de adecuar el aire a nuestras condiciones interiores, sea muy inferior a la que corresponder\u00eda si no hubiera ventilaci\u00f3n. Conforme disminuye el salto de temperaturas, la energ\u00eda recuperada es mucho menor; sin embargo, tampoco es significativo el aporte debido al aire exterior.<\/p>\n\n\n\n

Como lugar de referencia se ha tomado Madrid, y se han tomado como datos de temperatura exterior la media de los tres \u00faltimos a\u00f1os, contados desde septiembre 2021 hasta septiembre de 2023. Datos: Madrid, Barajas Spain; 3.56W 40,47N; https:\/\/www.degreedays.net\/<\/a><\/p>\n\n\n\n

A continuaci\u00f3n, se muestra gr\u00e1ficamente,<\/s> el n\u00famero de horas\/a\u00f1o en funci\u00f3n de la temperatura, desde -5\u00baC hasta 35\u00baC, y se comprueba que hay un n\u00famero de horas relativamente bajo al a\u00f1o en la cual se est\u00e1 a bajas temperatura y un n\u00famero relativamente bajo tambi\u00e9n a altas temperaturas. Si bien cuando se est\u00e1 en temporada de verano no se va ha<\/s> a hacer nunca enfriamiento gratuito, se buscar\u00e1 la recuperaci\u00f3n de calor m\u00e1xima para que la carga debida al aire exterior sea la m\u00ednima posible.<\/p>\n\n\n\n

Igualmente se muestra, en funci\u00f3n de la temperatura exterior, la carga del edificio (transmisi\u00f3n+carga interna), las cargas debidas a la ventilaci\u00f3n (una vez recuperada la energ\u00eda) y la carga total como suma de la del edificio y la de ventilaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

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Perfil horario de Temperaturas Madrid Sep. 2021-Sep 2023 vs carga t\u00e9rmica edificio<\/em><\/p>\n\n\n\n

Viendo el perfil de cargas, se observa que en la franja de temperaturas exteriores entre 15 \u00baC y 25 \u00baC va a haber un gran n\u00famero de horas al a\u00f1o en el cual la carga interior es positiva y por tanto vamos a poder realizar la refrigeraci\u00f3n gratuita del edifico gracias al aporte de ventilaci\u00f3n del aire exterior (enfriamiento gratuito)<\/p>\n\n\n\n

Como se puede observar en el siguiente gr\u00e1fico, la contribuci\u00f3n del aire exterior a la carga total del edificio es muy peque\u00f1a y en la zona en la que haremos freecooling, lo que se har\u00e1 es bypasear el recuperador calor para que toda la energ\u00eda del interior del edificio pueda ser extra\u00edda y se enfr\u00ede gratuitamente.<\/p>\n\n\n\n

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Demanda Anual energ\u00eda vs demanda debida a la ventilaci\u00f3n<\/em><\/p>\n\n\n\n

Teniendo en cuenta todas estas consideraciones, y multiplicando por el n\u00famero de horas en cada caso, obtenemos el siguiente perfil de consumo t\u00e9rmico anual:<\/p>\n\n\n\n

Como podemos apreciar en la gr\u00e1fica, dado que el n\u00famero de horas de temperaturas extremas es inferior que el de temperaturas moderadas, la demanda en  kW\u00b7h debido a la ventilaci\u00f3n recuperada es relativamente peque\u00f1o en comparaci\u00f3n a la demanda de energ\u00eda total de climatizaci\u00f3n del edificio. Igualmente, el ahorro de energ\u00eda neto debido a la ventilaci\u00f3n es superior en este caso al consumo debido a la ventilaci\u00f3n, con lo que debemos considerar que en este edificio el balance de energ\u00eda es favorable a la ventilaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

No hace falta decir, que en todo momento hemos hecho referencia al consumo y demanda t\u00e9rmica del edificio; el consumo el\u00e9ctrico depender\u00e1 del rendimiento del sistema de climatizaci\u00f3n aplicado.<\/p>\n\n\n\n

Conclusi\u00f3n<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Finalmente, si representamos por separado la demanda total de energ\u00eda debida al aire de ventilaci\u00f3n, junto con el ahorro de energ\u00eda que tenemos debido al aire de ventilaci\u00f3n, obtenemos el siguiente gr\u00e1fico:<\/p>\n\n\n\n

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Consumo de energ\u00eda del aire de ventilaci\u00f3n vs ahorro de energ\u00eda gracias al aire de ventilaci\u00f3n<\/em><\/p>\n\n\n\n

Como conclusi\u00f3n, vemos que, en este edificio, el sistema de ventilaci\u00f3n no solo mejora la calidad de aire y la salubridad, protegiendo a las personas, sino que adem\u00e1s, en el c\u00f3mputo total del balance de energ\u00eda supone un ahorro energ\u00e9tico en lugar de un consumo extra.<\/p>\n\n\n\n

Como ya se recalc\u00f3 desde el principio, este caso no es extrapolable a todos los edificios, y debemos considerar cada caso como diferente. Sin embargo, se pretende concienciar del hecho que, en muchos casos, dada la climatolog\u00eda, la ventilaci\u00f3n no tiene por qu\u00e9 suponer un coste, sino que puede ser un ahorro importante de energ\u00eda; y en los casos en los que no se pueda utilizar la ventilaci\u00f3n para lograr este ahorro, con un adecuado sistema de recuperaci\u00f3n de calor, el aporte de energ\u00eda exterior se ve dr\u00e1sticamente reducido en m\u00e1s del 70%.<\/p>\n\n\n\n

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