CONDICIONES DE CONFORT, BIENESTAR E HIGIENE

AMBIENTAL EN CENTROS HOSPITALARIOS

JOSÉ LUIS BOCANEGRA MTNEZ. DE EGUÍLAZ

“Lo que no se define no se puede medir.

Lo que no se mide, no se puede mejorar.

Lo que no se mejora se degrada siempre.”

Lord Kelvin

PROBLEMAS QUE OCURREN DIARIAMENTE EN LOS CENTROS DE TRABAJO

Quejas por excesos de calor o frío ambiental.

¿Cómo se debe de evaluar y actuar?

¿Medimos la temperatura ambiente del aire?

¿Si es verano con 24-25ºC, está correcta porque decimos que es la reglamentaria ?... pero los ocupantes se pueden seguir quejando y en otros espacios no se quejan. ¿Por qué?

¿Si es invierno con 20-22ºC está correcta porque decimos que es la reglamentaria?... pero los ocupantes se pueden seguir quejando y en otros espacios no se quejan. ¿Por qué?

¿Esos valores de temperatura del aire son correctos para decir que es confortable y reglamentarios?

¿Qué ocurre con la humedad y sus efectos?

¿Por qué hay rejas de salidas de aire tapadas parcialmente?

• OBJETO DE LAS INSTALACIONES DE CLIMATIZACION

Obtener las condiciones de confort ambiental.En los hospitales, entornos muy variados a nivel térmico

y de demanda. Demandas en Centros Hospitalarios:

a) Confort térmico.b) Satisfacer requerimientos de los equipos.c) Condiciones en procesos específicos.

Nos vamos a centrar en las condiciones ambientales para obtener espacios sanos y confortables.

Para resolver todas estas cuestiones hay que:

1º Conocer con cierto grado de profundidad, elcomportamiento del cuerpo humano como“máquina térmica”.

2º Definir y cuantificar todos los parámetrosque intervienen en el confort térmico.

ES AQUELLA SENSACIÓN EN LA QUE EXISTE

SATISFACCIÓN RESPECTO AL AMBIENTE TÉRMICO

EL BIENESTAR TÉRMICO ES AQUEL

ESTADO DE LA MENTE QUE EXPRESA

SATISFACCIÓN CON EL AMBIENTE TÉRMICO,

EVALUADO DE FORMA SUBJETIVA.

ASHRAE STANDARD 55

Estas definiciones son difíciles de traducir en parámetros físicos cuantificables

Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE)R.D. 1027/2007

Objeto:

“Establecer las exigencias de eficiencia energética yseguridad que deben cumplir las instalaciones térmicasdestinadas a atender la demanda de bienestar ehigiene de las personas”.

NORMATIVA

El ambiente interior comprende la calidad del aire, el ambiente térmico y el ambiente acústico. Los

tres aspectos se tratan de forma separada, aunque el ambiente interior se considera como un todo.

Una buena ventilación proporciona un ambiente interior confortable con un bajo riesgo para la salud

de los ocupantes.

UNE-CR1752 IN NORMATIVA

Norma UNE-EN ISO 7730

Ergonomía del ambiente térmico.

NORMATIVA

Determinación analítica e interpretación del bienestar térmico mediante el cálculo del los índices PMV y PPD y los criterios de bienestar térmico local.

Ley LaboralR.D. 486/1997 de 14 de abril

Real Decreto 486/1997, de 14 de abril, por el que se establecen las disposiciones mínimas de seguridad y salud en los lugares de trabajo

(BOE nº 97 de 23 de abril de 1997)

Esta Ley no está concebida para el bienestar.

Evita el estrés térmico

NORMATIVA

AHORA VAMOS A ANALIZAR EL CUERPO HUMANO COMO MAQUINA TERMICA Y LOS INTERCAMBIOS DE CALOR

METABOLISMO

Es el proceso de la suma de todas las reacciones químicas del cuerpo:

A. Extraer energía de los nutrientes (combustible).

B. Utilizar la energía para efecto útil (funcionamiento de órganos) y trabajo mecánico.

C. Cesión de energía en forma de calor al exterior (pérdidas).

D. Almacenar el exceso de energía para que pueda ser utilizado más tarde.

El calor que se genera en los procesos metabólicos se denomina calor metabólico. Se estima que de toda la energía producida por el cuerpo humano se utiliza el 20% mientras que el resto debe disiparse al ambiente.La tasa de producción de calor excedente del cuerpo se mide la unidad MET que es 58W/m2.

MECANISMOS DE INTERCAMBIO DE CALOR ENTRE EL SER HUMANO Y EL AMBIENTE

radiación(sensible)

convección(sensible)

respiración(latente)

respiración(sensible)

evaporación(latente)

GENERACIÓN DE CALORY TRABAJO MECÁNICO

M-W

sudación(latente)

conducción(sensible)

¿CÓMO INTERCAMBIAMOS CALOR?

¿CÓMO INTERCAMBIAMOS

CALOR?

PÉRDIDAS DE CALORCALOR SENSIBLE (+ o -):

- CONVECCIÓN

- RADIACIÓN

- CONDUCCIÓN (∼ 0)

- RESPIRACIÓN

CALOR LATENTE (siempre +)

- EVAPORACIÓN

- SUDACIÓN (en equilibrio ∼ 0)

- RESPIRACIÓN

¿CÓMO INTERCAMBIAMOS CALOR?

Pérdidas de calor sensible cerca del equilibrio térmico:

por convección ∼ 48%

por radiación ∼ 52%

El calor latente depende fuertemente de la actividad metabólica

¿CÓMO INTERCAMBIAMOS CALOR?

Unidad metabólica: 1 met = 58,2 W/m2

Según Du Bois : A = 0,202 * m0,425 * h0,725

A : Superficie del cuerpo desnudo en m2

m : masa en Kgh : Altura en m. Si

endo

Valores promedios para Hombres :1,8 m2 y para Mujeres, :1,6 m2

El ser humano necesita disipar el calor metabólico excedente hacia el ambiente hasta lograr el equilibrio térmico

Si este equilibrio se rompe, bien por un aumento debido almetabolismo o a las condiciones del ambiente o ambos factores almismo tiempo , se llegará a un estado de disconfort térmico .

Como toda máquina térmica, existe un mecanismo de termorregulación que es capaz de corregir ciertos niveles de desequilibrio térmico:

a. Temperaturas altasb. Temperaturas bajas.

Esto nos lleva a definir unas condiciones ambientales óptimas o de confort.

Desequilibrio Térmico ∆T =

Producción interna de calor (metabolismo M) -

Pérdidas de calor hacia el ambiente P

APLICACION DEL PRIMER PRINCIPIO, BALANCE ENERGETICO DEL CUERPO

ΔT = M - P

CALOR GENERADO = CALOR EVACUADO

M - W = Qpiel + Qresp

La diferencia entre los miembros de la ecuación se denomina Desequilibrio Térmico DT

CONDICIONES DE CONFORT TÉRMICO

ÍNDICE PMV (PREDICTED MEAN VOTE)

parámetros del ambiente:

parámetros de las personas:

Temperatura seca

Humedad relativa

Temperatura radiante media

Velocidad media del aire

Metabolismo

Grado de vestimenta (5 parámetros)

El grado de vestimenta es el único parámetro que puede ser libremente elegido por el usuario, siempre que no lo impidan usos y costumbres.

Es función de estos seis parámetros:

TABLA 1.4.1.1 DEL RITE

Estación Temperatura operativa Humedad relativa

°C %

Verano 23…25 45…60

Invierno 21…23 40…50

Actividad metabólica: ≈ 1,2 metGrado de vestimenta: ≈ 0,5 clo en verano y ≈ 1 clo en inviernoTolerancia sobre temperatura: ±1,5°CPPD = 10…15% (categoría mejor que C del informe CR 1752)Para alcanzar la categoría A del informe es necesario reducir la tolerancia a la mitad.

TS = temperatura seca del aireTR = temperatura radiante media de los cerramientos

DEFINICIONES DE LAS CONDICIONES DE CONFORT SEGÚN RITE

Modificaciones del RITE R.D. 1826/2009

I.T. 3.8 Limitación de temperaturas

Sera de aplicación a edificios y locales destinados a los siguientes usos:

a) Administrativo.

b) Comercial: tiendas, supermercados, grandes almacenes, centros comerciales y similares.

c) Pública concurrencia:Culturales: teatros, cines, auditorios, centros de congresos, salas de exposiciones y similares.Establecimientos de espectáculos públicos y actividades recreativas.Restauración: bares, restaurantes y cafeterías.Transporte de personas: estaciones y aeropuerto

I.T. 3.8.2 Valores límite de las temperaturas del aire

a) La temperatura del aire en los recintos calefactados no será superior a 21 ºC, cuandopara ello se requiera consumo de energía convencional para la generación de calor porparte del sistema de calefacción.b) La temperatura del aire en los recintos refrigerados no será inferior a 26 ºC, cuandopara ello se requiera consumo de energía convencional para la generación de frío porparte del sistema de refrigeración.c) Las condiciones de temperatura anteriores estarán referidas al mantenimiento de unahumedad relativa comprendida entre el 30% y el 70%.Las limitaciones anteriores se aplicarán exclusivamente durante el uso, explotación ymantenimiento de la instalación térmica, por razones de ahorro de energía.

I.T. 3.8.4 Apertura de puertas:Los edificios y locales con acceso desde la calle dispondrán de un sistema de cierre depuertas adecuado, el cual podrá consistir en un sencillo brazo de cierre automático de laspuertas, con el fin de impedir que éstas permanezcan abiertas permanentemente, con elconsiguiente despilfarro energético por las pérdidas de energía al exterior, cuando paraello se requiera consumo de energía convencional para la generación de calor y frío porparte de los sistemas de calefacción y refrigeración.

Modificaciones del RITE R.D. 1826/2009

28

•Cuando la velocidad del aire es menor de 0,2 M/S o si la diferencia entre laTemperatura Media de Radiación y la del aire es menor de 4ºC , laTemperatura Media Operatoria puede calcularse con suficienteaproximación como “el valor medio entre la Temperatura del aire y laTemperatura Media de Radiación.

La temperatura operativa es una ponderación de la temperaturaradiante media de los cerramientos del local y la temperatura seca del aire,considerando que ambas contribuyen a la temperatura ambiental con suscoeficientes de transferencia de calor radiante y convectivo

OJO ¡¡ ¿QUE TEMPERATURA DETECTA EL TERMOSTATO ?Y

¿QUE TEMPERATURA SE UTILIZA PARA CALCULAR?

Categoría A en función de variación de T.O. en espacio y tiempo (V < 0,1 m/s HR ≈ 50%)

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

2,6

2,8

3

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2

Activ

idad

, met

Ropa, clo

T.O. óptima: categoría A (PPD ≤ 6%)

10°C 12°C 14°C 16°C 18°C 20°C 22°C 24°C 26°C 28°C

±2,0°C

±1,5°C

±1,0°C

±0,5°C

HUMEDAD RELATIVA

Bienestar 30…70 %Salud 40…60 %

Verano ≈ 50±15 %Invierno ≈ 40±10 %

Recuperación del calor total con ruedas entálpicas para reducir el consumo de energía requerido por la humectación invernal

≈ (6-2) g/kg = 4 g/kg ≈ 9 kW/(kg/s)

EFECTO DE LA HR

bacterias

virus

hongos

ácaros

alergia y asma

infecciones aparato resp

interacciones químicas

producción ozono

0 40 60 10030 70

HUMEDAD RELATIVA (%)

no hay datos

admisible

ideal

50

OTRAS CONDICIONES DE CONFORT SEGÚN RITE

Modificación del RITE 13- Abril 2013

En la determinación de condiciones de bienestar en un edificio se tendrán enconsideración otros aspectos descritos en la norma UNE-EN-ISO-7730, y se valoraránde acuerdo a los métodos de cálculo definidos en dicha norma tales como:

a) Molestias por corrientes de aire.

b) Diferencia vertical de la temperatura del aire. Estratificación.

c) Suelos calientes y fríos.

d) Asimetría de temperatura radiante

DE ACUERDO CON RITE:DETERMINACIÓN ANALÍTICA DEL BIENESTAR

TÉRMICO MEDIANTE EL CÁLCULO DE LOS ÍNDICES PMV Y PPD SEGÚN UNE-EN ISO 7730

OBJETO:

Diseñar método para la predicción de la sensación térmica general y del grado de incomodidad (insatisfacción térmica) de las personas expuestas a ambientes térmicos moderados de forma analítica.

UNE-EN ISO 7730

PARÁMETROS PMV Y PPD

¿Qué es el PMV?

Es un índice que nos indica el valor de los votos emitidos por un grupo de personas respecto a una escala de sensación térmica de siete niveles basados en el equilibrio térmico del cuerpo humano.

UNE-EN ISO 7730

LÍMITE DE VALIDEZ DEL PMV

parámetro límites unidades

Temperatura seca del aire 10…30 °C

Temperatura radiante media 10…40 °C

Velocidad media del aire 0…1 m/s

Humedad relativa 30…70 %

Actividad metabólica 0,8…4,0 met

Grado de vestimenta 0,0…2,0 clo

CLO unidad de las características térmicas del vestido equivalente a una resistencia térmica de 0,18 m2 h ºC/Kcal:

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ESCALA DE SENSACIONES TÉRMICAS

PMV sensación+3,0 caliente+2,0 cálido+1,0 ligeramente cálido

±0,0 neutralidad térmica-1,0 ligeramente fresco-2,0 fresco-3,0 frío

UNE-EN ISO 7730

VOTO MEDIO ESTIMADO (O PREVISTO)

Predicted Mean Vote PMV = f(∆T,M)

donde el desequilibrio térmico ∆T= M - Pes función de los parámetrosanteriormente mencionados

EXPRESIÓN ANALÍTICA

UNE-EN ISO 7730

PPD PORCENTAJE ESTIMADO DE INSATISFECHOS

PMV predice el valor medio de los votos sobre la sensación térmica que emitiríaun grupo de personas sometidas a un mismo ambiente.

¿Pero qué número de personas sentirían incomodidad debido al calor o al frio?

PPD es un índice que predice cuantitativamente el porcentaje que se sentiríaninsatisfechas por sentir demasiado frio o demasiado calor, que serían aquellasque votasen caliente, cálido, fresco o frio sobre la escala de siete niveles.

PORCENTAGE PEOPLE DISSATISFIED PPD = f (PMV)

EXPRESIÓN ANALÍTICA

UNE-EN ISO 7730

TABLAS PARA DETERMINAR EL VOTO MEDIO ESTIMADO EN FUNCION DEL clo , DEL met Y VELOCIDAD RELATIVA DEL AIRE

¿Cómo podemos calcular el PPD mediante tablas y gráficos?

1. Definir el nivel de actividad (met).2. Definir el nivel de vestimenta (clo).3. Definir velocidad relativa del aire.4. Seleccionar la temperatura operativa correspondiente.5. Obtener los valores del PMV.6. Una vez obtenido introducirlo en el gráfico para obtener el PPD.

Valores de voto medio estimado PMV

ÍNICE PPD = f (PMV)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

-3 -2,5 -2 -1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

PPD,

%

PMV (-)

EXPRESIÓN GRÁFICA

UNE-EN ISO 7730

0

5

10

15

20

25

30

-1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

PPD,

%

PMV (-)

Mínimo 5%

Zona de bienestar

ZONA DE BIENESTAR DE -0,7 a + 0,7

CATEGORÍAS DEL INFORME CEN CR 1752

0

5

10

15

20

25

30

-1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

PPD,

%

PMV (-)

A 6%

B 10%

C 15%

UNE-CR 1752

Categoría PPD (%) Descripción

A <6 Nivel elevado, recomendado para espacios como hospitales, guarderías, residencias etc.

B <10 Nivel normal

C <15 Nivel aceptable

Categoría UNE-CR 1752 PPD (%) Descripción

I A < 6 Nivel elevado, recomendado para espaciosocupados por personas muy sensibles ydelicadas, como enfermos, niños, mayores etc.

II B < 10 Nivel normal; debería ser usado para edificiosnuevos y reformas.

III C < 15 Nivel aceptable, a usar para edificios existentes.

IV no existe > 15 Valores fuera de los criterios de bienestar, que sepueden emplear durante un período limitado detiempo.

UNE-EN 15251 – TABLA A1

ZONA OCUPADA (UNE-EN 13779)

Distancia de la superficie interior de: Rango (cm) Valor por defecto (cm)

Suelo (límite inferior) 0…20 5

Suelo (límite superior) 130…200 180

Ventanas y puertas en contacto con el exterior 50…150 100

Aparatos de acondicionamiento 50…150 100

Paredes en contacto con el exterior 15…75 50

Paredes interiores 15…75 50

Puertas, zonas de tránsito etc. acuerdo especial

Los criterios de bienestar no se pueden garantizar fuera de la zona ocupada

ZONA OCUPADA

altura

pare

d ex

terio

r con

ven

tana

o p

uert

a

pared exterior sin ventana o puerta

pare

d in

terio

r

pared interior

ZONA

OCUPADA

50 cm

50 cm

100 cm

130 cm

180 cm

techo suelo

5 cm

ZONA OCUPADA

5 cm

180 cm

100 cm 50 cm

ZONAOCUPADA

100 cm

MEDICIÓN DE PARÁMETROS AMBIENTALES

1,7 m1,1 m

0,6 mO,05 a 0,10 m

límite superior de la zona ocupada (2 m)

techo

MUCHAS GRACIAS

DEFINICION DE RECINTO SEGÚN CTE