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Introduccin a la CLIMATIZACIN
DE ESPACIOS HABITABLES
Calidad del aire
Bienestar trmico
INSTALACIONES Y SERVICIOS TCNICOS (1803) Introduccin a la
Climatizacin
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ClimatizacinUna de las prioridades del ser humano ha sido buscar
y, ms tarde, construir recintos donde poder protegerse del medio
natural (1) en el que vive; hostil en razn de los seres con los que
lo compartimos y de las variaciones climticas (trmicas) del medio
ambiente.
Disear el cerramiento, es materia de otras asignaturas.
En sta nos interesa estudiar los medios con los que,
actualmente, se dota a la edificacin (2) para que las actividades
que se desarrollan, en los espacios habitados, sean realizadas en
condiciones de bienestar trmico.
Y son las Instalaciones de Climatizacin (3) las que se encargan
de alcanzar y mantener estas condiciones de bienestar trmico a la
vez que garantizan la calidad del aire interior.
INSTALACIONES Y SERVICIOS TCNICOS (1803) Introduccin a la
Climatizacin
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La climatizacin tiene un objetivo doble y simultneo: confort y
salubridad
salubridad confort calidad del aire interior calidad del
ambiente trmico
mxima renovacin de aire mnima renovacin de aire(aire ms puro)
(ahorro de energa)
Establece medidas para mantener esta contradiccin dentro de
lmites
Demanda controlada de ventilacin
Recuperacin de la energa y enfriamiento gratuito
Sectorizacin
Eficiencia energtica en los equipos de transporte de fluidos
Eficiencia de las mquinas productoras de calor y frio.
Objetivos de la climatizacinINSTALACIONES Y SERVICIOS TCNICOS
(1803) Introduccin a la Climatizacin
RITE
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RITE: Reglamento de Instalaciones Trmicas
Es el marco normativo bsico en el que se regulan las exigencias
de eficiencia energtica y de seguridad que deben cumplir las
instalaciones trmicas en los edificios para atender la demanda de
bienestar e higiene de las personas. Expresando los requisitos que
deben satisfacer.
A efectos de la aplicacin del RITE se considerarn como
instalaciones trmicas las instalaciones fijas de climatizacin
(calefaccin, refrigeracin y ventilacin) y de produccin de agua
caliente sanitaria, destinadas a atender la demanda de bienestar
trmico e higiene de las personas.
Las instalaciones trmicas deben disearse y calcularse,
ejecutarse, mantenerse y utilizarse de tal forma que se obtenga una
calidad trmica del ambiente, una calidad del aire interior y una
calidad de la dotacin de agua caliente sanitariaque sean aceptables
para los usuarios del edificio sin que se produzca menoscabo de la
calidad acstica del ambiente, cumpliendo los requisitos
siguientes:
INSTALACIONES Y SERVICIOS TCNICOS (1803) Complementos
CTE-RITE
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Requisitos de bienestar e higiene Calidad trmica del ambiente:
las instalaciones trmicas permitirn mantener los
parmetros que definen el ambiente trmico dentro de un intervalo
de valores determinados con el fin de mantener unas condiciones
ambientales confortables para los usuarios de los edificios.
Calidad del aire interior: las instalaciones trmicas permitirn
mantener una calidad del aire interior aceptable, en los locales
ocupados por las personas, eliminando los contaminantes que se
produzcan de forma habitual durante el uso normal de los mismos,
aportando un caudal suficiente de aire exterior y garantizando la
extraccin y expulsin del aire viciado.
Higiene: las instalaciones trmicas permitirn proporcionar una
dotacin de agua caliente sanitaria, en condiciones adecuadas, para
la higiene de las personas.
Calidad del ambiente acstico: en condiciones normales de
utilizacin, el riesgo de molestias o enfermedades producidas por el
ruido y las vibraciones de las instalaciones trmicas, estar
limitado.
INSTALACIONES Y SERVICIOS TCNICOS (1803) Complementos
CTE-RITE
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Conceptos bsicos en climatizacin
VENTILACIN DE UN LOCAL
ACONDICIONAMIENTO DE AIRE DE UN LOCAL
DIFUSIN DE AIRE ACONDICIONADO EN UN LOCAL
CLIMATIZACIN DE UN LOCAL
VENTILACIN: simple renovacin del aire interior; la norma
establece procedimientos especficos segn los edificios sean: de
viviendas o no residenciales
ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE DE UN LOCAL: aportacin, o retirada,
de energa y/o vapor de agua al aire de un local. Puede conseguirse
por
DIFUSIN: introduciendo aire acondicionado higrotrmicamente al
local o actuando con equipos especficos en el interior del local.
Cuando se DIFUNDE aire en un local conviene que sea: en parte, aire
de renovacin, externo, y en parte aire recirculado del propio
local.
CLIMATIZACIN:
ventilacin y acondicionamiento higrotrmico de un local
INSTALACIONES Y SERVICIOS TCNICOS (1803) Introduccin a la
Climatizacin
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Caracterizacin del ambiente interior de los edificios
Por su salubridad
(Calidad del Aire)
Por su condicin higrotrmica (Bienestar Trmico)
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Calidad del aire La calidad del aire interior est tipificada por
la normativa, que exige: aportar a los
espacios interiores de los edificios un caudal suficiente de
aire exterior, y
garantizar la extraccin y expulsin del aire viciado
Est implcito en la normativa que se mantiene la calidad del aire
interior por un
procedimiento de renovacin del aire que no es otra cosa que la
ventilacin del
recinto. Sin embargo, la confusin habitual de considerar los
procesos de
renovacin de aire como sistemas de enfriamiento, hace que
ignoremos la
importancia vital de disponer de aire de calidad suficiente.
La norma nos exige VENTILAR el edificio; exige que el edificio
disponga de aire
interior de calidad suficiente e ignora por completo si la
ventilacin enfra o
calienta los edificios; distingue la ventilacin segn los
edificios sean:
DE VIVIENDAS
NO RESIDENCIALES
INSTALACIONES Y SERVICIOS TCNICOS (1803) Introduccin a la
Climatizacin
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Calidad del aire para EDIFICIOS DE VIVIENDAS
Es de aplicacin lo dispuesto en el CTE-HS 3 a todos los recintos
del edificio, incluso trasteros, aparcamientos, cuartos de basuras
y a las zonas de aparcamiento y garaje.
Se debe verificar en proyecto que:
se aportan los caudales mnimos establecidos
est completamente definido el sistema de ventilacin
para cada tipo de local, el tipo de ventilacin y los medios
aberturas, conductos, ventiladores- estn perfectamente
dimensionados y especificadas sus condiciones relativas; ya sea la
ventilacin mecnica o hbrida.
Y, en el RITE, se establecen las calidades mnimas del aire que
se introduce, expulsa y debe de tener: un local habitado.
INSTALACIONES Y SERVICIOS TCNICOS (1803) Introduccin a la
Climatizacin
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La calidad del aire de impulsin debe ser tal que teniendo en
cuenta las emisiones producidas por las personas y cosas que ocupan
el edificio, y del propio sistema de ventilacin, se consiga la
calidad del aire interior apropiada (previamente establecida)
En otra forma expuesto, en un edificio: debemos controlar que la
calidad del aire interior se mantenga dentro de unos parmetros
establecidos y lo controlamos por medio del aire que impulsamos
(introducimos); pero teniendo en cuenta cul es la calidad del aire
exterior y cul es la calidad del aire que reutilizamos
Y aqu es de aplicacin el reglamento, RITE, y la UNE-EN 13779,
que considerando la ventilacin como un sub-sistema de climatizacin
establece cmo debe producirse y las condiciones que debe
cumplir.
Calidad del aire para EDIFICIOS NO RESIDENCIALES
INSTALACIONES Y SERVICIOS TCNICOS (1803) Introduccin a la
Climatizacin
En estos edificios, la cantidad no est tasada:
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1 Aire exterior ODA Aire que entra en el sistema o por
una abertura desde el exterior
antes de cualquier tratamiento
2 Aire de mezcla MEZ Aire que contiene dos o ms
corrientes de aire
3 Aire de impulsin IMP Flujo de aire que entra en el recinto
tratado, o aire que entra en el
sistema despus de cualquier
tratamiento
4 Aire interior IDA Aire en el recinto o zona tratada
RITE: Tipos de Aire
5 Aire recirculado REC Aire extrado que vuelve al sistema de
tratamiento de aire
6 Aire secundario SEC Flujo de aire tomado de un recinto y
retornado al mismo sin ningn
tratamiento
7 Aire transferido TRA Aire interior que pasa de un recinto a
otro recinto tratado
8 Aire extrado ETA Flujo de aire que sale del recinto
tratado
9 Aire descargado EHA Flujo de aire descargado a la atmsfera
10 Exfiltracin EXF Fuga de aire del edificio hacia el exterior a
travs de los elementos
de separacin con el ambiente exterior
11 Infiltracin INF Entradas de aire del exterior hacia el
edificio a travs de los
elementos de separacin con el ambiente exterior
Nota: Las siglas corresponden a la terminologa en ingls
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Climatizacin
ODA
IDA
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ODA
IDA
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Calidad del aire en el reglamento RITE
1) Fija las categoras aceptables de calidad de aire interior IDA
en funcin del uso del espacio.
2) Fija las cantidades mnimas de aire exterior ODA que se han de
introducir en los recintos para mantener la calidad que ha exigido
y lo hace proponiendo cinco mtodos distintos de valoracin:
A) Indirecto de caudal de aire exterior por persona, L/s.per
B) Directo por calidad de aire percibido, dp.
C) Directo por concentracin de CO2 , ppm.
D) Indirecto de caudal de aire por unidad de superficie,
L/s.m2
E) Directo por dilucin: UNE 100713 para hospitales; UNE 13779
otros
3) Establece el filtrado del aire exterior mnimo de ventilacin
en funcin de la categora de IDA en el recinto y los niveles de aire
exterior posibles ODA.
4) Define las categoras de aire extrado, AE, de acuerdo a su
procedencia y/o contaminantes en suspensin o composicin;
estableciendo las condiciones y porcentajes de su posible
reutilizacin.
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Climatizacin
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USO
IDA 1 Aire de ptima calidad
HospitalesClnicas
LaboratoriosGuarderas
IDA 2 Aire de buena calidad
OficinasResidencias
(locales comunes de hoteles, residencias de ancianos y de
estudiantes)
Salas de lecturaMuseos
AulasPiscinas
IDA 3 Aire de calidad media
Edificios comercialesCines, teatros
Salones de actosHabitaciones de hoteles
Restaurantes, cafeteras, bares, salas de fiesta
IDA 4 Aire de calidad baja
Categoras de calidad del aire por usos del edificio (RITE)
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Climatizacin
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Bienestar TrmicoLas personas tienen sensacin de BIENESTAR TRMICO
cuando desarrollan su actividad vital de
forma equilibrada: manteniendo sin esfuerzo su temperatura.
La actividad vital de las personas es un proceso fsico-qumico
exotrmico; el cuerpo establece un flujo de calor a travs de la
piel, y por la respiracin, que trata de mantener el equilibrio
entre el calor metablico generado y el calor cedido o recibido del
medio ambiente; y las personas se encuentran en equilibrio trmico
con el medio ambiente cuando:
Q met = Qconv + Qcond Qrad + Qresp-sen+ Qresp-lat +
Qevap-lat
Pero la ecuacin anterior no nos informa de cmo ha sido obtenido
el balance. De forma natural, el balance se obtiene a costa de:
fuerte sudoracin y aumento de la temperatura y de la frecuencia
de la respiracin
una drstica reduccin de la sudoracin, respiracin y temperatura
de la piel.
En ambos casos, los esfuerzos que realiza el organismo para
compensar los excesivos intercambios de calor producen sensacin de
desagrado.
De forma opuesta, cuando mantenemos una inapreciable sudoracin,
respiracin equilibrada y temperatura corporal sobre los 37C,
experimentamos una agradable sensacin de BIENESTAR TRMICO.
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Climatizacin
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Bienestar trmico o confort Los esfuerzos que el organismo debe
de hacer para mantener la sensacin de
bienestar trmico o confort van a depender tanto de las
condiciones del ambiente higrotrmico como de las condiciones de los
usuarios.
Aunque debemos estar prevenidos de que: el bienestar trmico es
aquel estado de la mente que expresa satisfaccin con el ambiente
trmico, evaluado de forma subjetiva. (ASHRAE Standard 55)
Las variables que caracterizan el medio ambiente que rodea al
individuo y condicionan el estado de bienestar en que se encuentra
se llaman:
factores de confort
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Climatizacin
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Factores de confortLas variables que determinan la condicin del
medio ambiente que rodea al individuo y que caracterizan su
exposicin a l se llaman factores de confort por tanto habr:
factores de confort referidos al medio:
Temperatura seca del aire
Temperatura radiante
Humedad relativa del aire
Velocidad del aire
factores de confort referidos al
usuario:
Actividad metablica
Grado de vestimenta
Temperatura operativa
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Climatizacin
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Temperatura seca, Ts
Entre 20 y 26C predominio de intercambio por radiacin y
conveccin. Alta Ts dificulta intercambio por radiacin y conveccin:
predomina la
evapotranspiracin. Baja Ts acelera el intercambio. Sensacin de
fro, el cuerpo se autoregula
variando el flujo sanguneo
Humedad relativa, HR Alta HR dificulta el intercambio por
evaporacin. Baja HR facilita el intercambio por evaporacin.
Velocidad del aire Alta velocidad acelera el intercambio por
conveccin.
Temperatura radiante, Trad, de las paredes, techos o suelos Su
valor determina el signo (prdidas/ganancias) de los intercambios
por
radiacin.
Influencia de los factores de confort
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Climatizacin
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Se indica en la tabla el calor metablico generado y desprendido
por las personas en funcin de la actividad que realizan. Las
personas aportan calor sensible que aumenta la temperatura ambiente
y calor latente contenido en el vapor de agua que se aade al que
posee el ambiente.
UNE 13779: 2008
Se toma como unidad metablica, met, el calor por unidad de
tiempo y m2 de piel, transferido por unvarn sentado sin actividad:
58 W/m2
El intercambio puede ser reducido por la ropa, se llama ndice de
indumento, y se expresa en clo(m.K/W), la resistencia trmica del
vestido.
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Climatizacin
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ndice de confort: PPD
INSTALACIONES Y SERVICIOS TCNICOS (1803) Introduccin a la
Climatizacin
Desde principios del siglo pasado -Yaglou, Bedford,- se vienen
haciendo estudios y encuestas de satisfaccin con conclusiones
coincidentes:
es imposible conseguir que la totalidad de un colectivo de
personas manifieste sentir -cualesquiera sean las condiciones
ambientales de referencia- sensacin de bienestar trmico en una
situacin microclimtica dada.
Se acepta como lmite invariante de rechazo el 5% del colectivo,
esto es:al menos un 5% de cualquier colectivo manifestar sentirse
disconforme con el grado de confort ambiental, cualesquiera sean
las condiciones climticas que se les ofrezcan
En consecuencia, podemos definir un ndice de confort indicando
el porcentaje de usuarios que se manifiestan disconformes con una
situacin climtica determinada. Este indice se define como:
porcentaje de insatisfechos, PPD; y solo se consideran aceptables
ndices de PPD entre 5 y 15 %.
El conjunto de valores de los factores de confort que, con un
PPD aceptable, hacen la vida confortable a los usuarios acotar una
ZONA DE CONFORT.
La norma UNE-EN ISO 7730 utiliza el mtodo de Fanger para
determinar la zona de confort de uso obligado en los edificios.
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Condiciones favorables para el bienestar trmico en recintos
Para 1,2 met y 0,5 clo en verano y 1 clo en invierno.
Condiciones desfavorablesCorrientes de aire: con velocidades
mayores a las indicadas anteriormente
Gradiente vertical de temperaturas: 3 K/m, sentados, 2 K/m de
pieTemperatura del suelo: 19C < Ts < 29C
Asimetra radiante: medida a 0,6 m del suelo si se est sentado; a
1,1 si se est de pie
Temperatura
Operativa (C)
Humedad
Relativa (%)
Velocidad
Media (m/s)
VERANO 2325 4560 0,180,24
INVIERNO 2123 4050 0,150,20
Zona de confortLmites de las condiciones interiores de diseo:
RITE
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Temperatura operativa
Es la media ponderada de la temperatura seca del aire y la
temperatura media radiante por sus respectivos coeficientes de
conveccin y radiacin.
y si Tmr
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Zona OcupadaINSTALACIONES Y SERVICIOS TCNICOS (1803) Introduccin
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UNE 13779
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ZONA DE CONFORT
Playa de Hawai
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Climatizacin
