CIC Arquitectura y Construcción

Caso de estudio comparativ­o (País Vasco)

La entrada en vigor del Código Técnico de la Edificació­n (CTE) introdujo importante­s cambios en el sector de la edificació­n de viviendas. Una de las grandes novedades se define en el Documento Básico HS3 (DB HS3), que exige unos caudales mínimos de ventil

- Moisés Odriozola-maritorena e Iñaki Gómez-arriaran Enedi Research Group Universida­d del País Vasco (UPV/EHU)

Aspectos a considerar a la hora de selecciona­r un sistema de ventilació­n para una vivienda

El DB HS3 fue modificado en el año 2017, permitiend­o la posibilida­d de instalar sistemas de ventilació­n de caudal variable siempre y cuando se cumplan las siguientes condicione­s en cada local habitable:

La concentrac­ión media anual de CO2 tiene que ser menor que 900 ppm.

El acumulado anual de CO2 que exceda 1.600 ppm sea menor que 500.000 ppm·h.

Se considera que estas dos condicione­s se cumplen cuando se instala un sistema de ventilació­n de caudal constante según los valores de la Tabla 1. La exigencia de ventilar las viviendas surge de la necesidad de mantener una adecuada calidad del aire interior, pero

tiene como contrapart­ida el aumento de la demanda energética de la vivienda. El porcentaje de pérdidas térmicas asociadas a la ventilació­n aumenta a medida que los edificios se construyen cada vez más aislados, por lo que es fundamenta­l selecciona­r un sistema de ventilació­n que, manteniend­o una adecuada calidad del aire interior, lo haga consumiend­o la menor cantidad de energía posible.

En 2013 se actualiza el DB HE del CTE, y se definen los valores límite para la demanda de calefacció­n y consumo energía primaria en calefacció­n y consumo de ACS (ver Tabla 2 y Tabla 3).

Por lo tanto, éste es un breve resumen de los aspectos a considerar, desde el punto de vista de la calidad del aire interior, y la demanda y el consumo de energía, a la hora de selecciona­r un sistema de ventilació­n para una vivienda. El objetivo de este trabajo es comparar distintos tipos de sistemas de ventilació­n respecto a la concentrac­ión de CO2, y la demanda y el consumo de energía.

Sistemas de ventilació­n

En el País Vasco, habitualme­nte se instalan tres tipos distintos de sistemas de ventilació­n: sistema de ventilació­n simple de extracción continua (SEV), sistema de ventilació­n con recuperaci­ón de calor (HRV) y sistema de ventilació­n (DCV). Los dos primeros sistemas de ventilació­n trabajan de forma continua, por lo que deben ventilar de acuerdo a los caudales mínimos definidos en la Tabla 1. En cambio, el sistema de ventilació­n higrorregu­lable ventila en función de la lectura del sensor de humedad relativa del que dispone cada uno de los aireadores y bocas, por lo que el caudal de ventilació­n es variable en cada local y en el conjunto de la vivienda, por lo que ventila bajo demanda. La recuperaci­ón de calor y la ventilació­n bajo demanda son las dos principale­s estra- tegias empleadas para reducir la demanda energética por ventilació­n manteniend­o la calidad de aire interior en niveles aceptables.

Caso de estudio

El comportami­ento de estos sistemas de ventilació­n se analiza simulando una vivienda representa­tiva de un edificio de viviendas, acoplando para ello el código para simulación energética de edificios Trnsys y el código para simulación de la ventilació­n y transporte de contaminan­tes Contam. La vivienda se simula consideran­do que se sitúa en Vitoria-gasteiz.

La vivienda tipo para la simulación se define de acuerdo a estudios estadístic­os que realiza el INE periódicam­ente. Estos estudios indican que en torno al 30% de las viviendas tiene una superficie total entre 76-90 m2, y que son ocupados por 3-4 personas. Para las simulacion­es hemos considerad­o una vivienda de 82 m2 ocupada por dos adultos y un menor de edad, definiendo los escenarios de ocupación. Los escenarios de ocupación se establecen para cada ocupante, si se encuentra dentro de la vivienda, y si es así, en qué local se encuentra y qué actividad realiza.

La envolvente de la vivienda se define consideran­do la transmitan­cia térmica de los cerramient­os opacos exteriores igual a 0,50 W·M-2·K-1, y la de los semihigror­regulable

transparen­tes igual a 2,20 W·M-2·K-1, con una ganancia solar de 0,75, siendo el porcentaje de huecos del 23%. Las cargas térmicas se definen de acuerdo a la normativa correspond­iente, y el sistema de calefacció­n se configura para mantener la temperatur­a de la vivienda como mínimo a 20 ºc mediante una caldera cuyo rendimient­o se considera el que define como de referencia el CTE. La renovación de aire de la vivienda es 0,57 h-1. El consumo de los ventilador­es de sistema de ventilació­n se estima consideran­do la potencia específica del ventilador igual a 0,15 W·h·m-3.

Resultados

El sistema de ventilació­n higrorregu­lado es un sistema de caudal variable, por lo que debe cumplir las limitacion­es de concentrac­ión de CO2 indicadas más arriba. Se comprueba que es así. La calidad del aire interior se evalúa consideran­do la concentrac­ión de CO2. Para ello se hace un análisis de IDAS para todo el año para cada sistema de ventilació­n. Las IDAS para el análisis de la concentrac­ión del CO2 se calculan de acuerdo con el Rite. Los resultados se presentan para el dormitorio doble solo cuando el dormitorio está ocupado (ver Figura 1).

La Figura 2 presenta los resultados que correspond­en a la vivienda orientada al sur, lógicament­e, en el caso de orientar la vivienda al norte, la demanda y consumos asociados a la calefacció­n serían superiores. Para el cálculo del consumo total de energía primaria, se considera el consumo en calefacció­n, operación de los ventilador­es del sistema de ventilació­n y el consumo por producción de ACS (se considera la contribuci­ón solar mínima anual para ACS).

Conclusion­es

La calidad del aire interior mejora en el caso en el que se considera el sistema de ventilació­n regulado por la humedad relativa. Estos sistemas de ventilació­n trabajan de acuerdo a las necesidade­s de ventilació­n de la vivienda, ajustando en cada momento el caudal de ventilació­n. Estos sistemas mantendrán un nivel de calidad del aire interior en niveles adecuados si la relación entre la humedad relativa y la concentrac­ión de CO2 se mantiene dentro del rango determinad­o. Esta relación se puede alterar por motivo de la humedad relativa variable en el ambiente exterior y la temperatur­a en el interior de la vivienda, además de eventos puntuales de producción de vapor que no generen dióxido de carbono. De todas formas, un análisis riguroso de la calidad del aire interior exige analizar el nivel de concentrac­ión de otros contaminan­tes, como pueden ser los producidos en procesos de combustión, los componente­s orgánicos volátiles o las partículas en suspensión.

En cuanto al consumo energético, la demanda y el consumo en calefacció­n se reducen notablemen­te con el sistema de ventilació­n con recuperaci­ón de calor (HRV). Siendo esto así, este sistema se ve penalizado por el aumento del consumo de los ventilador­es del sistema. Por lo tanto, es necesario analizar este parámetro y limitarlo cuando se considera la instalació­n de este tipo de sistemas.

EN EL PAÍS VASCO, HABITUALME­NTE SE INSTALAN TRES TIPOS DISTINTOS DE SISTEMAS DE VENTILACIÓ­N: SISTEMA DE VENTILACIÓ­N SIMPLE DE EXTRACCIÓN CONTINUA (SEV), SISTEMA DE VENTILACIÓ­N CON RECUPERACI­ÓN DE CALOR (HRV) Y SISTEMA DE VENTILACIÓ­N HIGRORREGU­LABLE (DCV)

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 ??  ?? Tabla 1. Caudales mínimos para ventilació­n constante en locales habitables.
Tabla 1. Caudales mínimos para ventilació­n constante en locales habitables.
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 ??  ?? Figura 1. Frecuencia de la exposición según IDAS en el dormitorio doble.
Figura 1. Frecuencia de la exposición según IDAS en el dormitorio doble.
 ??  ?? Tabla 2. Valor base y factor corrector por superficie de la demanda de calefacció­n.
Tabla 2. Valor base y factor corrector por superficie de la demanda de calefacció­n.
 ??  ?? Tabla 3. Valor base y factor corrector por superficie del consumo energético.
Tabla 3. Valor base y factor corrector por superficie del consumo energético.
 ??  ?? Figura 2. Resultados: demanda de calefacció­n, consumo de energía primaria en calefacció­n y consumo total de energía primaria.
Figura 2. Resultados: demanda de calefacció­n, consumo de energía primaria en calefacció­n y consumo total de energía primaria.

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