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

CIC Arquitectura y Construcción - - Contenidos - 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)

Ta­bla 1. Cau­da­les mí­ni­mos pa­ra ven­ti­la­ción cons­tan­te en lo­ca­les ha­bi­ta­bles.

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 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.

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