Eficiencia energética y calidad del aire interior: ¿amigos o enemigos?

La eficiencia energética y la calidad del aire interior son características deseables en un edificio. La eficiencia energética reduce el costo operativo y el impacto ambiental de los edificios, mientras que la calidad del aire interior crea un entorno más saludable para los ocupantes. Además, la eficiencia energética y la IAQ pueden ayudar a ganar puntos para una certificación de construcción ecológica como LEED. Existe la creencia común de que la eficiencia energética tiene un impacto negativo en la calidad del aire y viceversa. Sin embargo, ambos aspectos se pueden mejorar junto con decisiones de diseño inteligentes.

Los sistemas HVAC representan la mayor parte del consumo de energía en la mayoría de los edificios residenciales y comerciales. Además, la calidad del aire interior depende en gran medida del rendimiento de HVAC. Esto significa que un buen diseño de HVAC es fundamental para lograr tanto la eficiencia energética como la IAQ en un proyecto de construcción.


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Uso efectivo de la ventilación

La ventilación consume menos energía que la calefacción y el aire acondicionado. Sin embargo, la cantidad de aire exterior suministrado a un edificio afecta las cargas de calefacción y refrigeración. Por ejemplo, si los controladores de aire aumentan el flujo de aire exterior en un caluroso día de verano, el sistema de aire acondicionado debe trabajar más para compensar el calor adicional que ingresa al edificio. Lo mismo se aplica a los sistemas de calefacción si se aumenta la ventilación en un día frío de invierno.

Según la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., el aire interior suele estar entre 2 y 5 veces más contaminado que el aire exterior, incluso en las ciudades. Por lo tanto, diluir el aire interior con aire exterior es una forma efectiva de reducir la concentración de contaminantes del aire. Dado que pasamos el 90% de nuestro tiempo en interiores, conservar la calidad del aire interior es muy importante.

Eficiencia energética y calidad del aire interior: ¿amigos o enemigos?

La falta de ventilación es perjudicial para la calidad del aire interior, pero una ventilación excesiva representa un desperdicio de energía. Idealmente, un sistema de ventilación debería proporcionar la cantidad justa de aire que necesita un edificio. Esto se puede lograr cumpliendo dos requisitos de diseño:

  • Medir los contaminantes del aire interior y aumentar o disminuir las tasas de ventilación según sea necesario.
  • Garantizar que la tasa de ventilación nunca disminuya por debajo de los valores mínimos establecidos en los códigos de construcción locales.

ASHRAE proporciona dos métodos para diseñar sistemas de ventilación mecánica, el Procedimiento de tasa de ventilación (VRP) y el Procedimiento de calidad del aire interior (IAQP). El VRP se basa en tasas de ventilación prescriptivas determinadas por ASHRAE después de extensas pruebas de laboratorio. Estas tarifas se basan en el tipo de edificio, su superficie construida y el número de ocupantes. Por otro lado, la IAQP no utiliza valores prescriptivos, sino que la ventilación se controla de acuerdo con las mediciones de la calidad del aire. El IAQP tiene el potencial de mejorar la eficiencia, ya que no hay una tasa mínima de ventilación. Sin embargo, muchos códigos de construcción locales se basan en el VRP porque es más fácil usar valores prescriptivos.

Para optimizar el rendimiento de la ventilación y cumplir con los códigos de construcción, es posible un enfoque de diseño híbrido. Las tasas mínimas de flujo de aire se basan en los requisitos del código, pero se utilizan controles inteligentes para ajustar el flujo de aire según las mediciones de la calidad del aire. Cuando las tasas de ventilación se controlan cuidadosamente, los propietarios de edificios también ahorran en calefacción y aire acondicionado.

Actualización de los sistemas HVAC para mejorar la eficiencia y la IAQ

Cuando se implementan medidas de eficiencia energética sin un análisis cuidadoso, pueden tener un impacto negativo en la calidad del aire interior. Por ejemplo, si las tasas de ventilación se reducen arbitrariamente, los contaminantes del aire interior pueden alcanzar concentraciones más altas. Sin embargo, con una auditoría energética profesional, los propietarios de edificios pueden identificar medidas de ahorro de energía que no afectan la IAQ, o incluso medidas que también mejoran la IAQ.

Eficiencia energética y calidad del aire interior: ¿amigos o enemigos?

Muchos sistemas de ventilación son del tipo de volumen de aire constante (CAV), lo que significa que siempre funcionan con la capacidad máxima del ventilador. Al convertirlos en sistemas de volumen de aire variable (VAV), la ventilación se puede optimizar con controles inteligentes. La calidad del aire interior no se verá afectada si el control de ventilación mide la concentración de contaminantes del aire. La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. descubrió que una actualización de ventilación de CAV a VAV puede lograr ahorros de energía anuales del 10% al 21%.

Según el clima local, los sistemas HVAC también se pueden mejorar con un economizador del lado del aire o un ventilador de recuperación de energía:

  • Un economizador del lado del aire puede determinar cuándo un aumento en el flujo de aire exterior tendrá el mismo efecto de enfriamiento que un acondicionador de aire. En estos casos, el economizador suministra más aire exterior, mientras reduce la salida de enfriamiento de CA. Los ventiladores consumen más energía para entregar más aire, pero los ahorros en aire acondicionado logrados son mayores.
  • Un ventilador de recuperación de energía intercambia calor y humedad entre el suministro de aire exterior y el aire de escape. Esta medida puede ahorrar en calefacción, refrigeración, humidificación o deshumidificación. Cuando solo se intercambia calor pero no humedad, el sistema se denomina ventilador de recuperación de calor.

Los economizadores del lado del aire y los ERV son útiles en los edificios porque permiten una mayor ventilación y conservan la eficiencia energética. Sin embargo, la efectividad de estas medidas cambia dependiendo del clima local. Se recomiendan servicios profesionales de modelización energética para estudiar el rendimiento de estas medidas antes de invertir en ellas.

Mejorar la calidad del aire interior normalmente se considera una medida de bienestar, pero también tiene un beneficio económico importante. Según JLL Incorporated, una de las firmas inmobiliarias más grandes del mundo, la nómina y otros gastos laborales son 10 veces mayores que las facturas de servicios públicos en edificios comerciales. Esto significa que una mejora del 1 % en la productividad de la oficina es comparable a una mejora del 10 % en la eficiencia energética y la eficiencia del agua. Dado que la calidad del aire interior hace que los edificios sean más saludables y cómodos, puede mejorar directamente la productividad.