Opciones de ventilación para edificios residenciales

Todos los edificios habitables requieren ventilación, y cuando este sistema se ha implementado incorrectamente o no funciona bien, la mala calidad del aire que se produce puede tener consecuencias negativas como olores desagradables y problemas de salud.

La ventilación se puede clasificar en dos subcategorías, ventilación natural y mecánica. Como su nombre lo indica, la ventilación natural es aquella que ocurre espontáneamente gracias a los gradientes de temperatura del aire y la convección; mientras que la ventilación mecánica es aquella que depende de equipos que consumen energía, como ventiladores o unidades de tratamiento de aire.


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Para las áreas habitables, el Código Mecánico de la Ciudad de Nueva York requiere que el sistema de ventilación mecánica proporcione un flujo de aire equivalente al mayor de los siguientes:

  • 0,35 cambios de aire por hora, calculados sobre la base de la superficie total del suelo
  • 15 cfm (pies cúbicos por minuto) por persona

Cualquier espacio que no tenga calefacción o que se mantenga por debajo de 50 ° F y que no esté sujeto a ocupación continua está exento de estos requisitos. También existen requisitos especiales para cocinas y baños:

  • Cocinas: 100 cfm (intermitente) o 25 cfm (continuo)
  • Baños: 50 cfm (intermitente) o 20 cfm (continuo)

Ventilación natural a través de ventanas operables

La principal ventaja de utilizar ventanas operables para ventilación natural es que el costo de energía es cero, ya que no hay inyectores ni extractores que consuman energía. El inconveniente de la ventilación natural es que es insuficiente por sí misma en muchas aplicaciones, donde el Código Mecánico de la Ciudad de Nueva York lo señala y hace obligatoria la ventilación mecánica.

Independientemente de si la ventilación mecánica es obligatoria u opcional, el Capítulo 12 del Código de Construcción de la Ciudad de Nueva York requiere ventilación natural para todos los espacios habitables y los los medios de ventilación son ventanas y puertas vidriadas. En el caso específico de destinos clasificados como Grupo Residencial R-3, también son válidos los tragaluces y paneles traslúcidos como medios de ventilación natural. Se establecen los siguientes requisitos:

  • El área total de ventanas o medios de ventilación similares debe ser al menos el 5% del área total del piso del espacio habitable.
  • Cada ventana o abertura individual debe tener un área acristalada de al menos 12 pies cuadrados, de los cuales el área que se puede abrir debe ser de al menos 6 pies cuadrados. En baños y aseos, el área mínima acristalada por ventana es de 3 pies cuadrados, con un área que se puede abrir de 1.5 pies cuadrados.
  • Las habitaciones adyacentes conectadas a través de una puerta se consideran espacios separados para fines de ventilación: los requisitos deben determinarse individualmente para cada
  • Si hay un sistema de ventilación mecánica que suministre al menos 40 cfm de aire fresco, el área requerida de ventanas se reduce al 2.5% del espacio total del piso. El área que se puede abrir requerida por ventana también se reduce a 5.5 pies cuadrados

Es importante tener en cuenta que, siempre que haya un entrepiso o una habitación de dos niveles, se debe tener en cuenta el área total del piso para diseñar la ventilación, no solo el área del nivel inferior.

Ventilación mecánica compartimentada a través de unidades PTAC o ERV

Cuando los códigos requieren sistemas de ventilación mecánica, hay dos enfoques principales: usar sistemas centralizados o compartimentarlos por unidad de vivienda. El segundo enfoque es viable tanto con acondicionadores de aire de terminales empaquetados (PTAC) como con unidades de ventilación con recuperación de energía (ERV).

La principal ventaja de este enfoque es el aislamiento entre unidades de vivienda, que aumenta la calidad general del aire y permite el control individual e independiente de los sistemas de ventilación.

Unidades PTAC

Los acondicionadores de aire de terminal empaquetados funcionan según el mismo principio que los acondicionadores de aire de tipo ventana: se instalan directamente entre el espacio ventilado y el exterior, extrayendo el aire de admisión y calentándolo o enfriándolo de acuerdo con las necesidades actuales de HVAC. La ventaja de los PTAC es que combinan la calefacción, la refrigeración y la ventilación en una sola unidad y no tienen conductos.

Unidades ERV

La ventilación con recuperación de energía es una alternativa muy eficiente desde el punto de vista energético, que se basa en utilizar el aire de salida para preacondicionar el aire de entrada y reducir la carga total de refrigeración o calefacción. Su principio básico es el siguiente:

  • En verano, el aire de escape se utiliza para preenfriar y deshumidificar el aire de admisión.
  • Por otro lado, en invierno el aire de escape precalienta y humedece el aire de admisión.

Es importante tener en cuenta que las unidades ERV solo pueden cumplir con la carga completa de HVAC en condiciones específicas de temperatura y humedad. De lo contrario, deben funcionar junto con un acondicionador de aire o un calentador.

Inyección de aire exterior al pasillo y extracción a través del escape del inodoro

El Código Mecánico de la Ciudad de Nueva York no permite que el aire de escape de los baños se use para ventilar otras áreas, pero es válido aspirar aire de otras áreas del edificio. En el caso de los edificios de apartamentos, un sistema de inyección común puede proporcionar aire a los pasillos, que luego ingresa a las viviendas individuales antes de ser finalmente agotado por los ventiladores de los inodoros. Con este sistema de ventilación, hay algunas consideraciones importantes:

  • Los extractores de baño se ocupan de toda la carga de ventilación de cada apartamento y deben dimensionarse en consecuencia. El código mecánico de la ciudad de Nueva York permite un sistema de escape combinado para la cocina y el baño.
  • Los inyectores que proporcionan el suministro de aire exterior para cada corredor deben proporcionar un flujo de aire que se equilibre con el escape combinado de todos los apartamentos individuales.

Al instalar el escape de aire, hay varios espacios libres que deben tenerse en cuenta:

  • A dos pies de las ventanas del mismo departamento
  • Cuatro pies de distancia de ventanas de edificios adyacentes o pertenecientes a otro tipo de ocupación en el mismo edificio
  • Diez pies de distancia de cualquier abertura de entrada de aire y diez pies por encima de la acera pública

Una consideración final es que se requieren rejillas, pantallas o persianas resistentes a la corrosión para todas las aberturas de admisión y escape. El tamaño de la abertura debe estar entre 1/4 y 1/2 pulgada

La sencillez es la principal ventaja de este sistema de ventilación. Cuando todas las puertas de un pasillo están cerradas, la presión positiva tiende a acumularse en el pasillo, mientras que la presión negativa se acumula dentro de las unidades de vivienda. Sin embargo, el Código Mecánico no considera que esto sea un problema y la presión tiende a equilibrarse a lo largo del día a medida que se abren y cierran las puertas de los apartamentos.

La principal limitación de este enfoque es que la compartimentación es deficiente, lo que tiene algunos efectos que pueden ser perjudiciales para el rendimiento general del sistema de ventilación. El impacto del efecto pila en particular puede ser significativo:

  • Cuando la temperatura exterior es más baja que la del edificio, el aire tiende a filtrarse hacia el edificio en los niveles inferiores y hacia los niveles superiores.
  • El efecto contrario ocurre cuando la temperatura exterior es más cálida: el aire tiende a filtrarse hacia los pisos superiores y hacia los inferiores.

El efecto general en los equipos de ventilación es un mayor consumo de energía y un rendimiento reducido:

  • En los pisos donde el aire exterior tiende a filtrarse, los extractores tienen que trabajar más
  • Por otro lado, los niveles donde las fugas de aire se dirigen hacia afuera tienden a tener problemas de calidad del aire; el aire puede ser aspirado desde otros niveles, transportando olores o contaminantes.

Elevadores de ventilación mecánicos individuales para cada apartamento

La construcción de un elevador individual para cada departamento ofrece un excelente control sobre la ventilación, ya que el escape de cada unidad está completamente aislado del resto. También se evitan los problemas con el efecto de chimenea: dado que cada unidad de vivienda tiene un sistema de ventilación dedicado, la hermeticidad entre las diferentes áreas se puede maximizar sin comprometer la calidad general del aire. Por lo tanto, este enfoque de ventilación mejora la eficiencia energética general de un edificio porque los sistemas aislados no tienen que operar contra movimientos de aire a granel.

La eficiencia de este diseño de ventilación se ve reforzada por el hecho de que cada sistema se puede controlar individualmente, algo que no es posible cuando un solo sistema de inyección proporciona la entrada de aire para todo un piso. El control de la humedad también se mejora cuando la ventilación está compartimentada por unidad de vivienda.

Por supuesto, instalar un elevador de ventilación dedicado para cada apartamento implica un costo inicial más alto, ya que cada unidad tiene sistemas de inyección y extracción individuales, y puede que solo sea una opción viable en construcciones nuevas debido a los requisitos de espacio.

Recomendaciones generales de eficiencia energética

El rendimiento del sistema de ventilación se puede mejorar en gran medida con el uso de variadores de frecuencia. Básicamente, un VFD ajusta la velocidad del ventilador de acuerdo con la carga de ventilación, en lugar de encenderlo y apagarlo. El control de velocidad es superior a la reducción del ciclo de trabajo porque sus ahorros son cuadráticos, mientras que la reducción del ciclo de trabajo solo proporciona ahorros.

  • Un ventilador que funciona con un ciclo de trabajo del 75% consume alrededor del 75% de la energía en comparación con otro de las mismas características que funciona todo el tiempo.
  • Por otro lado, un ventilador que funciona al 75% de la velocidad solo consume alrededor del 42% de la energía consumida por un ventilador que funciona a máxima velocidad.
  • En este escenario, la reducción del ciclo de trabajo al 75% produce un ahorro del 25%, pero hacer funcionar el ventilador al 75% de la velocidad ahorra el 58% de la energía. En otras palabras, el control de velocidad genera un ahorro adicional del 33%.

Junto con la calefacción y la refrigeración de espacios, la ventilación juega un papel clave en el mantenimiento de unas condiciones interiores óptimas para la salud y el confort de las personas. Hay varios diseños de sistemas potenciales, cada uno con ventajas y limitaciones, y al final del día, la elección óptima está determinada por las condiciones del proyecto y el presupuesto disponible. Los sistemas de ventilación compartimentados tienden a tener una eficiencia energética superior a un costo mayor; mientras que los sistemas centralizados tienden a sufrir el efecto de pila en edificios más altos, pero son rentables en edificios de menor altura donde los hábitos de uso son similares en las unidades de vivienda separadas.

Nota del editor: esta publicación se publicó originalmente en noviembre de 2016 y se ha renovado y actualizado para que sea precisa y completa.