Procedimientos de diseño de ventilación en el estándar ASHRAE 62.1

La Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado (ASHRAE) fue fundada en 1894 y ahora se ha convertido en una asociación global con más de 50,000 miembros. Los estándares de ASHRAE cubren muchos aspectos de calefacción, ventilación, aire acondicionado y refrigeración, y los códigos de construcción en todo el mundo los utilizan como referencia.

La norma ANSI / ASHRAE 62.1-2016 se denomina “Ventilación para una calidad de aire interior aceptable”. La norma especifica un procedimiento de diseño para la ventilación natural y dos opciones para los sistemas de ventilación mecánica: el procedimiento de frecuencia de ventilación (VRP) y el procedimiento de calidad del aire interior (IAQP).

El VRP y el IAQP siguen diferentes enfoques para lograr un nivel de ventilación adecuado. Mientras que el VRP se basa en medidas prescriptivas y tablas de ventilación, el IAQP se basa en el rendimiento, proporcionando un sistema de ventilación que controla los contaminantes del aire de manera eficaz.


Optimice su diseño de ventilación y reduzca el consumo de energía.


Procedimiento de frecuencia de ventilación: el enfoque prescriptivo

El procedimiento de tasa de ventilación se usa ampliamente, ya que involucra cálculos estandarizados que son bien conocidos en la industria de HVAC. Con base en la investigación de la contaminación del aire, ASHRAE ha determinado las tasas de ventilación ideales para cada tipo de edificio, que se presentan por pie cuadrado y por ocupante:

  • El flujo de aire de diseño por unidad de área se expresa en cfm por pie cuadrado.
  • El componente de ocupación se expresa en pies cúbicos por minuto por persona.

Por ejemplo, la tasa de ventilación mínima para un restaurante es de 0,18 cfm / pie cuadrado. y 7.5 cfm / persona. Si el área es de 5,000 pies cuadrados y el restaurante está diseñado para 200 personas, la tasa de ventilación requerida es la siguiente:

  • Componente de área = 0.18 cfm / pie cuadrado x 5,000 pies cuadrados = 900 cfm
  • Componente de ocupación = 7.5 cfm / persona x 200 personas = 1,500 cfm
  • Flujo de aire total = 900 cfm + 1,500 cfm = 2,400 cfm

Este valor se llama Flujo de aire exterior de la zona de respiración en el estándar 62.1 de ASHRAE. Luego se divide por el Efectividad de distribución de aire de zona, para obtener el Flujo de aire exterior de zona que debe ser alimentado por el sistema de ventilación. Si la eficacia de distribución para el ejemplo anterior es 0,8, el flujo de aire exterior de la zona debe ser de 3000 cfm (2400 cfm / 0,8).

Procedimientos de diseño de ventilación en el estándar ASHRAE 62.1

Un sistema de ventilación de zona única solo requiere un cálculo de flujo de aire exterior, y los diseños de zonas múltiples sin recirculación se basan en una simple adición de flujos de aire individuales. El escenario más complejo es un sistema multizona con recirculación, donde ASHRAE proporciona un procedimiento de cálculo detallado desglosado por pasos.

La ventilación controlada por demanda (DCV) puede ajustar el flujo de aire exterior de acuerdo con la ocupación, pero no puede caer por debajo del componente de flujo de aire basado en el área. Por ejemplo, el flujo de aire exterior de 2.400 cfm calculado anteriormente no se puede reducir por debajo de 900 cfm.

Procedimiento de calidad del aire interior: el enfoque basado en el rendimiento

El procedimiento de calidad del aire interior (IAQP) no establece un suministro mínimo de aire exterior. En cambio, proporciona pautas de diseño para un sistema de ventilación que mantiene las concentraciones de contaminantes por debajo de un valor umbral. En otras palabras, el IAQP puede lograr un flujo de aire más bajo que el VRP, reduciendo la carga de trabajo en el sistema HVAC. Los ventiladores consumen menos energía porque mueven menos aire y los costes asociados de calefacción y refrigeración también se reducen.

Dado que la IAQP se basa en el rendimiento, el proceso de diseño es abierto y flexible:

  • Los contaminantes de interés (COC) se identifican para el proyecto.
  • Una vez que se dispone de una lista, el siguiente paso es identificar sus fuentes y la tasa de emisión de cada fuente.
  • Se determina una concentración máxima para cada contaminante del aire, según los valores de referencia de una fuente autorizada.
  • El sistema de ventilación está diseñado de acuerdo con los requisitos de flujo de aire que mantendrán los contaminantes por debajo del umbral especificado.
  • Además, los ocupantes realizan una evaluación de la calidad del aire.

La IAQP está limitada por la falta de umbrales de contaminantes atmosféricos estandarizados y también por la naturaleza subjetiva de las evaluaciones de los ocupantes. Por esta razón, muchos códigos de construcción aún no aprueban la IAQP. Lo mismo se aplica a la certificación LEED, donde solo se acepta el VRP.

Para lograr los beneficios de la IAQP al mismo tiempo que se cumplen los códigos de construcción y los requisitos LEED, ambos enfoques se pueden combinar. El VRP establece el requisito mínimo de flujo de aire exterior, mientras que el IAQP mejora la calidad del aire, sin reducir el flujo de aire exterior por debajo de los límites del VRP.

Conclusión

Los sistemas de ventilación tienen un pequeño consumo de energía en comparación con los equipos de aire acondicionado y calefacción, pero su diseño tiene un impacto significativo en la eficiencia del edificio. El diseño de ventilación determina el flujo de aire exterior, y un flujo de aire más alto aumenta las cargas de calefacción y refrigeración.

Existe una amplia variedad de configuraciones de HVAC, y elegir un sistema adecuado para su edificio es fundamental para la calidad del aire interior y la eficiencia energética. Una empresa de ingeniería profesional de MEP puede especificar el equipo y el diseño del sistema óptimos.