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GIR2

EPACRA: Proyecto Lanzadera. Estudio de patrones de flujo del aire en sistemas de climatización radiante.

Periodo de vigencia: 01/12/2015 - 01/06/2017
Universidad: Universidad de Valladolid

Investigadores:
        - Jesús Feijó Muñoz (UVa)
        - Alberto Meiss Rodríguez (UVa)
        - Miguel Ángel Padilla Marcos (UVa)

RESUMEN
Actualmente, la ventilación se ha convertido en un proceso esencial para el confort humano dentro de los edificios: es conocida su repercusión sobre asmas, alergias y enfermedades respiratorias por el síndrome del edificio enfermo y la merma de la productividad general cuando el aire interior no es de calidad. En consecuencia, en la entrada de aire exterior (muy caliente en verano, muy frío en invierno) la sociedad debe gastar mucha energía para su acondicionamiento, lo que tiene una repercusión muy significativa sobre la eficiencia energética y la sostenibilidad: así utilizar una estrategia de ventilación más eficiente equivale a actuar para reducir el consumo sobre el ≈9% del total de energía primaria usada en los países de la UE.

Las distintas normativas nacionales vigentes (en España, el CTE DB-HS3, Calidad del aire interior) suelen estudiar los locales de manera global, es decir, estableciendo unos caudales mínimos de ventilación en función de su tipología, superficie, posibles fuentes contaminantes o número de ocupantes. Sin embargo, aunque se cumpla dicha normativa en el recinto, pueden existir zonas en su interior que presenten exceso o déficit de ventilación. De esta forma, los sistemas actualmente planteados no son eficientes a la hora de “proveer aire a aquellas zonas del edificio que lo requieran”, aun cumpliendo incluso con el aporte del caudal mínimo normativo.

Por este motivo es necesario analizar la eficiencia de la ventilación de manera pormenorizada: dicho procedimiento da lugar a estudios que permiten optimizar los sistemas utilizados y, al funcionar más eficientemente, conseguir un importante ahorro energético.

Conjuntamente a la necesidad de asegurar una calidad del aire, para obtener el confort es necesario asegurar el bienestar térmico del usuario del recinto. Esta sensación estará en relación con parámetros como la temperatura operativa, la humedad y la velocidad del aire.

De particular importancia adquiere el concepto de temperatura operativa. Tal como lo recoge la normativa (en este caso, el Reglamento de Instalaciones Térmicas de los Edificios), se combinan en este término los conceptos de temperatura seca y temperatura radiante.

Los sistemas tradicionales de calefacción y climatización de la arquitectura moderna se suelen calcular a partir del parámetro de la temperatura seca, pero no es posible alcanzar el confort humano (ni la eficiencia energética) sólo con este parámetro. Es necesario incorporar la influencia que tiene las temperaturas del paramento que envuelve al espacio en cuestión. Así, brevemente puede recordarse cómo esta noción está presente en nuestra propia historia: las tradicionales Glorias están basadas en la calefacción radiante, como también la costumbre de cubrir las gruesas paredes de piedra de nuestros castillos en invierno mediante tapices.

El concepto es que el cuerpo humano percibe la temperatura como conjunción de estos dos parámetros: la temperatura del aire en donde se encuentra y la temperatura de los paramentos que lo rodean (que emiten radiación térmica). Por tanto, el plantear sistemas de climatización radiante permite que se pueda gastar menos energía en acondicionar la temperatura del aire interior de los edificios, lo que supone un enorme ahorro energético, con condiciones de confort, incluso, muy superiores a las actuales con los sistemas tradicionales (dado que, a mayores, la velocidad del aire es muy baja y no se perciben las llamadas corrientes molestas de aire).

Estos sistemas radiantes son ya comunes en muchos de nuestros edificios: suelo radiante, techo refrigerante, techo radiante, etc. Sin embargo hasta ahora sólo se han estudiado desde el punto de vista térmico (estratificación de las temperaturas, corrientes de aire, bienestar térmico de los ocupantes), sin incorporar cómo éstos afectan a la eficiencia de la ventilación y cómo repercuten a la hora de poder reducir los caudales de aire que hay que introducir desde el exterior.

La metodología que se plantea es reproducir distintos recintos (los habituales en nuestros edificios) en el interior de una cámara de ensayos. Para esto se utilizarán las instalaciones del Laboratorio de Ventilación de la E.T.S. de Arquitectura de Valladolid, construidas al amparo de un proyecto nacional de investigación (del Ministerio de Educación y Ciencia).

El sistema constructivo de la instalación permite también estudiar la viabilidad de implementar soluciones de aislamiento acústico, por lo que los distintos procesos tendrán su correspondiente ensayo. Esta solución daría servicio a mejorar las prestaciones acústicas de nuestros edificios, de acuerdo a la vigente norma del CTE-HR.

Cuantitativamente, nuestros estudios anteriores dan la pauta de que es posible obtener hasta un 10% de ahorro energético respecto a otros sistemas similares vigentes de climatización radiante.

Cualitativamente, es posible afirmar que un estudio en profundidad del sistema planteado puede establecer pautas de diseño que supongan una mejora muy apreciable en el confort térmico, de calidad del aire y sonoro de los usuarios de los edificios de Castilla y León, pudiéndose materializar en demandas a incluir en los pliegos de condiciones de la licitación de nuevas obras.

Finalmente, la optimización global planteada repercutirá directamente sobre los sistemas de diseño, producción, instalación y promoción de la empresa demandante, poniendo su labor en valor respecto a la multinacional suiza a la que está asociada.