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OPABAD: Optimización de las aberturas de admisión del CTE HS3 "Calidad del aire interior".

REFERENCIA: BIA2006-05718
Ministerio de Educación y Ciencia
Periodo de vigencia: 01/10/2006 - 30/09/2009
Universidad: Universidad de Valladolid
Centro: Escuela Técnica Superior de Arquitectura. Laboratorio de Ventilación

Investigadores:
        - Jesús Feijó Muñoz (investigador principal UVa)
        - Francesc Daumal Domenech (UPC)
        - Santiago Vega Amado (UVa)
        - María Jesús Dios Viéitez (UCD)
        - Marisol Camino Olea (UVa)
        - Consolación Ana Acha Román (UPM)
        - Alberto Meiss Rodríguez (UVa)

Investigadores colaboradores
        - María José Barroso Mate (UVa)
        - Miguel Ángel Padilla Marcos (UVa)

Colaboradores
        - Clodoaldo Ortega Franco (UVa)
        - Ramón Alejos Ducal (mantenimiento UVa)

Seguimiento
        - Ministerio de Vivienda (Subdirección General de Innovación y Calidad)
        - ICC Eduardo Torroja (CSIC)
        - Instituto de acústica (CSIC)
        - Alder Venticontrol (Empresa)

RESUMEN
La intención es progresar en la influencia de las aberturas de admisión sobre la calidad del aire de las habitaciones a las que sirve. Para esto se estudia la compatibilidad de lo que entendemos por calidad del aire interior directamente relacionada con la ventilación de los espacios, con el deseado confort térmico y acústico en las habitaciones exteriores de admisión y todo ello con la máxima eficiencia energética. Se pretende igualmente que el estudio anterior se acompañe como fin último de propuestas de soluciones reales al problema existente con distintas tipologías de abertura, susceptibles incluso de convertirse en lo que el CTE llama “soluciones aceptadas”.

FINALIDAD DEL PROYECTO
Ante la inevitable tendencia al hermetismo del ambiente interior de la vivienda respecto al exterior, porque aporta beneficios energéticos y acústicos, se debe implementar un sistema que mantenga una ventilación confortable con el menor coste energético posible y una máxima atenuación acústica del ruido exterior. Se busca, por lo tanto, optimizar la ya comentada compatibilidad de lo que entendemos por calidad del aire interior, directamente relacionada con la ventilación de los espacios, con el confort térmico y acústico en las habitaciones exteriores de admisión. Y todo ello con la máxima eficiencia energética, o lo que es lo mismo, con la máxima eficiencia de la ventilación que en su fin último permitiría reducir los caudales de renovación del aire.

OBJETIVOS
Los objetivos que se plantean en este proyecto se enmarcan completamente dentro del “Programa Nacional de Construcción” en el apartado “2.4. Mejorar las prestaciones de los sistemas constructivos, en especial en relación con los requisitos básicos de funcionalidad, seguridad y habitabilidad”, ya que pretenden colaborar al desarrollo y mejora de la habitabilidad de las viviendas.

Es obvio que la preocupación por la ventilación en las viviendas es novedoso, no en vano hasta la asunción del Código Técnico existía una auténtica laguna legal en España, probablemente auspiciada porque teníamos otros problemas más acuciantes. Y es el progreso actual de nuestra sociedad el que propicia un aumento de la calidad de vida y con ella del confort en sus viviendas, que pasa por controlar todos sus parámetros entre los que está el de una ventilación racional de sus espacios. En este orden se concretan una serie de estudios:

        - Influencia en la eficiencia de las proporciones físicas de la habitación
        - Influencia en la eficiencia del emplazamiento de las aberturas de admisión y las de paso
        - Influencia en la eficiencia del formato de la abertura de admisión
        - Influencia en la eficiencia de la temperatura del aire de entrada y el de la habitación
        - Influencia en la eficiencia de la variación del caudal de ventilación
        - Influencia del formato de la abertura de admisión en la transmisión acústica

Con ellos podremos avanzar en los criterios de diseño arquitectónico de la vivienda para optimizar su ventilación, incluso se prevé la creación de posibles prototipos de aberturas de admisión.

Otro objetivo que podríamos llamar instrumental, pero que es imprescindible para lograr los fines antes apuntados anteriormente, sería la mejora del laboratorio donde se van a desarrollar los trabajos que se proponen. Mejora que se circunscribe básicamente en completar equipamiento material existente y que se describe en el presupuesto que acompaña a la solicitud.

METODOLOGÍA Y PLAN DE TRABAJO
        1. Actualización bibliográfica
               1.1. Estudio de libros y capítulos de libros, artículos de revistas, comunicaciones en congresos y páginas web de interés.
               1.2. Creación de un servidor informático con una base de datos para su clasificación y para centralizar toda la documentación que genere el proyecto.

        2. Estudio de tipologías de habitación y de aberturas
               2.1. Clasificación de las variantes más comunes en la distribución de dormitorios y cuartos de estar en las viviendas.
               2.2. Propuesta de diseño de distintas aberturas de admisión en las que se presume una convergencia de la salubridad, el ahorro energético, el confort térmico y el confort acústico.

        3. Adecuación del Laboratorio de Acondicionamiento existente para las nuevas necesidades
               3.1 Reforma de la cámara de ensayos y de sus instalaciones de acondicionamiento para: reproducir simultáneamente los ambientes higrotérmicos del exterior y del interior mediante accesorios al equipo de climatización actual; mejora de la estanqueidad de la cámara sustituyendo puertas y otros materiales de unión; mejorar conductos con plenum, compuertas, ventiladores, instalación eléctrica y de comunicaciones y completar útiles y herramientas varias.
               3.2 Ampliación del equipamiento científico con filtros para nuevos gases trazadores que completen el equipo existente de detección de gases trazadores por efecto fotoacústico; actualización del equipo existente de mediciones acústicas de Brüel and Kjaer; aprendizaje del manejo de estos equipos y de su software de aplicación.

        4. Actualización de software de CFD (computational fluid dynamics)
               4.1 Selección de programas de simulación por elementos finitos específicos para ventilación: Flovent, AirPack, Fluent, AEA, CD, EFD.lab, FlowMatch de Dantec Dynamics, Phoenix, Ansys CFD y otros.
               4.2 Estudio y aplicación detallados de los programas elegidos.

        5. Estudio experimental de eficiencia de la ventilación con gases trazadores.
                5.1. Estudio con caudal de aire y temperatura constantes. Con distintos formatos de aberturas y varios emplazamientos según tipologías previas.
               5.2. Estudio alternativo al anterior con caudal de aire variable y temperatura constante.
               5.3. Estudio alternativo al anterior con caudal de aire fijo y temperaturas del aire de admisión y del interior distintas.
               5.4. Estudio alternativo al anterior con caudal de aire y temperatura variables
               5.5. Estudio alternativo al anterior con caudal de aire de admisión pretratado térmicamente.
               5.6. Elaboración de protocolos depurados de los ensayos experimentales realizados.
               5.7. Estudio de conclusiones y previsión de publicaciones parciales de resultados experimentales.

        6. Estudio numérico (simulación virtual) de eficiencia de la ventilación con software de CFD (Computational Fluid Dynamics).
               6.1. Introducción de geometrías y establecimiento de condiciones de contorno sobre los ensayos realizados
               6.2. Cálculo de los casos experimentales realizados y validación del programa a través de la coincidencia de datos del anterior respecto a los obtenidos en los primeros.
               6.3. Obtención de resultados de variantes no experimentadas en laboratorio pero asimilables por la validación previa.
               6.4. Elaboración de protocolos de actuación para el estudio numérico y para la validación de sus resultados
               6.5. Estudio de conclusiones y previsión de publicaciones parciales de los resultados numéricos avalados por la validación experimental.

        7. Estudio acústico de las aberturas de admisión ante el ruido del tráfico vial. Propuesta de modificaciones complementarias para reducir la transmisión de ruido aéreo. Realización de mediciones experimentales con analizador acústico. Obtención de conclusiones y previsión de publicación parcial.

        8. Conclusiones finales y publicación de resultados. Se prevén publicaciones diferenciadas para el diseño arquitectónico y eventualmente para el diseño de las aberturas. El primero destinado a optimizar la distribución de espacios y aberturas, y el segundo dirigido a la propuesta de aberturas concretas susceptibles de ser industrializas.