La Ventilación Natural (VN) puede funcionar por diversas fuentes motrices. La diferencia de temperatura entre el interior y exterior, que conlleva una diferencia de presión en las aberturas; diferencias de presión acontecidas por la acción del viento en una zona de nuestra envolvente, creando diferencias de presión entre distintas aberturas; o el efecto de térmico de convección natural del aire caliente, extendidamente conocido como efecto Stack, que provoca que el aire caliente ascienda, ya sea en la misma zona térmica con aberturas a distinta altura, o por conductos de extracción de aire que evacúan el aire caliente por las zonas superiores del edificio.

En las épocas frías, la diferencia de temperatura es el motor principal de la VN, posibilitando el suministro de aire exterior necesario según requerimientos normativos de CAI, siempre y cuando se haya diseñado un sistema correctamente equilibrado. Sin embargo, en las épocas calurosas, la diferencia de temperatura disminuye, o incluso desaparece minimizando el efecto físico de ventilación natural por diferencia de temperaturas.

En estas épocas cálidas, la acción del viento puede llegar a provocar unas diferencias de presión similares, o incluso superiores, a las creadas por diferencia de temperatura. Por lo que el viento debería ser considerado en el proceso de diseño de un sistema de ventilación natural. El problema aparece con la disponibilidad de datos fiables para realizar los cálculos y la complejidad de los cálculos para resolver el problema de balance de masas. Es por ello que tradicionalmente se obvia el viento en los cálculos de sistemas de ventilación natural, realizando un cálculo conservador y definiendo los efectos debido al viento como un extra a los principios térmicos que posibilitan la ventilación natural.

En el presente punto se introduce un nuevo fenómeno motriz de la VN, el efecto venturi, que provoca una extracción de aire natural de los conductos instalados en los cuartos húmedos. Y la mejora de este fenómeno mediante la instalación de aspiradores eólicos.

Para poder prescribir un sistema de ventilación natural como sistema que proporcione la Calidad del aire interior (CAI) requerida por normativa, es necesario demostrar el cumplimiento de los requisitos prestacionales definidos en el DB HS3 del CTE v2017. Los cuales se exponen a continuación. Aun así, a día de hoy no se permite la utilización única de un sistema de ventilación natural para mantener una correcta CAI en los edificios, ya que el CTE exige un sistema de ventilación híbrido o mecánico y el RITE exige un sistema de de ventilación mecánico.

Actualización del DB HS3 del CTE

“2 Caracterización y cuantificación de las exigencias

1 En los locales habitables de las viviendas debe aportarse un caudal de aire exterior suficiente para conseguir que, en cada local, la concentración media anual de CO2 sea menor que 900 ppm y que el acumulado anual de CO2 que exceda 1.600 ppm sea menor que 500.000 ppm·h, en ambos casos con las condiciones del apartado 2.2.

Apéndice C Condiciones de diseño para la determinación del caudal de ventilación de los locales habitables de las viviendas

1 En este apéndice se establecen las condiciones de diseño para la evaluación del cumplimiento de la exigencia establecida en el apartado 2, párrafo 1 de esta sección relativa a la concentración de CO2, en el caso de que no se empleen los caudales constantes establecidos en la tabla 2.1.

2 Las concentraciones de CO2 de la exigencia deben cumplirse para las siguientes condiciones de diseño:

1. generación de CO2 de 19 l/h·ocupante, salvo que se diferencie entre periodos de sueño y de vigilia con generaciones de 12 l/h·ocupante y 19 l/h·ocupante de CO2, respectivamente;
2. número de ocupantes, a efectos de generación de CO2, de 2 para viviendas con un único dormitorio, 3 para viviendas con 2 dormitorios y 4 para viviendas con 3 o más dormitorios. Los ocupantes se sitúan en los distintos locales de la vivienda en función del escenario de ocupación;
3. escenario de ocupación acorde con las siguientes condiciones:
4. periodos de sueño para cada uno de los ocupantes de 8 horas ininterrumpidas desde las 24:00 horas a las 08:00 en los dormitorios;
5. ausencias diurnas de la vivienda:

• de lunes a viernes una ausencia de 13 horas al día para uno de los ocupantes y de 8 horas al día para el resto;
• los sábados y los domingos dos ausencias de 2 horas de duración por cada ocupante y día;
• 2 ocupantes en el dormitorio principal y 1 ocupante en cada uno de los demás dormitorios. Al limitarse el número máximo de ocupantes a 4, si la vivienda dispone de más de 3 dormitorios no todos los dormitorios están ocupados. En este caso, el sistema de ventilación debe ser capaz de cumplir con las exigencias establecidas en el apartado 2, párrafo 1 de esta sección independientemente de en qué dormitorio se sitúen el ocupante tercero y cuarto y qué dormitorios queden sin ocupación;

1. estancia simultánea de todos los ocupantes en la sala de estar o comedor de al menos 2 horas continuas de lunes a viernes y de al menos 4 horas continuas los sábados y los domingos;
2. estancias de cada ocupante de media hora continua al día en uno de los baños. Si el sistema de ventilación es sensible a la presencia de los ocupantes en los baños o aseos, 2 estancias breves diarias de cada ocupante de 5 minutos a alguno de ellos. Estas estancias breves puede considerarse que no interrumpen la continuidad de la estancia en la sala de estar o comedor;
3. el resto de horas de ocupación se distribuyen entre los locales habitables de la vivienda conforme a las necesidades consideradas en cada caso;
4. puertas de las distintas estancias cerradas.

3 Si no se dispone de valores de concentración de CO2 en el aire exterior en el emplazamiento del edificio, se considera una media anual de 400 ppm.

4 En ausencia de datos climáticos representativos en el emplazamiento del edificio, puede emplearse el clima de referencia de la zona climática según el apéndice B del DB HE1.

Apéndice A Terminología

Acumulado anual de CO2

Magnitud que representa la relación entre las concentraciones de CO2 alcanzadas por encima de un determinado valor (valor base) y el tiempo que se han mantenido a lo largo de un año.

Puede calcularse como el sumatorio de las áreas (medidas en ppm·hora) contenidas entre la representación de las concentraciones de CO2 en función del tiempo y el valor base.

Ejemplo:

Zona térmica

Zona geográfica que engloba todos los puntos en los que la temperatura media anual, Tm, está comprendida dentro del mismo intervalo de los siguientes:

• zona W: Tm ≤ 14ºC
• zona X: 14ºC < Tm < 16ºC
• zona Y: 16ºC < Tm < 18ºC
• zona Z: 18ºC < Tm

Aspirador híbrido

Dispositivo de la ventilación híbrida, colocado en la boca de expulsión, que permite la extracción del aire por tiro natural cuando la presión y la temperatura ambientales son favorables para garantizar el caudal necesario y que, mediante un ventilador, extrae automáticamente el aire cuando dichas magnitudes son desfavorables.”

Conclusiones

A día de hoy no se permite la utilización única de un sistema de ventilación natural para mantener una correcta CAI en los edificios, ya que el CTE exige un sistema de ventilación híbrido o mecánico y el RITE exige un sistema de de ventilación mecánico.

Se acontece un cambio de método de cumplimiento de la normativa de forma prescriptiva a prestacional. En el DB HS3 actual se prescriben unos caudales de aire obligatorios a introducir en las viviendas de manera continua y semi-controlada. En la propuesta de actualización se exponen unos ratios de contaminante interior permitido. Se ha optado por el CO₂ como índice de medición de la CAI, dejando de lado otros compuestos importantes como la humedad.

En la definición de Aspirador híbrido se expone el concepto de ventilación natural provocada por el efecto de diferencia de temperatura o efecto Stack. Se obliga a la instalación de un ventilador para suplir los periodos en los que no exista esa diferencia de temperatura y no se induzca el caudal de aire. No se hace referencia a la efecto venturi y la posibilidad de extraer el aire mediante aspiradores eólicos, con un uso muy extendidos en el sector.

Su funcionamiento se basa en la utilización de dos motores ficticios:

• El primero de ellos permite la evacuación del aire caliente como consecuencia del tiro creado por la diferencia de presiones (int-ext). El aire caliente del edificio sube y escapa a través del extractor, al tiempo que entra aire más fresco del exterior por otros dispositivos de admisión.
• El segundo proceso es el resultado de la acción del viento sobre el aspirador eólico, que provoca una depresión en el interior del mismo y por lo tanto una aspiración de un caudal de aire.

Así estos dispositivos permiten la VN en las épocas en las que la diferencia de temperatura entre el interior y exterior no es la necesaria para que la ventilación funcione de manera natural.