Los cambios de aire por hora , abreviado ACPH o ACH , o tasa de cambio de aire es el número de veces que el volumen total de aire en una habitación o espacio se elimina y reemplaza por completo en una hora. Si el aire en el espacio es uniforme o está perfectamente mezclado, los cambios de aire por hora son una medida de cuántas veces se reemplaza el aire dentro de un espacio definido cada hora. El aire perfectamente mezclado se refiere a una condición teórica en la que el aire suministrado se mezcla instantánea y uniformemente con el aire que ya está presente en un espacio, de modo que condiciones como la edad del aire y la concentración de contaminantes sean espacialmente uniformes. [1]
En muchas disposiciones de distribución de aire, el aire no es uniforme ni está perfectamente mezclado. El porcentaje real del aire de un recinto que se intercambia en un período depende de la eficiencia del flujo de aire del recinto y de los métodos utilizados para ventilarlo. Estos sistemas van desde un sistema conceptual de desplazamiento perfecto , que elimina y reemplaza todo el aire de un espacio, hasta un flujo de cortocircuito en el que se reemplaza muy poco del aire existente. [2] La cantidad real de aire cambiado en un escenario de ventilación bien mezclada será del 63,2 % después de 1 hora y 1 ACH. [3] Para lograr el equilibrio de presión, la cantidad de aire de retorno (aire que sale del espacio) y la cantidad de aire de suministro (aire que entra al espacio) deben ser la misma.
Fuente: [1]
En unidades imperiales:
dónde:
En unidades métricas
dónde:
Para una habitación o edificio de tamaño determinado y número de cambios de aire por hora, el requisito de flujo volumétrico generalmente se especifica en metros cúbicos por hora cuando se utilizan unidades métricas. [4]
Las tasas de ventilación a menudo se expresan como tasa de volumen por persona (CFM por persona, L/s por persona). La conversión entre cambios de aire por hora y tasa de ventilación por persona es la siguiente:
dónde:
Un metro cúbico por minuto = 16,67 litros/segundo
Las tasas de cambio de aire se utilizan a menudo como reglas generales en el diseño de ventilación. Sin embargo, rara vez se utilizan como base real de diseño o cálculo. Por ejemplo, las tasas de ventilación residencial se calculan en función del área de la residencia y el número de ocupantes. [5] Las tasas de ventilación no residencial se basan en la superficie del piso y el número de ocupantes, o en una dilución calculada de contaminantes conocidos. [6] Los estándares de diseño de hospitales utilizan cambios de aire por hora. [7] Las tasas de cambio de aire recomendadas se pueden encontrar en las normas pertinentes. [5] [6] [7]
Los cambios de aire por hora son una medida destinada a comunicar la eficacia del cambio de aire del sistema de ventilación de un espacio. La discusión en torno al estándar 62 de ASHRAE, Ventilación para una calidad aceptable del aire interior, condujo al desarrollo de un método más directo para medir la efectividad del cambio de aire con el uso de un gas trazador. [1] Un gas trazador es una pequeña cantidad de gas fácilmente detectable que se mezcla con aire para estudiar los patrones de flujo de aire. Este método compara directamente la edad del aire donde respiran los ocupantes con la edad del aire que ocurriría si el aire del espacio estuviera perfectamente mezclado. El método está diseñado para comprender con mayor precisión los efectos de los patrones de flujo de aire dentro de un espacio, para identificar o evitar sucesos como patrones de flujo de aire de cortocircuito, en los que la mayor parte del aire de suministro va directamente al escape y no se mezcla con el aire ya presente. [2] [1]
Hay dos formas de aplicar este método; la técnica más comúnmente utilizada, Tracer Gas Decay (descendente), consiste en una breve ráfaga de gas inyectada en el espacio para establecer una concentración constante dentro del edificio, luego se detiene la inyección y se registra la caída de la concentración en una determinada posición, y segundo aumento del gas trazador, donde se inyecta gas trazador a una velocidad constante y se registra la respuesta de concentración en una determinada posición [8]
La técnica más común para medir la estanqueidad es el método de presurización del ventilador, también conocido como prueba de la puerta del soplador . Se mide por el número de cambios de aire por hora (ACH) que se producen cuando hay una presión diferencial de 50 pascales entre el exterior y el interior del edificio. Si un volumen de aire igual al volumen interior del edificio fluye a través de la envolvente en una hora, entonces ACH = 1. [9] La estanqueidad mejora el rendimiento energético de los edificios, ya que niveles bajos de estanqueidad implican altas tasas de infiltración , corrientes de aire, riesgo de condensación y acumulación de humedad y otros efectos. [10] Por este motivo, la norma Passive House estableció unos requisitos de rendimiento de estanqueidad que requerían ser inferiores a 0,6 ACH con una diferencia de presión entre el interior y el exterior de 50 Pa. [11]
La ventilación forzada para aumentar la ACH se convierte en una necesidad para mantener una calidad del aire aceptable, ya que los ocupantes se vuelven reacios a abrir las ventanas debido a cambios de comportamiento, como mantener las ventanas cerradas por seguridad. [12]
Los cambios de aire a menudo se citan como un medio para prevenir la condensación en casas con sistemas de ventilación forzada que a menudo tienen una clasificación de 3 a 5 ACH, aunque sin hacer referencia al tamaño de la casa. Sin embargo, cuando la ACH ya es superior a 0,75, es poco probable que un sistema de ventilación forzada sea útil para controlar la condensación y, en cambio, el aislamiento o la calefacción son mejores remedios. [12] Siete de ocho casas estudiadas en Nueva Zelanda en 2010 tenían un ACH (corregido por factores de ventilación) de 0,75 o más. [12] Se ha demostrado que en algunos casos la presencia de sistemas de ventilación forzada en realidad aumenta la humedad en lugar de reducirla. [12] Al desplazar el aire dentro de una vivienda con aire infiltrado (aire traído desde el exterior de la vivienda), los sistemas de ventilación de presión positiva pueden aumentar los requisitos de calefacción (en invierno) o refrigeración (en verano) en una casa. [12] [13] Por ejemplo, para mantener una temperatura de 15 °C en una determinada vivienda se requieren alrededor de 3,0 kW de calefacción a 0 ACH (no hay pérdida de calor debido al aire calentado que sale de la vivienda, sino que se pierde calor debido a la conducción o radiación), se requieren 3,8 kW a 1 ACH y 4,5 kW a 2 ACH. [12] El uso del espacio del techo para calefacción o refrigeración se consideró ineficaz y los beneficios máximos de calefacción se producían en invierno en las regiones más al sur (cerca del Polo Sur en estos informes del hemisferio sur), pero equivalían sólo a aproximadamente 0,5 kW o la calefacción proporcionada por unas cinco bombillas incandescentes de 100 W; los efectos de enfriamiento en verano fueron igualmente pequeños y más pronunciados en los hogares más al norte (estando más cerca del ecuador); en todos los casos, los valores asumieron que el sistema de ventilación se desconectaba automáticamente cuando el aire infiltrado era más cálido o más frío (según correspondiera) que el aire que ya estaba en la vivienda, ya que de lo contrario exacerbaría las condiciones indeseables en la casa. [13]
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