Los cambios de aire por hora , abreviados como ACPH o ACH , o tasa de cambio de aire , son la cantidad de veces que el volumen total de aire de 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 de manera instantánea y uniforme con el aire ya presente en un espacio, de modo que las condiciones como la edad del aire y la concentración de contaminantes son espacialmente uniformes. [1]
En muchos sistemas de distribución de aire, el aire no es uniforme ni está perfectamente mezclado. El porcentaje real de 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 varían 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 una presión de equilibrio, la cantidad de aire de retorno (aire que sale del espacio) y la cantidad de aire de suministro (aire que ingresa al espacio) deben ser iguales.
Fuente: [1]
En unidades imperiales:
dónde:
En unidades métricas
dónde:
Para un tamaño de habitación o edificio determinado y una cantidad 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 suelen expresarse 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 recambio de aire se utilizan a menudo como reglas generales en el diseño de ventilación. Sin embargo, rara vez se utilizan como base real del diseño o el 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 el área del piso y el número de ocupantes, o en una dilución calculada de contaminantes conocidos. [6] Las normas de diseño de hospitales utilizan cambios de aire por hora. [7] Las tasas de cambios de aire recomendadas se pueden encontrar en las normas pertinentes. [5] [6] [7] Investigaciones recientes indican que los cambios de aire por hora (ACH) por sí solos pueden no ser un parámetro confiable para hacer recomendaciones de ventilación. Un nuevo parámetro, los cambios de aire efectivos por hora (llamado ACHH por Mojtaba Zabihi et. al. [8] ), que incorpora tanto el caudal como los patrones de flujo de aire a gran escala, podría proporcionar una medida más precisa de la eficiencia con la que se suministra y circula el aire dentro de una habitación. Esto es particularmente importante para gestionar eficazmente la propagación de enfermedades transmitidas por el aire. [9]
Los cambios de aire por hora son una medida destinada a comunicar la efectividad del cambio de aire del sistema de ventilación de un espacio. El debate en torno a la norma ASHRAE 62, 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 el 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 tendría 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 situaciones 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 (step-down), 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 posición determinada, y la segunda técnica Tracer Gas Step-Up, donde el gas trazador se inyecta a una velocidad constante y se registra la respuesta de concentración en una posición determinada [10].
La técnica más habitual para medir la hermeticidad es el método de presurización por ventilador, también conocido como test blower door . Se mide por el número de renovaciones de aire por hora (ACH) que se producen cuando existe una presión diferencial de 50 pascales entre el exterior y el interior del edificio. Si en una hora fluye por la envolvente un volumen de aire igual al volumen interior del edificio, entonces ACH = 1. [11] La hermeticidad mejora el rendimiento energético de los edificios, ya que unos niveles bajos de hermeticidad implican altas tasas de infiltración , corrientes de aire, riesgo de condensación y acumulación de humedad, entre otros efectos. [12] Por este motivo, la norma Passivhaus estableció unos requisitos de rendimiento de la hermeticidad que exigían ser inferiores a 0,6 ACH con una diferencia de presión entre el interior y el exterior de 50 Pa. [13]
La ventilación forzada para aumentar el ACH se convierte en una necesidad para mantener una calidad del aire aceptable a medida que los ocupantes se vuelven reacios a abrir las ventanas debido a cambios de comportamiento, como mantener las ventanas cerradas por seguridad. [14]
Los cambios de aire se citan a menudo como un medio para prevenir la condensación en casas con sistemas de ventilación forzada que a menudo se califican con 3-5 ACH, aunque sin hacer referencia al tamaño de la casa. Sin embargo, cuando el ACH ya es mayor de 0,75, es poco probable que un sistema de ventilación forzada sea de utilidad para controlar la condensación y, en cambio, el aislamiento o la calefacción son mejores soluciones. [14] Siete de cada ocho casas estudiadas en Nueva Zelanda en 2010 tenían un ACH (corregido por factores de ventilación) de 0,75 o más. [14] Se ha demostrado que en algunos casos la presencia de sistemas de ventilación forzada en realidad aumenta la humedad en lugar de reducirla. [14] 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. [14] [15] Por ejemplo, para mantener una temperatura de 15 °C en una determinada vivienda se requieren aproximadamente 3,0 kW de calefacción a 0 ACH (no hay pérdida de calor debido al aire calentado que sale de la vivienda, en cambio, se pierde calor debido a la conducción o radiación), 3,8 kW a 1 ACH y 4,5 kW a 2 ACH. [14] El uso del espacio del techo para calefacción o refrigeración se consideró ineficaz, ya que los máximos beneficios de calefacción se producen en invierno en las regiones más al sur (al estar cerca del Polo Sur en estos informes del hemisferio sur), pero son equivalentes solo a aproximadamente 0,5 kW o la calefacción proporcionada por aproximadamente cinco bombillas incandescentes de 100 W; los efectos de enfriamiento en verano fueron igualmente pequeños y fueron más pronunciados para las casas más al norte (al estar 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 había en la vivienda, ya que de lo contrario exacerbaría las condiciones indeseables en la casa. [15]
{{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda ){{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda ){{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda ){{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda )