Cómo hacer el cálculo de ventilación: fórmulas y ejemplo de cálculo del sistema de suministro y extracción
¿Sueña con que la casa tenga un microclima saludable y que ninguna habitación huela a humedad y a cerrado? Para que la casa sea verdaderamente confortable, desde la etapa de diseño es necesario realizar un cálculo adecuado de la ventilación.
Si durante la construcción de la casa se pasa por alto este importante aspecto, después se tendrán que resolver una serie de problemas: desde la eliminación del moho en el cuarto de baño hasta una nueva reparación y la instalación de un sistema de conductos de aire. Reconozca que no es muy agradable ver en la cocina, en el alféizar de la ventana o en las esquinas de la habitación infantil, focos de moho negro, y además tener que volver a embarcarse en trabajos de reparación.
En el artículo que presentamos se recopilan materiales útiles sobre el cálculo de sistemas de ventilación, tablas de referencia. Se muestran fórmulas, ilustraciones ilustrativas y un ejemplo real para locales de diferentes usos y áreas determinadas, demostrado en un video.
Contenido del artículo:
Causas de problemas con la ventilación
Con cálculos correctos y una instalación adecuada, la ventilación de la casa se realiza en el modo apropiado. Esto significa que el aire en las habitaciones será fresco, con humedad normal y sin olores desagradables.
Si, por el contrario, se observa una situación opuesta, por ejemplo, bochorno constante, moho en el baño u otros fenómenos negativos, entonces es necesario revisar el estado del sistema de ventilación.
La falta de los finísimos espacios característicos de ventanas y puertas, provocada por la instalación de herméticas estructuras de plástico, causa no pocos problemas. En tal caso, entra muy poco aire fresco en la casa, por lo que hay que preocuparse de su entrada.
Las obstrucciones y la despresurización de los conductos de aire pueden causar graves problemas para eliminar el aire viciado, saturado de olores desagradables y vapor de agua excesivo.
Como resultado, pueden aparecer colonias de hongos en las áreas de servicio, lo que afecta negativamente la salud de las personas y puede provocar varias enfermedades graves.
Pero también sucede que los elementos del sistema de ventilación funcionan perfectamente, sin embargo, los problemas descritos anteriormente permanecen sin resolver. Posiblemente, los cálculos del sistema de ventilación para la casa o el apartamento específicos se realizaron incorrectamente.
La remodelación, la redistribución, la aparición de ampliaciones, la instalación de las ya mencionadas ventanas de plástico, etc., pueden afectar negativamente la ventilación de las habitaciones. Ante cambios tan significativos, no está de más volver a realizar los cálculos y modernizar el sistema de ventilación existente de acuerdo con los nuevos datos.
Una de las formas simples de detectar problemas con la ventilación – verificar la existencia de tiro. Se debe acercar una cerilla encendida o una hoja de papel fino a la rejilla del orificio de extracción. No se debe usar fuego abierto para esta verificación si en la habitación se utiliza equipo de calefacción a gas.
Si la llama o el papel se desvían firmemente hacia la extracción, hay tiro; si no ocurre o la desviación es débil e irregular, el problema con la evacuación del aire viciado se hace evidente. La causa puede ser obstrucciones o daños en el conducto de aire como resultado de una reparación inexperta.
No siempre es posible reparar la avería; la solución suele ser instalar medios adicionales de ventilación por extracción. Antes de instalarlos, también conviene realizar los cálculos necesarios.
¿Cómo calcular el intercambio de aire?
Todos los cálculos de los sistemas de ventilación se reducen a determinar los volúmenes de aire en el local. Como tal local puede considerarse una habitación individual o un conjunto de habitaciones en una casa o apartamento específico.
Con base en estos datos, así como en la información de los documentos normativos, se calculan los parámetros principales del sistema de ventilación, como el número y la sección de los conductos de aire, la potencia de los ventiladores, etc.
Existen métodos de cálculo especializados que permiten calcular no solo la renovación de las masas de aire en el local, sino también la eliminación de energía térmica, el cambio de humedad, la eliminación de contaminantes, etc. Estos cálculos generalmente se realizan para edificios de uso industrial, social o algún otro uso especializado.
Si existe la necesidad o el deseo de realizar cálculos tan detallados, lo mejor es consultar a un ingeniero que haya estudiado dichos métodos.
Para cálculos independientes en locales residenciales se utilizan las siguientes opciones:
- por tasas de renovación;
- por normas sanitarias e higiénicas;
- por superficie.
Todos estos métodos son relativamente simples; una vez comprendida su esencia, incluso un no especialista puede calcular los parámetros principales de su sistema de ventilación. La forma más sencilla es utilizar los cálculos por superficie. Se toma como base la siguiente norma: cada hora deben entrar en la casa tres metros cúbicos de aire fresco por cada metro cuadrado de superficie.
El número de personas que residen permanentemente en la casa no se tiene en cuenta en este caso.
El cálculo según las normas sanitarias e higiénicas también es relativamente sencillo. En este caso, para los cálculos no se utiliza la superficie, sino los datos sobre el número de residentes permanentes y temporales.
Para cada residente permanente es necesario garantizar un flujo de aire fresco de 60 metros cúbicos por hora. Si en el local hay visitantes temporales de forma regular, se deben añadir otros 20 metros cúbicos por hora por cada una de esas personas.
El cálculo por tasa de renovación de aire es algo más complejo. Al realizarlo, se tiene en cuenta el propósito de cada habitación individual y los estándares de tasa de renovación de aire para cada una de ellas.
La tasa de renovación de aire se denomina coeficiente que refleja la cantidad de cambio completo del aire viciado en un recinto en el plazo de una hora. La información correspondiente se encuentra en una tabla normativa especial (SNiP 2.08.01-89* Edificios residenciales, anexo 4).
Se puede calcular la cantidad de aire que debe renovarse en una hora mediante la fórmula:
L=N*V,
Donde:
- N – tasa de renovación de aire por hora, tomada de la tabla;
- V – volumen de la habitación, m³.
Calcular el volumen de cada habitación es muy sencillo: para ello se debe multiplicar el área de la habitación por su altura. Luego, para cada habitación se calcula el volumen de renovación de aire por hora con la fórmula anterior.
El valor L para cada habitación se suma; el valor total permite tener una idea de cuánto aire fresco debe ingresar al recinto por unidad de tiempo.
Por supuesto, a través de los canales de extracción debe eliminarse exactamente la misma cantidad de aire viciado. En una misma habitación no se instalan ventilación de suministro y de extracción. Por lo general, la entrada de aire se realiza a través de habitaciones “limpias”: dormitorio, habitación infantil, sala de estar, estudio, etc.
El aire se extrae de las habitaciones de servicio: aseo, baño, cocina, etc. Esto es razonable, ya que los olores desagradables característicos de estos recintos no se extienden por la vivienda, sino que se eliminan de inmediato al exterior, lo que hace que la vida en la casa sea más cómoda.
Por lo tanto, en los cálculos se toma el valor normativo solo para la ventilación de suministro o solo para la de extracción, como se refleja en la tabla normativa.
Si no es necesario suministrar aire a una habitación específica o extraerlo de ella, en la columna correspondiente aparece un guión. Para algunas habitaciones se indica un valor mínimo de tasa de renovación de aire. Si el valor calculado resulta ser inferior al mínimo, se debe utilizar el valor de la tabla para los cálculos.
Por supuesto, en la casa pueden existir habitaciones cuyo propósito no se muestra en la tabla. En tales casos, se utilizan los estándares aceptados para las viviendas, es decir, 3 m³ por cada metro cuadrado de la habitación. Simplemente hay que multiplicar el área de la habitación por 3, y tomar el valor resultante como la tasa de intercambio de aire estándar.
Todos los valores de la tasa de intercambio de aire L deben redondearse al alza para que sean múltiplos de cinco. Ahora hay que calcular la suma de la tasa de intercambio de aire L para las habitaciones a través de las cuales se realiza la entrada de aire. Por separado se suma la tasa de intercambio de aire L de aquellas habitaciones de las cuales se realiza la extracción del aire viciado.
Si el resultado de los cálculos no cumple con los requisitos sanitarios, se realiza la instalación de una válvula de suministro, un brizer o una campana extractora a través de la pared, se moderniza el sistema existente o se realiza su limpieza.
Luego se deben comparar estos dos indicadores. Si el L de entrada resulta mayor que el L de extracción, entonces se deben aumentar los indicadores para aquellas habitaciones en las que se usaron valores mínimos en los cálculos.
Ejemplos de cálculos del volumen de intercambio de aire
Para realizar el cálculo del sistema de ventilación por tasas de renovación, primero se debe hacer una lista de todas las habitaciones de la casa, registrar su área y la altura de los techos.
Por ejemplo, en una casa hipotética existen las siguientes habitaciones:
- Dormitorio – 27 m²;
- Sala de estar – 38 m²;
- Oficina – 18 m²;
- Cuarto infantil – 12 m²;
- Cocina – 20 m²;
- Aseo – 3 m²;
- Baño – 4 m²;
- Pasillo – 8 m².
Teniendo en cuenta que la altura del techo en todas las habitaciones es de tres metros, calculamos los volúmenes de aire correspondientes:
- Dormitorio – 81 m³;
- Sala de estar – 114 m³;
- Oficina – 54 m³;
- Cuarto infantil – 36 m³;
- Cocina – 60 m³;
- Aseo – 9 m³;
- Baño – 12 m³;
- Pasillo – 24 m³.
Ahora, usando la tabla anterior, es necesario realizar los cálculos de ventilación de la habitación teniendo en cuenta la tasa de intercambio de aire, aumentando cada indicador a un valor múltiplo de cinco:
- Dormitorio – 81 m³ * 1 = 85 m³;
- Sala de estar – 38 m² * 3 = 115 m³;
- Oficina – 54 m³ * 1 = 55 m³;
- Cuarto infantil – 36 m³ * 1 = 40 m³;
- Cocina – 60 m³ – no menos de 90 m³;
- Aseo – 9 m³ no menos de 50 m³;
- Baño – 12 m³ no menos de 25 m³.
No hay información sobre los estándares para el pasillo en la tabla, por lo que en el cálculo no se consideraron los datos de esta pequeña habitación. Para la sala de estar se realizó el cálculo por área teniendo en cuenta el estándar de tres metros cúbicos por cada metro de área.
Ahora es necesario sumar por separado los datos de las habitaciones donde se realiza la entrada de aire, y por separado, las habitaciones donde están instalados los dispositivos de ventilación de extracción.
Volumen de intercambio de aire por entrada:
- Dormitorio – 81 m³*1 = 85 m³/h;
- Sala de estar – 38 m²*3 = 115 m³/h;
- Oficina – 54 m³*1 = 55 m³/h;
- Habitación infantil – 36 m³*1 = 40 m³/h;
Total: 295 m³/h.
Volumen de intercambio de aire por extracción:
- Cocina – 60 m³ — no menos de 90 m³/h;
- Aseo – 9 m³ — no menos de 50 m³/h;
- Baño – 12 m³ — no menos de 25 m³/h.
Total: 165 m³/h.
Ahora se deben comparar las sumas obtenidas. Es evidente que la entrada necesaria supera a la extracción en 130 m³/h (295 m³/h - 165 m³/h).
Para eliminar esta diferencia, es necesario aumentar los volúmenes de intercambio de aire por extracción, por ejemplo, incrementando los valores de la cocina. En la práctica, esto se realiza, por ejemplo, reemplazando los conductos de aire por canales de mayor sección.
Las reglas para calcular el área de los conductos de aire para reemplazar o modernizar el sistema de ventilación se presentan aquí. Le recomendamos familiarizarse con el material útil.
Después de las correcciones, los resultados del cálculo se verán de la siguiente manera:
Volumen de intercambio de aire por entrada:
- Dormitorio – 81 m³*1 = 85 m³/h;
- Sala de estar – 38 m²*3 = 115 m³/h;
- Oficina – 54 m³*1 = 55 m³/h;
- Habitación infantil – 36 m³*1 = 40 m³/h;
Total: 295 m³/h.
Volumen de intercambio de aire por extracción:
- Cocina – 60 m³ — 220 m³/h;
- Aseo – 9 m³ — no menos de 50 m³/h;
- Baño – 12 m³ — no menos de 25 m³/h.
Total: 295 m³/h.
Los volúmenes de entrada y extracción son iguales, lo que cumple con los requisitos en los cálculos de intercambio de aire por tasas de renovación.
Realizar el cálculo del intercambio de aire de acuerdo con las normas sanitarias es mucho más sencillo. Supongamos que en la casa considerada anteriormente viven permanentemente dos personas y otras dos permanecen en el local de manera irregular.
El cálculo se realiza por separado para cada habitación de acuerdo con la norma de 60 m³ por persona para residentes permanentes y 20 m³/h para visitantes temporales:
- Dormitorio – 2 personas*60 = 120 m³/h;
- Oficina – 1 persona*60 = 60 m³/h;
- Sala de estar 2 personas*60 + 2 personas*20 = 160 m³/h;
- Habitación infantil 1 persona*60 = 60 m³/h.
Total por entrada — 400 m³/h.
Para la cantidad de habitantes permanentes y temporales de la casa no existen reglas estrictas, estas cifras se determinan en función de la situación real y el sentido común.
La extracción se calcula según las normas establecidas en la tabla anterior y se aumenta hasta el valor total de la entrada de aire:
- Cocina – 60 m³ — 300 m³/h;
- Aseo – 9 m³ — no menos de 50 m³/h;
- Baño – 12 m³ — no menos de 50 m³/h.
Total de extracción: 400 m³/h.
Se aumenta el intercambio de aire para la cocina y el baño. El volumen insuficiente de extracción se puede dividir entre todas las habitaciones donde está instalada la ventilación de extracción. O aumentar este índice solo para una habitación, como se hizo en el cálculo por tasas de renovación.
De acuerdo con las normas sanitarias, el intercambio de aire se calcula de manera similar. Supongamos que la superficie de la vivienda es de 130 m². Entonces, el intercambio de aire de entrada debe ser de 130 m² * 3 m³/h = 390 m³/h.
Queda por distribuir este volumen entre las estancias de extracción, por ejemplo, de la siguiente manera:
- Cocina – 60 m³ — 290 m³/h;
- Aseo – 9 m³ — no menos de 50 m³/h;
- Baño – 12 m³ — no menos de 50 m³/h.
Total de extracción: 390 m³/h.
El balance de intercambio de aire es uno de los indicadores principales en el diseño de sistemas de ventilación. Los cálculos posteriores se realizan con base en esta información.
¿Cómo seleccionar la sección del conducto de aire?
El sistema de ventilación, como se sabe, puede ser canalizado o no canalizado. En el primer caso, es necesario seleccionar correctamente la sección de los conductos. Si se decide instalar estructuras con sección rectangular, la relación entre su largo y ancho debe aproximarse a 3:1.
La velocidad estándar de desplazamiento de las masas de aire por el conducto principal de ventilación debe ser de aproximadamente cinco metros por segundo, y en las ramificaciones, hasta tres metros por segundo. Esto asegurará el funcionamiento del sistema con la mínima cantidad de ruido. La velocidad del movimiento del aire depende en gran medida del área de la sección transversal del conducto.
Para seleccionar las dimensiones de la estructura, se pueden utilizar tablas de cálculo especiales. En dicha tabla, debe seleccionar a la izquierda el volumen de intercambio de aire, por ejemplo, 400 m³/h, y en la parte superior seleccionar el valor de velocidad: cinco metros por segundo.
Luego, debe encontrar la intersección de la línea horizontal del intercambio de aire con la línea vertical de la velocidad.
Desde este punto de intersección, se traza una línea hacia abajo hasta la curva, mediante la cual se puede determinar la sección adecuada. Para un conducto rectangular, será el valor del área, y para uno circular – el diámetro en milímetros. Primero se realizan los cálculos para el conducto principal, y luego – para las derivaciones.
De esta manera se realizan los cálculos si en la casa se planea solo un conducto de extracción. Si se prevé instalar varios conductos de extracción, entonces el volumen total del conducto de extracción debe dividirse entre el número de conductos, y luego realizar los cálculos según el principio expuesto.
Además, existen programas de cálculo especializados con los cuales se pueden realizar dichos cálculos. Para apartamentos y viviendas, estos programas pueden ser incluso más convenientes, ya que proporcionan un resultado más preciso.
En el intercambio de aire normal influye un fenómeno como el tiro inverso, sobre cuyas particularidades y formas de combatirlo lo familiarizará el artículo que recomendamos.
Conclusiones y video útil sobre el tema
Video #1. Información útil sobre los principios de funcionamiento del sistema de ventilación:
Video #2. Junto con el aire extraído, la vivienda también pierde calor. Aquí se demuestran claramente los cálculos de las pérdidas térmicas relacionadas con el funcionamiento del sistema de ventilación:
El cálculo correcto de la ventilación es la base de su funcionamiento exitoso y la garantía de un microclima favorable en la casa o apartamento. El conocimiento de los parámetros principales en los que se basan estos cálculos permitirá no solo diseñar correctamente el sistema de ventilación durante la construcción, sino también ajustar su estado si las circunstancias cambian.
¿Desea compartir su propia experiencia en el cálculo y construcción de ventilación? ¿Surgieron preguntas al revisar la información? ¿Encontró deficiencias en el texto? Por favor, escriba comentarios en el bloque que se encuentra debajo del texto del artículo.
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Hay que decir que yo tuve una situación similar con la instalación de ventilación en la cocina. También tuve que lidiar con los cálculos, etc. Pero me gustaría saber: ¿puede la ventilación influir de alguna manera en la temperatura del ambiente? Es que hay situaciones en las que se necesita, por ejemplo, ampliar el conducto de ventilación, pero se desea seguir comiendo en un lugar cálido para que no haga más frío.
Buenos días, Iván. Si hablamos de ventilación natural, sin entrada de aire acondicionada, entonces con las ventanas y puertas cerradas la velocidad del flujo de aire será mínima, independientemente de lo ancho que sea el conducto.
El tamaño de la sección del conducto de ventilación afecta la capacidad máxima. No aconsejo ensanchar el conducto por la razón de “es necesario ensancharlo”. Las decisiones deben tomarse claramente basándose en cálculos.
Le daré ejemplos sencillos. La humedad elevada en el hogar, con cálculos de ventilación correctos, puede deberse a las siguientes causas:
1. Incumplimiento de la técnica de impermeabilización del suelo. La humedad se extrae del suelo.
2. Espesor insuficiente de las paredes.
3. Se violaron la estanqueidad y la técnica de aislamiento de los contornos de las ventanas.
4. Aislamiento térmico insuficiente del ático.
La humedad se condensa en el punto más frío, lo que lleva a la aparición de moho/hongos. El aumento irreflexivo de la capacidad del sistema de ventilación no elimina la causa original y, en la mayoría de los casos, solo la empeora.
Estoy tan cansado de luchar con este problema en mi cuarto de baño. Cuántas cosas no he intentado, y las ventanas siguen empañándose, aparece moho. Debería haber calculado todo durante la construcción. Entiendo que yo solo no puedo resolverlo.
Buenos días. Se puede calcular el punto de rocío, realizar aislamiento externo en la época de calor, cuando las paredes se sequen (es mejor no usar el baño durante ese tiempo), eliminar el moho existente y también instalar un sistema de ventilación. En principio, es bastante factible.
Buenos días. Nosotros tuvimos el mismo problema. El moho crecía en el techo a lo largo de la pared de la habitación y en la masilla de silicona de la ventana de plástico. Las ventanas no las instalamos nosotros. Compramos el apartamento con las ventanas ya puestas. Quitamos las ventanas y vimos algo horrible. Casi no había espuma. En algunas partes metieron periódico, en otras sellaron con cemento, y en otras simplemente había agujeros.
Hicimos todo de manera científica y colocamos la ventana en su lugar. Limpiamos el moho con productos químicos. Hicimos la reparación. El problema desapareció. Por cierto, las ventanas también dejaron de empañarse. Cuando las ventanas no están selladas herméticamente, hay corrientes de aire y puentes térmicos, el moho crecerá y prosperará.