Ventilación forzada en la bodega: reglas y esquemas de instalación

Los sótanos y semisótanos sirven para diferentes propósitos. Anteriormente, se utilizaban como almacenes de verduras y albergaban instalaciones. Actualmente, los sótanos tienen otras funciones, desde garajes hasta gimnasios e incluso oficinas.

En cualquier caso, la ventilación forzada en el sótano de un edificio es una necesidad justificada, dictada por la necesidad de un suministro sistemático de aire fresco para reemplazar el aire viciado. Le sugerimos que analice a fondo esta cuestión.

Cada sótano tiene su propia ventilación

Un almacén de verduras subterráneo ubicado debajo de una casa particular no necesita ventilación forzada, es decir, mecánica.

Los productos frutihortícolas se conservan mejor si el intercambio de aire en el sótano es mínimo. Por lo tanto, las aberturas de ventilación simples y los conductos de ventilación de suministro y extracción serán suficientes.

Las verduras almacenadas en invierno en el sótano no se pueden ventilar intensamente. Simplemente se congelarán – hace frío afuera.

Según los estándares de diseño para almacenes de verduras NTP APK 1.10.12.001-02, la ventilación, por ejemplo, de papas y tubérculos debe realizarse en un volumen de 50-70 m³/h por tonelada de verduras. Además, en los meses de invierno, la intensidad de la ventilación debe reducirse a la mitad para no congelar los tubérculos.

Es decir, en la temporada de frío, la ventilación del sótano de una casa debe ser del orden de 0,3-0,5 del volumen de aire de la habitación por hora.

La necesidad de ventilación forzada en el sótano surge si el esquema con movimiento natural de aire no funciona. Sin embargo, también será necesario eliminar las fuentes de exceso de humedad en el aire.

Humedad en los sótanos

La humedad y el aire viciado son problemas comunes en los sótanos. El primer problema se debe a un intercambio de aire insuficiente. El sótano está enterrado a 2,5-2,8 m en el suelo, y sus paredes están construidas con la máxima impermeabilidad al agua y al aire.

Y la ventilación natural, representada por conductos verticales en la vivienda, está ausente en muchos sótanos y bodegas.

Antes de abordar las cuestiones de ventilación del sótano, se deben impermeabilizar sus paredes. La ventilación del sótano no resolverá el problema de la higroscopicidad de las paredes.

La humedad significativa del aire en el sótano es causada por una débil impermeabilización de las paredes. La segunda causa son las tuberías desgastadas que atraviesan los cuartos de servicio del sótano. Además, el condensado se deposita en ellas independientemente de la integridad de las tuberías y la estanqueidad de las conexiones desmontables.

El problema del exceso de humedad debe resolverse antes de diseñar y construir el sistema de ventilación del sótano. Es necesario restaurar o aumentar el grado de estanqueidad de las paredes del sótano, sellar las tuberías y cubrirlas con aislamiento.

La última medida eliminará la influencia del condensado en el material de las tuberías. Luego se determinan las necesidades de ventilación del sótano.

Aislamiento térmico de tuberías contra condensación

Las gotas de agua aparecen solo en la superficie de las tuberías domésticas por las que circula líquido frío (agua potable y desagüe). La humedad presente en el ambiente de los espacios se condensa en las tuberías frías debido a la diferencia de temperatura entre su superficie y el aire.

Cuanto más frías están las tuberías y más saturado de humedad está el aire, más activo es el proceso de condensación del agua.

Si por la tubería circula agua fría, se acumulará condensación en ella. Cada una de esas tuberías debe cubrirse con aislamiento térmico.

La diferencia de temperatura entre el aire y la superficie de las tuberías de agua fría en las viviendas particulares suele ser pequeña. Debido al consumo poco frecuente de agua fría por parte de los residentes, no hay movimiento de agua por las tuberías, por lo que las temperaturas del ambiente doméstico y de la tubería casi se igualan.

Pero en un edificio de varias plantas, ya sea residencial o de oficinas, el agua fría se usa prácticamente de forma continua y la tubería permanece constantemente fría.

La forma más sencilla de combatir la condensación en las tuberías es igualar las temperaturas de las tuberías y del ambiente. Es necesario cubrir la tubería de agua fría con material aislante de vapor y térmico en toda su longitud.

La condensación se acumula en la tubería fría independientemente del material del que esté hecha. Polímeros, metales ferrosos, hierro fundido o cobre: no importa. ¡Habrá que aislar todas las tuberías de las instalaciones de agua fría!

Aislar las tuberías de agua de los efectos de la condensación y la suspensión húmeda en el aire no es complicado. Solo se necesita un tubo de polietileno espumado, un cuchillo para empapelar y cinta adhesiva reforzada.

Un aislante térmico tubular de polietileno espumado evitará el contacto de la tubería fría con el aire. El espesor de la pared del «tubo» aislante – debe ser de al menos 30 mm. El diámetro del aislante tubular se elige ligeramente mayor que el de la tubería que se va a aislar de la humedad atmosférica. Colocar el aislante es sencillo: cortarlo a lo largo y luego envolver la tubería con él.

Inmediatamente después de sellar la tubería con aislante térmico, es necesario envolverla con cinta reforzada para tuberías. Para lograr el máximo aislamiento térmico y mayor atractivo, se realiza un envoltorio con cinta de aluminio.

Las válvulas de cierre y las secciones con curvas complejas de la tubería de agua fría que no pueden cubrirse con aislamiento tubular se envuelven con cinta adhesiva en varias capas.

Cálculo del intercambio de aire en un sótano

Antes de buscar equipos de ventilación y planificar la ubicación de los conductos de ventilación en el sótano, es necesario determinar las necesidades de intercambio de aire. De forma simplificada, es decir, sin considerar el posible contenido de sustancias nocivas en la atmósfera del sótano, el intercambio de aire se calcula mediante la fórmula:

L=V_podv • K_r

Donde:

• L – demanda calculada de intercambio de aire, m³/h;
• V_podv – volumen del sótano, m³;
• K_r – tasa mínima de intercambio de aire, 1/h (véase más abajo).

El valor obtenido de intercambio de aire permitirá determinar las características de potencia del sistema de ventilación forzada del sótano.

El cálculo del volumen de aire del sótano se realiza multiplicando la altura, el ancho y la longitud

Sin embargo, para calcular la fórmula se requieren datos sobre el volumen de aire del local y la tasa de intercambio de aire.

El primer parámetro se calcula así:

V_podv=A•B•H

Donde:

• A – longitud del sótano;
• B – anchura del sótano;
• H – altura del sótano.

Para determinar el volumen del local en metros cúbicos, los resultados de las mediciones de su anchura, longitud y altura se convierten a metros. Por ejemplo, para un sótano de 5 m de ancho, 20 m de largo y 2,7 m de alto, el volumen será 5 • 20 • 2,7 = 270 m³.

Las necesidades de intercambio de aire de este local dependen directamente del número de personas que se encuentran en él. También se tiene en cuenta el grado de actividad física de los visitantes.

Para sótanos espaciosos, la tasa mínima de intercambio de aire K_r se determina a partir de las necesidades de una persona de aire fresco (de suministro) por hora. La tabla presenta las necesidades normativas de una persona de intercambio de aire según el uso de este local.

También se puede calcular el intercambio de aire según el número de personas que estarán (por ejemplo, trabajando) en el sótano:

L=L_personas•N_l

Donde:

• L_per – norma de intercambio de aire para una persona, m³/h•per;
• N_per – cantidad estimada de personas en el sótano.

Las normas establecen las necesidades de una persona de 20-25 m³/h de aire de suministro durante actividad física ligera, 45 m³/h durante trabajo físico moderado y 60 m³/h durante esfuerzo físico intenso.

Cálculo del intercambio de aire considerando calor y humedad

Si se requiere calcular el intercambio de aire que considera la eliminación del exceso de calor, se utiliza la fórmula:

L=Q/(p•Cp•(t_u-t_p))

Donde:

• p – densidad del aire (a t 20 °C es igual a 1,205 kg/m³);
• C_p – capacidad calorífica del aire (a t 20°C es igual a 1,005 kJ/(kg•K));
• Q – cantidad de calor liberado en el sótano, kW;
• t_u – temperatura del aire extraído del local, °C;
• t_p – temperatura del aire de suministro, °C.

La necesidad de considerar el calor eliminado mediante la ventilación es necesaria para mantener un cierto equilibrio térmico en la atmósfera del sótano.

En los sótanos de casas particulares a menudo se instalan gimnasios. En este caso de uso del sótano, un intercambio de aire completo es especialmente importante.

Junto con la eliminación del aire en el proceso de intercambio de aire, se elimina la humedad liberada en él por varios objetos que contienen humedad (incluidas las personas). La fórmula para calcular el intercambio de aire considerando la liberación de humedad:

L=D/((d_u-d_p)•p)

Donde:

• D – cantidad de humedad liberada durante el intercambio de aire, g/h;
• d_u – contenido de humedad en el aire extraído, g de agua/kg de aire;
• d_p – contenido de humedad en el aire de suministro, g de agua/kg de aire;
• p – densidad del aire (a t 20^°C es de 1,205 kg/m³).

El intercambio de aire, que incluye la liberación de humedad, se calcula para objetos con alta humedad (por ejemplo, piscinas). Además, la liberación de humedad se considera para sótanos utilizados por personas para ejercicio físico (por ejemplo, gimnasio).

La humedad del aire constantemente alta complicará significativamente el funcionamiento de la ventilación forzada del sótano. Será necesario agregar filtros a la ventilación para recoger la humedad condensada.

Cálculo de parámetros de conductos de aire

Teniendo los datos sobre el volumen de aire de ventilación, pasamos a determinar las características de los conductos. Se necesita un parámetro más: la velocidad de circulación del aire a través del conducto de ventilación.

Cuanto más rápido se mueva el flujo de aire, menos voluminosos serán los conductos que se pueden utilizar. Pero también aumentará el ruido del sistema y la resistencia de la red. Lo óptimo es hacer circular el aire a una velocidad de 3-4 m/s o menor.

Conociendo la sección transversal calculada de los conductos, se puede elegir su sección y forma reales según esta tabla. También se puede determinar el caudal de aire a determinadas velocidades de suministro.

Si el interior del sótano permite el uso de conductos de sección circular, es más ventajoso utilizarlos. Además, la red de conductos hecha con conductos circulares es más fácil de montar, ya que son flexibles.

Aquí está la fórmula que permite calcular el área del conducto según su sección transversal:

S_sv=L•2,778/V

Donde:

• S_sv – área de sección transversal calculada del conducto de ventilación, cm²;
• L – caudal de aire al circular por el conducto, m³/h;
• V – velocidad a la que se mueve el aire por el conducto, m/s;
• 2,778 – valor del coeficiente que permite armonizar parámetros heterogéneos en la fórmula (centímetros y metros, segundos y horas).

Es más conveniente calcular el área de la sección del conducto de ventilación en cm². En otras unidades de medida, este parámetro del sistema de ventilación es difícil de comprender.

A cada elemento del sistema de ventilación, es mejor suministrar el flujo de aire a una velocidad determinada. De lo contrario, aumentará la resistencia en el sistema de ventilación.

Sin embargo, la determinación del área de sección transversal calculada del conducto no permitirá seleccionar correctamente la sección de los conductos, ya que no tiene en cuenta su forma.

Calcular el área requerida del conducto de aire según su sección transversal se puede mediante las siguientes fórmulas:

Para conductos circulares:

S=3,14•D²/400

Para conductos rectangulares:

S=A•B /100

En estas fórmulas:

• S – área real de la sección del conducto de ventilación, cm²;
• D – diámetro del conducto circular, mm;
• 3,14 – valor del número π (pi);
• A y B – altura y anchura del conducto de sección rectangular, mm.

Si el canal de la línea aérea es uno solo, el área de sección transversal real se calcula solo para él. Si se realizan derivaciones desde la línea principal, entonces este parámetro se calcula para cada «rama» por separado.

Cálculo de la resistencia de la red de ventilación

Cuanto mayor es la velocidad del movimiento del aire en el conducto de ventilación, mayor es la resistencia al movimiento de las masas de aire en el sistema de ventilación. Este fenómeno desagradable se denomina «pérdida de presión».

Si se aumenta gradualmente la sección transversal de los conductos de ventilación, se logrará una velocidad de aire estable en toda su longitud. Al mismo tiempo, la resistencia al movimiento del aire no aumentará.

La unidad de ventilación debe generar una presión de aire que permita superar la resistencia de la red de distribución de aire. Solo así se podrá alcanzar el caudal de aire necesario en el sistema de ventilación.

La velocidad del aire que se mueve por los conductos de ventilación se determina mediante la fórmula:

V=L/(3600•S)

Donde:

• V – velocidad de bombeo calculada de las masas de aire, m³/h;
• S – área de la sección transversal del canal del conducto, m²;
• L – caudal de aire requerido, m³/h.

La selección del modelo óptimo de ventilador para el sistema de ventilación debe realizarse comparando dos parámetros: la presión estática generada por la unidad de ventilación y las pérdidas de presión calculadas en el sistema.

Colocando la unidad de ventilación en el centro de un sistema de conductos ramificado, se logrará estabilizar la velocidad de suministro de aire en toda su extensión.

Las pérdidas de presión en un sistema de ventilación extenso de arquitectura compleja se determinan sumando las resistencias al movimiento del aire en sus tramos curvos y elementos de ensamblaje:

• en la válvula de retención;
• en los silenciadores;
• en los difusores;
• en los filtros de alta eficiencia;
• en otros equipos.

No es necesario calcular de forma independiente la pérdida de presión en cada 'obstáculo' similar. Es suficiente utilizar los gráficos de pérdida de presión en relación con el caudal de aire, proporcionados por los fabricantes de conductos de ventilación y el equipo correspondiente.

Sin embargo, al calcular un sistema de ventilación de diseño simplificado (sin elementos modulares), es aceptable utilizar valores típicos de pérdida de presión. Por ejemplo, en sótanos con un área de 50-150 m², las pérdidas por resistencia de los conductos serán de aproximadamente 70-100 Pa.

Selección del ventilador de extracción

Para decidir la elección del equipo de ventilación, es necesario conocer el rendimiento necesario del sistema de ventilación y la resistencia de los conductos. Para la ventilación forzada de un sótano, es suficiente un solo ventilador incorporado en el conducto de extracción.

El conducto de suministro, por lo general, no necesita un equipo de ventilación. Es suficiente una pequeña diferencia de presión entre los puntos de suministro y de extracción de aire, garantizada por el funcionamiento del ventilador de extracción.

Conociendo la presión calculada (necesaria) en el sistema de conductos, se puede determinar si este modelo de equipo de ventilación es adecuado para el suministro completo de aire a los espacios. Basta con encontrar la posición correspondiente a la presión, trazar una línea hasta el gráfico y luego hacia abajo.

Se necesita un modelo de ventilador cuyo rendimiento sea ligeramente (entre un 7 y un 12 %) superior al calculado.

Se puede comprobar la idoneidad del equipo de ventilación mediante el gráfico de la relación entre el rendimiento y la pérdida de presión.

Utilizando los datos del caudal de aire calculado, se pueden determinar las pérdidas de presión en las secciones curvas de los conductos.

Si hay que elegir entre un equipo de ventilación claramente más potente y otro demasiado débil, la prioridad recae en el modelo potente. Sin embargo, será necesario reducir de alguna manera su rendimiento.

La optimización de un ventilador de extracción demasiado potente se logra mediante los siguientes métodos:

• Instalar una válvula de mariposa de equilibrado delante del equipo de ventilación, lo que permitirá 'estrangularla'. El caudal de aire se reducirá al cerrar parcialmente el conducto de extracción, pero el ventilador tendrá que trabajar con una carga mayor.
• Poner el equipo de ventilación a funcionar en modos de velocidad baja y media. Esto es posible si el equipo admite una regulación de 5 a 8 velocidades o una aceleración gradual. Sin embargo, los modelos de ventiladores económicos no admiten modos de funcionamiento multivelocidad; como máximo tienen 3 niveles de regulación de velocidad. Y tres velocidades son insuficientes para una correcta configuración del rendimiento.
• Reducir al mínimo el rendimiento máximo del equipo de extracción. Esto es factible si la automatización del ventilador permite controlar su velocidad de rotación máxima.

Por supuesto, se puede ignorar el rendimiento excesivamente alto de la ventilación. Sin embargo, se tendrá que pagar de más por la energía eléctrica y térmica, ya que la campana extractora extraerá el calor de la habitación de manera demasiado activa.

Esquema de conductos de ventilación del sótano

El canal de suministro se extiende hasta la fachada del sótano, instalándose con una rejilla en la toma de aire. Su salida de retorno, por donde entra el aire, desciende hasta el suelo a una distancia de medio metro de este.

Para minimizar la formación de condensación, el canal de suministro debe aislarse térmicamente desde el exterior, especialmente su parte «exterior».

Para determinar las pérdidas de presión en un sistema de conductos rectos, es necesario conocer la velocidad del aire y utilizar este gráfico.

La entrada de aire de la campana extractora se coloca cerca del techo, en el extremo opuesto al punto donde se encuentra la abertura de suministro. Colocar las aberturas de extracción y del conducto de suministro en el mismo lado del sótano y al mismo nivel no tiene sentido.

Dado que las normativas de construcción residencial no permiten el uso de conductos verticales de extracción natural para ventilación forzada, no se pueden instalar conductos en ellos.

En el caso de que sea imposible colocar los conductos de suministro y extracción de toma y descarga de aire en lados opuestos del sótano (si solo hay una pared de fachada), entonces es necesario separar los puntos de toma y descarga de aire verticalmente en 3 metros o más.

Conclusiones y video útil sobre el tema

En este video se demuestran claramente los signos de una ventilación deficiente en un sótano. Los conductos de intercambio de aire de suministro y extracción en este sótano aparentemente existen, pero el aire no circula por ellos. Son evidentes todos los problemas del sótano: humedad, aire viciado y abundante condensación en las estructuras de cerramiento:

En el video a continuación se presenta una solución práctica para la extracción forzada del sótano mediante un ventilador de PC y un panel solar. Destacamos la originalidad de la ejecución de este proyecto de ventilación. Para un sótano tipo «almacén de verduras», esta implementación del intercambio de aire es perfectamente aceptable:

Dado que una reducción completa de la humedad en el sótano es imposible sin el aislamiento térmico de las tuberías «frías», presentamos un video sobre la aplicación de aislamiento tubular. Observamos que, para un sótano de uso técnico, es racional envolver completamente la tubería aislada térmicamente con cinta reforzada, así es más seguro:

Un sótano «abandonado» es perfectamente posible convertirlo en un espacio del uso deseado. Solo es necesario resolver el problema del intercambio de aire y eliminar las fuentes de humedad. En cualquier caso, el nivel del sótano del edificio no debe ser un lugar húmedo y cubierto de moho. Después de todo, sus paredes son los cimientos de la estructura, cuya destrucción es inadmisible.

¿Desea instalar usted mismo la ventilación en la bodega, pero no está seguro de que lo esté haciendo correctamente? Haga sus preguntas sobre el tema del artículo en el bloque que se encuentra a continuación. Aquí también puede compartir su experiencia en la instalación de ventilación en una bodega o sótano.