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    • ASHRAE 62.1: Revisión de los conceptos y requisitos clave:

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    La calidad de aire interior (IAQ) es probablemente el aspecto más discutido comúnmente de la calidad ambiental interior de un edificio (IEQ) IAQ tiene efectos directos en nuestra salud así como en la percepción de un ambiente interior aceptable. En EE.UU., el estándar ASHRAE 62.1: La ventilación para una calidad aceptable de aire interior es el estándar más comúnmente referenciado para cuantificar las condiciones aceptables y el diseño adecuado del sistema HVAC. El estándar ASHRAE 62.1 ya sea que constituya la base para la mayoría de los códigos mecánicos o esté referenciado directamente por los propios códigos.

    El estándar es muy bien conocido por su regulación de la cantidad de aire de ventilación entregado a cada espacio por sistemas HVAC a través de su enfoque de procedimiento de la tasa de ventilación al diseño del sistema. Sin embargo, el estándar cubre otros aspectos del diseño de edificio que son menos conocidos y comprendidos. Los aspectos clave del diseño de edificios que cubre son: la calidad del aire exterior, el diseño y la construcción de la cubierta, la construcción del sistema HVAC, el concepto de los tipos de aire, el procedimiento de tasa de ventilación, el procedimiento de IAQ, el procedimiento de ventilación natural y las operaciones y el mantenimiento.

    Antes de describir lo que el estándar cubre en detalle, también es importante comprender qué es lo que no cubre. El estándar 62.1 no cubre edificios residenciales de baja altura ni viviendas familiares, éstos se cubren en el estándar complementario 62.2. Tampoco cubre la calidad de aire en áreas para fumadores, reforma hecha al estándar en la actualización de 2010. Asimismo, los requisitos de ventilación de 2010 para instalaciones de atención médica se eliminaron para que así fueran referenciados únicamente en el estándar 170 de ASHRAE: Ventilación para instalaciones de atención médica. Las demás áreas importantes que no están cubiertas son los requisitos para la ventilación de industriales, laboratorios u otros requisitos de ventilación específicos impulsados por procesos.

    Calidad de aire exterior

    Dado el enfoque general dentro del estándar de "dilución es la solución a la contaminación", "tener una buena calidad de aire exterior es una premisa muy importante cuando el aire exterior se usa como la fuente "fresca" para diluir el aire interior contaminado. El estándar requiere dos piezas clave de información para llevar a cabo el diseño del sistema de ventilación: demostración del cumplimiento regional de los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental de Aire y la realización de una encuesta local del sitio del proyecto específico. La encuesta sobre la calidad de aire exterior es un aspecto importante y a veces ignorado. La encuesta se enfoca en fuentes locales de contaminación, como el tráfico vehicular, así como otras fuentes contaminantes potenciales en propiedades adyacentes como el escape de una caldera, las descargas de escape de los procesos, descargas de las torres de enfriamiento y los escapes de generadores.

    Se requiere que el aire exterior se trate de manera especial cuando las condiciones locales exceden los estándares nacionales. El estándar se enfoca en el tratamiento del aire exterior de partículas y ozono. Para las zonas con alta cantidad de partículas, se requiere que los sistemas HVAC proporcionen niveles variados de eficacia de filtración de aire (MERV 6 o MERV 11) dependiendo de si la ubicación no cumple en materia de partículas (PM) 10 o PM 2.5. Para zonas con incumplimiento de ozono, deben instalarse sistemas de eliminación de ozono. Afortunadamente para muchos diseñadores, sólo hay cuatro ubicaciones enlistadas que requieren sistemas de eliminación de ozono y todos están en California (Condados de Riverside, Kern, Los Angeles, y San Bernardino).

    Diseño y construcción de la cubierta

    Desconocido por muchos arquitectos, ASHRAE 62 incluye aspectos de diseño arquitectónico dentro del alcance de sus requisitos, no sólo es un estándar para ingenieros mecánicos. Es importante que los consultores y contratistas en ingeniería mecánica informen a sus colegas en arquitectura sobre estos requisitos. Los requisitos arquitectónicos generalmente se centran en la gestión de la humedad dentro del recinto del edificio para prevenir o reducir el riesgo de crecimiento de moho en el edificio e incluye requisitos para construcciones de barreras de aire y vapor.

    Mientras que el arquitecto en general depende del ingeniero para identificar las entradas escape de aire, la especificación y los detalles de las rejillas asociadas con estas funciones normalmente se realizan por arquitectos (División 8 por CSI). En particular, el estándar tiene requisitos específicos para la protección de intrusión de lluvia para aperturas de rejillas que deben especificarse y considerarse cuando se seleccionan éstas para un proyecto.

    El otro aspecto importante del estándar que afecta a los arquitectos es el requisito de separación física de ciertos espacios, en especial entre garajes de estacionamiento y espacios ocupados, así como áreas de fumar y no fumar.

    Construcción del sistema HVAC

    Similar a los requisitos arquitectónicos, mucho del enfoque de los requisitos del sistema HVAC tiene que ver con la gestión de humedad dentro del sistema y sus componentes. La principal área de intereses está en los requisitos de construcción y colocación de bandejas de drenaje. Requisitos adicionales gobiernan los materiales utilizados para transporte de aire (limitando la susceptibilidad del material a daños por humedad y crecimiento de moho, así como erosión), diseño de bobinas (limitando la caída de presión de la bobina cuando se proporciona un acceso inadecuado) y requisitos de aislamiento para prevenir la condensación en superficies internas (señalando qué valores de resistencia específicos no son necesarios, es responsabilidad del diseñador determinar la resistencia térmica necesaria para la aplicación específica).

    El acceso para operaciones y limpieza adecuadas es también importante para el mantenimiento de los equipos y permitir altos niveles continuos de IAQ. Mientras que muchos de los requisitos se practican comúnmente, vale la pena revisar el estándar cuando se diseñan o inspeccionan sistemas para asegurar el acceso adecuado y se proporciona la facilidad de limpieza.

    Tipos de aire

    El concepto de tipos de aire es un aspecto fundamental del criterio que puede tener un efecto significativo en la distribución y diseño de sistema básico HVAC. ASHARE divide el aire del interior en cuatro clases que describen el nivel de contaminación en el aire en una zona determinada. Las clases de aire son importantes porque gobiernan la habilidad de recircularlo en un espacio dado y dentro de un sistema determinado. Los sistemas que sirven a espacios que cuentan con múltiples índoles de aire necesitan ser diseñados cuidadosamente para asegurar el cumplimiento como en situaciones cuando las corrientes de aire se combinan. La corriente de aire mixto adquiere la clase de aire del peor torrente.

    Clase 1 de aire: se considera como limpia y sin olores significativos. Es representativo del aire en la típica oficina y salones de clase. Este tipo de aire puede ser recirculado a cualquier espacio. Clase 2: Es considerado como moderadamente contaminado u oloroso y se encuentra restringido en su circulación. Ejemplos de la clase de aire 2 incluyen: instalaciones de guarderías, áreas de venta en las tiendas e instalaciones de gimnasio Este tipo de aire puede ser recirculado a otras áreas del mismo tipo de aire, ya sea tipo 2, 3 o 4. Sin embargo, el aire de clase 2 no puede ser recirculado a espacios de aire de tipo 1. Ello, puede tener un impacto significativo en el diseño de sistemas (HVAC) de varias zonas. Por ejemplo, un sistema de volumen de aire variable multi-zona (VAV) que sirve a una escuela no puede utilizar un retorno común del mismo si el sistema sirve a una guardería o salón de clases de preescolar a menos que la zona se encuentre grandemente apartada y no sea regresado al principal sistema de tipo de aire 1.

    Existe típicamente menos riesgo de error en el sistema cuando se trata de zonas de tipo de aire 3 y 4 – estas son zonas de aire con contaminación significativa, con olores altamente objetables y contaminantes potencialmente peligrosos (en el caso del aire Tipo 4). Hay menos riesgo porque la mayoría de los diseñadores, contratistas y propietarios (y códigos) reconocen claramente aquellas zonas y las agotan por defecto. Tales zonas incluyen: closets de almacenamiento, escapes de laboratorio y de cocinas comerciales. La principal diferencia entre la clase 3 y 4 es que en la 4 el aire no puede ser recirculado aún en el espacio de origen.

    Para los sistemas con recuperación de calefacción que están agotando los espacios de aire tipo 2 y 3, el criterio permite haya recirculación en menores cantidades (en10% y 5% respectivamente) debido a las fugas a través del dispositivo de recuperación de energía. Ello permite un sistema de aire dedicado al exterior (DOAS) a fin de efectivamente recuperar la calefacción mientras se mantiene in IAQ aceptable.

    Los tres procedimientos

    La provisión de un sistema adecuado de ventilación a los espacios abarca el grueso del criterio y es conocido principalmente como área de alcance. Los criterios ASHRAE ha dividido la determinación de aire de ventilación adecuada y los métodos de cumplimiento en tres procedimientos: tasa de ventilación, ventilación para IAQ y ventilación natural.

    Por mucho, el procedimiento de la tasa de ventilación es el más utilizado y adoptado, se compone de los requisitos ya bastante familiares para ciertas cantidades de aire exterior para diferentes tipos de espacios. Las tasas requeridas dentro del procedimiento de la tasa de ventilación han variado con el tiempo tal y como la ciencia de IAQ ha crecido y evolucionado con el tiempo. En la década de los setenta, desde el principio de los estándares, las tasas de ventilación eran mucho más bajas que aquellas que se requieren hoy en día. De modo similar, la versión actual de los criterios divide los requisitos de ventilación en dos categorías: tasas basadas en la superficie y en sus ocupantes. Las tasas basadas en la superficie cubren la ventilación requerida para diluir contaminantes que provienen por cargas no ocupantes dentro del espacio, tales como liberación de gases de mobiliario. Las tasas basadas en sus ocupantes cubren la ventilación requerida debido a los contaminantes que provienen de los mismos, tales como las emisiones de dióxido de carbono y olores del cuerpo. Una cobertura detallada del procedimiento de la tasa de ventilación va más allá del alcance de éste artículo.

    El procedimiento IAQ es probablemente el menos usado en el centro de referencia, aunque es el enfoque más flexible que existe para la ventilación. Es probablemente más apropiado cuando las fuentes de contaminación del interior son bastante conocidas y atípicas al criterio de los espacios documentados dentro del procedimiento de tasa de ventilación. El procedimiento IAQ permite al diseñador calcular los requerimientos de ventilación basados en emisiones específicas de contaminantes dentro del espacio y la calidad del aire exterior. No obstante, debido a que las emisiones provenientes de muchas fuentes, son poco comprendidas y debido a que pueden variar ampliamente, éste procedimiento conlleva mayor riesgo para el diseñador y una carga más alta de conocimiento en la investigación de tasas de emisiones específicas de todas las fuentes posibles de contaminantes en la zona.

    El procedimiento de ventilación natural proporciona los parámetros de la regla de oro para espacios ventilados naturalmente a fin de guiar a los diseñadores en un enfoque básico adecuado para la mayoría de los esquemas de ventilación natural no complejos, simples o de doble cara. Un aspecto clave de la edición 2010 del criterio, es el requerimiento para espacios naturalmente ventilados con el objeto de contar también con un sistema de ventilación mecánica diseñado ya sea para el procedimiento de tasa de ventilación o el de IAQ. Este requisito puede eximirse si el sistema es un “sistema diseñado” que sea aprobado por la autoridad que tenga jurisdicción y/o que tenga controles automáticos que aseguren las aperturas que provean de una adecuada ventilación cuando el espacio se encuentre ocupado. Dicho requisito es para poder contar con un sistema de soporte mecánico que fue añadido para asegurar la adecuada ventilación durante el período de cuando las ventanas operables de forma manual puedan cerrarse de otra forma, por ejemplo, en períodos de mucho frío o clima caluroso o cuando el aire exterior pueda ser objetable (como la temporada de alergias en la primavera).

    Puesta en Marcha y Operaciones

    La sección 62.1 ASHRAE rige el arranque y las operaciones. Para contratistas y operadores sofisticados, los requisitos probablemente, pasan a segundo plano. Como sea, estos pueden servir como un buen lineamiento para los operadores que no lo son y de igual modo, pueden ser un buen recordatorio de varios aspectos de las operaciones para diseñar e incluir en ellas, el manual de mantenimiento.

    El estándar 62.1 ASHRAE sienta las bases para nuestra comprensión al alcanzar una tasa IAQ aceptable. Tiene un alcance mucho más amplio en cuanto al diseño de edificios y operaciones que puedan llevarse a cabo Sin embargo, cabe señalar, que la ciencia de IAQ siempre se encuentra evolucionando y que los requisitos de la sección 62.1 ASHRAE, como la mayoría de los estándares y códigos, representa un mínimo de requisitos para una tasa aceptable de IAQ. Los diseñadores deben de evaluar la bibliografía, otros estándares regionales (tales como el LEED del Consejo de la Construcción Verde de Estados Unidos y el CEN CR 1752), las especificaciones de su proyecto y las metas de sus clientes a fin de asegurar que los sistemas cumplan con las necesidades generales del mismo.

    Peter Alspach es Director Asociado e ingeniero mecánico en la oficina de Arup ubicada en Seattle. Su experiencia reside en el diseño de sistemas de climatización, el análisis físico de edificios y la ingeniería de fachada. Es miembro de la junta de consejo editorial de Consulting – Specifying Engineer. Actualmente se desempeña como el secretario de ASHRAE SSPC 55 y es miembro del Consejo de IBPSA-EE.UU.

    Insight-Engineer

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