Eficiencia energética: ventilación natural
La ventilación natural es un excelente método para dotar a los edificios de unas condiciones de confort e higiene del aire adecuadas para la vida, sin gastar energía ni producir contaminación. Para algunas condiciones climáticas a veces es necesario combinarla con un método de ventilación mecánica, pero si aseguramos el correcto funcionamiento de la ventilación natural con un buen diseño y teniendo en cuenta todos los factores que influyen en ella, podemos conseguir reducir el gasto de energía o incluso eliminarlo, como en los edificios pasivos, que tienen consumo cero de energía.
Dentro de la ventilación natural diferenciamos entre las llamadas infiltraciones, que se producen por diferencia de presión entre el interior y exterior de un espacio, sin poder controlarlas, a través de la envolvente cerrada (puertas y ventanas) y la ventilación semi-controlada, que regulamos abriendo y cerrando las ventanas.
Aunque las infiltraciones de un edificio ayudan a disipar las humedades interiores y olores, tienen muchas desventajas energéticas, de salubridad y de confort. Por ejemplo, no evitan las condensaciones superficiales e intersticiales, ni tampoco la entrada de agentes agresivos exteriores o de gases tóxicos de los materiales de construcción. Tampoco evitan la contaminación acústica desde el exterior o las corrientes de aire frío en invierno. Con este tipo de ventilación, además, se producen muchas infiltraciones en invierno (debido al viento) y pocas infiltraciones en verano, que es justo cuando más necesitamos.
Por ello, los edificios de bajo consumo deberían ser ventilados mediante una ventilación natural semi-controlada, controlada (de forma mecánica), o una combinación de ambas. En varios estudios se ha comprobado que el caudal de ventilación únicamente natural en inviernos fríos no es suficiente para mantener una buena calidad higiénica en las viviendas, ya que en invierno es cuando el edificio necesita también mayor aislamiento térmico y preservación de su energía. Sin embargo, esto depende de las condiciones climáticas de cada emplazamiento, por lo que es importante al diseñar un edificio adecuar el tipo de ventilación y su regulación al clima del lugar. Las condiciones para que la ventilación de un edificio pueda ser únicamente natural es disponer de una temperatura que no sobrepase los 35º y una velocidad del viento de 1 a 8 m/s.
La ventilación natural idónea para cada edificio se consigue adecuando su diseño al emplazamiento, a los vientos dominantes, su temperatura en cada período del año y a las condiciones interiores del edificio como su altura, características geométricas y su uso. Una buena ventilación natural no solo pretende asegurar unas condiciones de salubridad y renovación de aire sino también regular la temperatura y conseguir unas condiciones ambientales idóneas utilizando medios naturales y pasivos.
El principio básico es que el aire caliente tiende a subir, al tener menos densidad que el aire frío, y gracias a este principio podemos inducir y provocar el movimiento del aire según nos interese, por convección. Si ponemos como ejemplo una vivienda, el aire entra por los conductos colocados en las habitaciones “secas”, que son los dormitorios, sala de estar, comedor, galerías… y sale por los lugares más húmedos, como el baño, los aseos y la cocina. Estos son los principios de diseño de ventilación que se utilizan en la arquitectura; observamos que en viviendas muy antiguas ya se utilizaba este principio de forma intuitiva, pero a lo largo de la historia se ha desarrollado hasta permitirnos un control casi total de las condiciones y logrando en la actualidad edificios pasivos con unas condiciones de confort excelentes.
A continuación se exponen varios criterios generales de diseño y estrategias para una adecuada ventilación natural:
Según condiciones climáticas
Es adecuado que el edificio se ventile durante la noche (abriendo las ventanas) y mantener el edificio cerrado durante el día para evitar la entrada de aire caliente, para climas muy cálidos con gran variación de temperaturas entre el día y la noche, “climas secos”. Por el contrario, puede ser mejor la ventilación natural durante todo el día y un esquema de edificio abierto para climas muy húmedos y calurosos como los climas tropicales, para que el movimiento del aire en el interior favorezca los índices de confort.
Orientación del edificio
Para maximizar la ventilación inducida por el viento se debe orientar el edificio – cuando sea posible – para que la fachada sea perpendicular a los vientos estivales y evitando que tengan obstrucciones en esa dirección. Asimismo, para evitar los vientos en invierno, pueden ubicarse obstrucciones vegetales mediante árboles.
La ventilación cruzada
Se consigue disponiendo las aberturas practicables en las paredes opuestas de cada espacio, para favorecer el barrido del aire, y orientadas en el sentido del viento dominante. También es necesario diseñar correctamente el interior para favorecer la circulación del aire y evitar barreras. Esto se puede conseguir a través de la ubicación de rejillas de paso de aire o aperturas en elementos que puedan modificar la dirección del aire o impedir su paso. Cada habitación debe tener aberturas como lomas o travesaños, que permitan que el aire circule, o recortándose al menos 1,5 cm. Si es mediante rejillas, es importante un buen mantenimiento de las mismas para evitar obstrucciones. También existen elementos constructivos que pueden ayudar a resolver el problema de las barreras interiores como los muros de ladrillos perforados, llamados cobogós.
Ventilación natural inducida
Se produce por inducción térmica para la refrigeración del aire interior. Por ello, las aberturas se deben colocar cerca del suelo y las de salida en el techo – o en su defecto en la parte más alta de la pared – para que el aire frío entre en el espacio empujando la masa de aire caliente hacia arriba, y la expulse al exterior por el techo. Algunas estrategias muy utilizadas consisten en diseñar un invernadero, una chimenea solar o un muro trombe, en los cuales se recalienta el aire. Así, se incrementa la velocidad y se provoca una ventilación forzada natural.
El llamado efecto chimenea se utiliza en edificios verticales, y consiste en provocar un flujo de ventilación vertical para dejar escapar el aire caliente por una abertura cenital, claristorio, o escapes de viento. Puede considerarse ventilación inducida, pero en este caso las áreas abiertas del proyecto en el centro, permiten que el mismo aire circule a través del ambiente. Otra buena solución puede ser la disposición de patios interiores, que actúan como acumuladores de aire frío, al tener distintas condiciones de temperatura y humedad que el aire del interior del edificio. Así permiten que se produzca el movimiento de aire frío para la ventilación necesaria.
Elementos de diseño
Si nos centramos ahora en elementos concretos de diseño, es importante tener en cuenta el tipo de aperturas que diseñamos para cada proyecto. Según el tipo de ventana, sello o puerta, influirá en la cantidad de masa de aire que entra al interior y en la dirección de los vientos. Por ejemplo, los parasoles o brise soleil son mecanismos excelentes para garantizar la ventilación natural y de control solar. Si se colocan y diseñan adecuadamente con las condiciones de viento y soleamiento, ayudan a que las condiciones térmicas en el interior sean las adecuadas.
Otros criterios
Otros criterios generales son diseñar los sistemas de ventilación natural en conjunción con los sistemas de evacuación de humos de incendio, y tener en cuenta una profundidad máxima de 13 m para los edificios ventilados de forma natural, lo ideal es que sean estrechos.
Por último, todo esto es útil sólo si se combina con un buen comportamiento de los usuarios, que son los que deben realizar el trabajo de controlar las aperturas, abrir o cerrar las ventanas y puertas cuando sea pertinente. Por ello, es necesaria una educación energética y una concienciación global para que utilicemos nuestros edificios de forma sostenible y energéticamente eficiente.