Estrategias de ventilación natural en climas húmedos

“Ventilamos el espacio para renovar el aire que nosotros mismos contaminamos al respirar…” (Ramón Araujo Armejo, Revista Téctonica, Volumen 35)

¿Qué es y en qué consiste?

Antes de empezar a escribir sobre las estrategias de ventilación natural que deberían aplicarse en los climas húmedos, debemos de saber que es la ventilación que, a causa de una diferencias de temperaturas y/o presión entre un punto de entrada y salida, produce una renovación del aire. (1)

Si incrementamos la velocidad del aire se puede reducir la sensación de sobrecalentamiento en el interior de los edificios, que es notable en los climas húmedos, ya que es un clima que no recibe el calor suficiente para evaporar toda la humedad que está ocurriendo en forma de precipitación y tiene altas temperaturas. (2)

Clima cálido húmedo y ventilación natural

Clima cálido húmedo / http://nineth21.blogspot.com.es

El urbanismo y la edificación en climas húmedos.

Para este tipo de clima se recomienda, en cuanto al diseño urbano, espacios amplios entre edificios y vegetación entre ellos para facilitar la ventilación, además del diseño de trazados regulares que facilite la circulación del aire. (3)

Estrategias urbanas en climas cálidos

Espacios amplios entre edificios / http://collections.infocollections.org

Actualmente, en muchos lugares no se tienen en cuenta estas consideraciones. En primer lugar porque las empresas de arquitectura y construcción no valoran la importancia de la ventilación natural y el entorno y, en segundo lugar, porque optan por una solución sencilla de confort que es independiente al medio, como son el aire acondicionado y la ventilación mecánica, los cuales causan un gran gasto energético y altos niveles de contaminación. (4)

Estrategias de ventilación natural.

El Dr. Arquitecto Neila recomienda grandes huecos para facilitar la ventilación en este tipo de clima. Generalmente los huecos más comunes son las ventanas, que en conjunto con celosías, contraventanas o cortinajes entre otros, protegen de la radiación solar. (3) Otros elementos para la ventilación son las rejillas de ventilación y los conductos o chimeneas de viento.

Una de las estrategias de ventilación natural más eficaces para climas húmedos es la ventilación natural directa, la cual consiste en la renovación del aire a través de ventanas abiertas, donde lo que se desea obtener es una importante diferencia de presión entre las entradas y salidas de aire y la distribución homogénea del aire. Se puede hacer más efectivo con distintos huecos en la misma fachada ya que aumentaría la presión.

Ventilación natural directa

Ventilación natural directa / http://www.miliarium.com

Además de la ventilación directa, tenemos la ventilación natural indirecta que es la que se produce a través de las infiltraciones de aire, que se originan a través de las juntas entre dos componentes, la carpintería y la envolvente mal ejecutada.

Infiltraciones de aire

Infiltraciones de aire / http://www.arqhys.com

La ventilación cruzada, un tipo de ventilación directa, es la forma más efectiva para evitar el sobrecalentamiento. En este tipo de ventilación, los huecos se encuentran situados en fachadas distintas para optimizar la trayectoria del aire a través de la edificación. Lo más recomendable es localizar las aberturas no enfrentadas en los lados opuestos del edificio y colocar aberturas en las particiones de los espacios, para conseguir una mejor distribución del aire dentro de los mismos.

Ventilación cruzada

Ventilación cruzada / http://www.miliarium.com

Ventilación cruzada

Ventilación cruzada (imágenes de abajo) es más efectiva que la ventilación con aberturas en una única fachada (imágenes de arriba) ya que el aire pasa a través de la mayor parte del espacio / http://sustainabilityworkshop.autodesk.com

Por otro lado, tenemos la ventilación inducida, donde se trata de canalizar grandes cantidades de aire, forzando la entrada del viento a través de grandes aberturas, bien ubicadas, y su salida potenciado la diferencia de presión o temperatura del aire. Como, por ejemplo, es el caso de las chimeneas de viento. (5)

Chimenea de viento

Chimenea de viento / http://www.miliarium.com

Por último, otra estrategia, menos pasiva, es la ventilación forzada que consiste en el refuerzo de las corrientes de aire mediante sistemas mecánicos, ya sean ventiladores, extractores o impulsores. Está se utiliza cuando la ventilación natural no es suficiente. (1)

Otras recomendaciones.

Además de considerar los aspectos anteriores es necesario:

  • Estudiar la orientación del edificio, para aprovechar los vientos dominantes.
  • Colocar obstáculos (paredes, muebles, etc.) para que el aire circule por la mayor parte de las estancias.
  • Variar el tamaño de ventanas, para modificar la velocidad del aire, mediante el efecto Venturi.
  • Colocar las salidas de aire en la parte superior, para así favorecer el barrido del aire y expulsar el aire caliente hacia el exterior.

Podemos concluir que, en cualquier caso, se debe hacer un análisis del clima y del diseño del edificio ya que la ventilación natural es una estrategia esencial para climas húmedos porque favorece el confort de los ocupantes y, a  pesar de que sea difícil de tener un control eficiente de la ventilación, ayuda a disminuir el consumo energético y los costos de mantenimiento de las medidas activas.

NATURAL VENTILATION STRATEGIES IN HUMID CLIMATES

“We aired the space to renew the air we pollute ourselves by breathing…” (Ramon Araujo Armejo, Tectónica Magazine, Volume 35)

What is it?

Before I start writing about natural ventilation strategies that may be applied in humid climates, we should know that is the ventilation that, due to a temperature and / or pressure gradient between the entry and exit, produces a renewal of the air. (1)

If we increase the air speed we can reduce the sensation of overheating inside buildings, which is very noticeable in humid climates since it is a climate that does not receive enough heat to evaporate all the moisture that is happening in form of precipitation and has high temperatures. (2)

Urban planning and building design in humid climates

For this type of climate, it is recommended, in terms of urban design, wide spaces between buildings and vegetation between them to facilitate ventilation, in addition to the design of regular paths that facilitate the circulation of air. (3)

Currently these considerations are not taken into account in many places. Firstly, because architectural firms and construction companies do not value the importance of natural ventilation and the environment and, secondly, because they opt for a simple solution to provide comfort that is independent of the environment, such as air conditioners and mechanical ventilation, which cause large energy consumption and high pollution levels. (4)

Natural ventilation strategies

Dr. Architect Neila recommended large openings for ventilation in this type of climate. Generally the most common openings are windows, which together with blinds, shutters or curtains among others, protect against solar radiation. (3) Other elements for ventilation are ventilation vents and ducts or chimneys.

One of the most efficient strategies of natural ventilation for humid climates is direct natural ventilation, which consist of the renewal of the air through open windows, where a pressure difference between the inlet and outlet of air and the homogeneous distribution of air is desired. It can be more effective having different openings in the same facade, since it would increase the pressure.

Besides direct ventilation, we have indirect natural ventilation that is produced through air infiltration caused by misplaced joints, carpentry and poorly executed envelope.

Cross ventilation, a type of direct ventilation, is the most effective ventilation to prevent overheating. In this type of ventilation, the openings are located on different facades to optimize the air path through the building. It is best to locate non-facing openings on opposite sides of the building and place openings in the partitions of the spaces, to achieve a better air distribution within the spaces.

Another strategy, induced ventilation, where it comes to channel large amounts of air, forcing the entrance of wind through large and well located channels such as wind chimneys. (5)

Finally, another strategy, less passive, is forced ventilation that consists of strengthening air currents by mechanical systems, whether fans, exhaust fans or impellers. It is used when natural ventilation is not enough. (1)

Other recommendations.

In addition to considering the above aspects it is necessary to:

  • Study the orientation of the building to take advantage of the prevailing wind.
  • Place obstacles (walls, furniture, etc.) so that air flows through most of the rooms.
  • Change the size of the windows to modify the air velocity through Venturi effect.
  • Place the air outlets at the top, in order to foster sweeping of air and expelling hot air out.

We can conclude that, in any case, an analysis of the climate and the design of the building must be performed since natural ventilation is an essential strategy for humid climates because it favors occupant comfort and, despite it is difficult to reach an efficient ventilation control, it helps to reduce energy consumption and maintenance costs of active systems.

Meilyn Mong Lee, alumna MDGAE promoción 2016-17.

Revisión: Silvia Domingo Irigoyen, coordinadora MDGAE.

Fuentes / Sources:

  1. Sistemas pasivos: Ventilación natural |http://www.miliarium.com/ATECOS/Html/Soluciones/Fichas/Sistemas_pasivos_Ventilacion_natural.PDF
  2. Humid Climate|Article about Humid Climate by The Free Dictionary|http://encyclopedia2.thefreedictionary.com/Humid+Climate
  3. Dr. Arquitecto Neila, J. (2016), ‘Arquitectura Popular, Invariantes Bioclimáticos’, documento presentado en Facultad de Arquitectura de Universidad de Navarra, Pamplona, septiembre 2016.
  4. Araujo, R., ‘La arquitectura y el aire: ventilación natural’, TECTONICA, Volumen 35.
  5. Ventajas de la ventilación natural|https://www.repsol.com/es_es/energia-inteligente/buenas-practicas/ventajas-de-la-ventilacion-natural.aspx

Bibliografía / Bibliography:

  1. Wind Ventilation|Sustainability Workshop|http://sustainabilityworkshop.autodesk.com/buildings/wind-ventilation
  2. Natural Ventilation|http://sustainabilityworkshop.autodesk.com/buildings/natural-ventilation
  3. Estrategias de ventilación, ventilación natural, ventilación cruzada|http://vilssa.com/ventilacion-natural-ventilacion-cruzada
  4. Tropical-humid architecture in natural ventilation point of view, A Reference of Traditional Architecture in Indonesia|http://www.bse.polyu.edu.hk/researchCentre/Fire_Engineering/summary_of_output/journal/IJAS/V1/p.80-95.pdf
  5. Climate Responsive Building – Appropriate Building Construction in Tropical and Subtropical Regions: 3. Design rules: 3.3 Design for warm-humid zones|http://collections.infocollections.org/ukedu/en/d/Jsk02ce/3.4.html
  6. Infiltración de aire|http://www.arqhys.com/arquitectura/infiltracion-aire.html

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